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地鐵站出入口淺埋暗挖支護技術綜合應用

文檔作者：胡海龍文檔來源：西安市建筑工程總公司		點擊數：	更新時間： 2025年05月08日
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上一篇：典型地鐵隧道結構安全保護工程案例分析

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１ １０
施 工 技 術
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１５ 年１０ 月上
第４４ 卷 第１９ 期
ＤＯＩ：１０． ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１５１９０１１０
地鐵站出入口淺埋暗挖支護技術綜合應用
胡海龍
（西安市建筑工程總公司， 陜西 西安 ７１００６５）
［摘要］ 城市地下交通工程普遍存在施工難度大、空間狹小、周邊緊鄰建筑物、道路、市政管線等特點，在地鐵站出
入口工程中顯得尤為突出。如何在復雜的施工條件下完成出入口暗挖施工中的支護工作，是地鐵施工必須面對和
解決的問題。通過闡述西安地鐵２ 號線永寧門站ＩＶ 號出入口工程超大管棚支護技術的設計思路，結合監測數據
分析，說明了淺埋暗挖支護技術綜合應用的效果。
［關鍵詞］ 地下工程；地鐵；支護；注漿；施工技術
［中圖分類號］ ＴＵ７５３；Ｕ２３１． ３ ［文獻標識碼］ Ａ ［文章編號］ １００２?８４９８（２０１５）１９?０１１０?０３
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｈａｌｌｏｗ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ Ｓｕｐｐｏｒｔ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｓｕｂｗａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｅｘｉｔ ａｎｄ Ｅｎｔｒａｎｃｅ
Hｕ HａｉIｏｎｇ
（Ｘｉ’ａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｉｔｙ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，
ｎａｒｒｏｗ ｓｐａｃｅ， ｔｈｅ ｃｌｏｓｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｒｏａｄ ａｎｄ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ， ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｑｕｉｔｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｉｎ ｔｈｅ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｅｘｉｔ ａｎｄ ｅｎｔｒａｎｃｅ． Ｈｏｗ ｔｏ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ｓｕｂｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｅｘｉｔ ａｎｄ ｅｎｔｒａｎｃｅ
ｓｈａｌｌｏｗ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｗｏｒｋ ｉｎ ｓｕｃｈ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｉｓｓｕｅ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｔｏ ｂｅ
ｆａｃｅｄ ａｎｄ ｓｏｌｖｅｄ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｈａｌｌｏｗ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ ｅｘｐｌａｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｏｕｇｈｔ ｏｆ ｏｖｅｒｓｉｚｅｄ ｐｉｐｅ ｓｈｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ
Ｙｏｎｇｎｉｎｇｍｅｎ Ｓｔａｔｉｏｎ ＩＶ ｅｘｉｔ ａｎｄ ｅｎｔｒａｎｃｅ ｉｎ Ｘｉ’ａｎ Ｓｕｂｗａｙ Ｌｉｎｅ ２ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ｄａｔｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ； ｓｕｂｗａｙｓ； ｓｕｐｐｏｒｔｓ；ｇｒｏｕｔｉｎｇ； ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
［作者簡介］ 胡海龍，注冊安全工程師，工程師， Ｅ?ｍａｉｌ：３４６６３２８７５＠
ｑｑ． ｃｏｍ ［收稿日期］ ２０１４?０７?１８；［修訂日期］ ２０１４?１０?３１
１ 工程概況
西安地鐵２ 號線永寧門站ＩＶ 號出入口工程位
于西安城墻永寧門（又稱南門）外，周邊環境復雜，
施工場地狹窄，地下管線多，２００９ 年６ 月１５ 日開
工，２００９ 年９ 月２０ 日二襯施工完畢，暗挖隧道全部
貫通，歷時９６ｄ，工程達到規范及設計要求，并一次
性通過驗收。永寧門站是西安地鐵２ 號線的中間
站，沿南北向于路中布置，上承鐘樓站、下接南稍門
站，ＩＶ 號出入口在車站結構東部，出入口上方為南
門盤道，南門盤道內側是城門和護城河，東側為環
城南路、太陽宮娛樂城（現世紀金花）和陜西省人大
辦公樓，南側為南關正街，是連接西安城區南北交
通的要道，也是公交港灣停車點。該工程暗挖長度
２４ｍ，管棚頂點距地面埋深３． ８ｍ，施工范圍存在１
條已廢除的?１ ０００ｍｍ 污水管，圍護結構安全等級
為一級，如圖１ 所示。
圖１ 永寧門站出入口暗挖平面示意
Ｆｉｇ． １ Ｓｈａｌｌｏｗ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｌａｎ
ｏｆ ｅｘｉｔ ａｎｄ ｅｎｔｒａｎｃｅ ｏｆ Ｙｏｎｇｎｉｎｇｍｅｎ Ｓｔａｔｉｏｎ
２ 工程與水文地質條件
ＩＶ 號出入口位于黃土梁洼區，地表分布有厚薄
不等的全新統人工填土，其下為上更新統風積新黃
２０１５ Ｎｏ． １９ 胡海龍：地鐵站出入口淺埋暗挖支護技術綜合應用 １ １１
土（局部為飽和軟黃土）及殘積古土壤，再下為中更
新統風積老黃土、殘積古土壤、沖擊粉質黏土、粉
土、細砂、中砂等地質。場地地質條件如表１ 所示。
表１ 土層物理力學性質
Ｔａｂｌｅ １ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｏｉｌ
巖土
名稱
天然密度ρ ／
（ｇ·ｃｍ －３ ）
天然快剪固結快剪
黏聚力
ｃｋ ／ ｋＰａ
內摩擦角
φｋ ／ （°）
黏聚力
ｃｋ ／ ｋＰａ
內摩擦角
φｋ ／ （°）
雜填土１． ８５ ２０． ０ １０． ０ ２５． ０ １２． ０
素填土１． ８５ ２０． ０ １０． ０ ２５． ０ １２． ０
新黃土１． ６５ １０． ０ ０ １５． ０ ５． ０
粉質黏土１． ９４ ７４． １ ６． ５ ７９． ０ ９． ６
粉土１． ９３ １９． ４ １２． ９ ５０． ０ １３． ５
細砂１． ９５ ２． ０ ２５． ０ ０ ３２． ０
中砂２． ００ ３． ０ ４０． ０ ０ ４６． ０
粗砂２． ０５ ２． ０ ４２． ０ ０ ４６． ０
永寧門車站位于護城河以南９５ｍ，距地表水較
遠，地下水主要賦存于中、上更新統新黃土、古土壤
粉質黏土層及砂土、粉土夾層中， 滲透系數為
６． ５ｍ／ ｄ，場地內地下潛水位埋深為８． ８０ ～ １３． ３０ｍ，
地下潛水位高程為３９２． ４５０ ～ ３９６． ３９０ｍ，２００６ 年５
月初勘階段建立長期觀測孔時水位高程為
３９８． ２９０ｍ。根據西安市地下水動態長期觀測資料，
地下水年變化幅度為１． ５ ～ ２． ０ｍ，本次降水設計地
下水位按７． ５ｍ 考慮。
經論證降水采用管井降水方案，確定降水井６
個，井深２０ｍ，降水深度１５ｍ，根據現場觀測，降水井
內穩定水位處于１８ｍ，降水滿足設計要求。
３ ＩＶ 號出入口淺埋暗挖方案設計
針對該工程的特點，項目部進行了多次分析討
論，最終確定綜合采用超前長管棚、小導管注漿等
支護技術，很好地解決了工程施工存在的困難，圓
滿完成了施工任務。
３． １ 確保施工期間無水作業
對于施工區域存在管線滲漏水的情況，開工前
對管線做了詳細調查，摸清管線的使用及滲漏情
況，并在施工過程中隨時觀察掌子面情況，發現滲
水量變化異常時立即采取對應措施。對于施工區
域上層滯水與管線滲漏水，采用堵水的方法，選擇
適用的注漿漿液進行注漿堵水，并對地層起到一定
的加固作用。對于暗挖段的殘留水，采用截水溝與
集水坑明排方式處理，同時做好地面水堵截方案，
防止地面水涌入暗挖通道。
３． ２ 廢棄污水管道處理
在ＩＶ 號出入口暗挖通道超前大管棚施工時，與
永寧門盤道的廢除污水管道正交相遇，該污水管道管
徑為１ ０００ｍｍ，壁厚１０ｍｍ，管底埋深約５． ５ｍ，距快車
道邊約２． ５ｍ，距設計管棚起點７． ４ｍ，如圖２ 所示。
圖２ ＩＶ 號出入口通道暗挖障礙斷面示意
Ｆｉｇ． ２ Ｓｈａｌｌｏｗ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
ｏｂｓｔａｃｌｅ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
考慮到該暗挖段所處地面為公交車停靠港灣，
交通車流量大，現場不具備開挖拆除回填處理條
件，對大管棚拱頂及拱腳外側５ｍ 范圍內的污水管
道采用混凝土回填的處理方法。根據現場情況，沿
廢棄污水管道走向用地質勘探鉆機打孔， 孔徑
２００ｍｍ，孔距２ｍ，孔深４ｍ 左右，共計打孔８ 個。采
用Ｃ１５ 混凝土回填，混凝土的流動性、和易性要好，
坍落度控制在２００ｍｍ 左右，確保混凝土充填管道內
部，回填長度為１７． １ｍ。
３． ３ 采用管棚和超前小導管支護
在該區段隧道施工時，分別在此范圍內對隧道
周圍土體拱部采用?８９ｍｍ 超前長管棚支護，環向
間距０． ４ｍ；管棚間設?４２ｍｍ 小導管注漿預加固，環
向間距０． ４ｍ，外插角１° ～１２°，超前注漿小導管采用
?４２ｍｍ 熱軋無縫鋼管，壁厚３． ５ｍｍ，長３． ０ｍ，環向
間距０． ４ｍ，縱向間距１． ５ｍ，通過注漿加固隧道周圍
地層，如圖３ 所示。
圖３ 出入口通道暗挖標準斷面
Ｆｉｇ． ３ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
管棚施工采用單向鉆進，施工前首先按照設計
１ １２ 施工技術 第４４ 卷
圖紙，環向間距０． ４ｍ 布設每根管棚設計軸線位置，
考慮到后續鋼格柵施工誤差，環向軸線外放５ｃｍ。
按設計圖紙ＩＶ 號出入口超前管棚共計２３ 根，但由
于拱腳處明挖暗挖的實際結合，實際管棚施工用了
２０ 根。
軸線位置布設完畢后采用跟管法施工，即采用
ＭＫ?５ 型水平鉆機成孔后安裝鋼管，施工鉆進時，考
慮到長距離管棚變形，每根管棚設施工仰角１° ～
２°，成孔后及時安裝管棚，安裝時相鄰管棚拼接縫錯
開。因考慮到南門盤道內側出入口圍護樁施工，單
根管棚拼接長度２４ｍ，進尺２３． ５ｍ，鋼管安裝完成后
設置排氣管、注漿管，然后封堵管口，注漿管、排氣
管上安裝關閉閥門。
管棚施工完成后采用ＭＫ?５ 型注漿泵統一壓
漿，所注漿液原設計為水泥?水玻璃１∶ １雙液漿，根
據地質情況與設計院溝通后變更為１∶ １水泥單液
漿。壓漿時注漿壓力控制在０． ３ ～ ０． ５ＭＰａ，空氣排
完后關閉排氣閥，最后關閉注漿閥。
超前注漿小導管采用?４２ 熱軋無縫鋼管，壁厚
３． ５ｍｍ，長３． ０ｍ，外插角５° ～ １０°，起拱線至拱部范
圍環向４０ｃｍ 布設，管內注水泥?水玻璃１∶ １雙液漿。
小導管采用現場加工，每根長３ｍ，并鉆０． ５ｃｍ 出漿
孔，孔間距０． ５０ｍ，梅花形布置，如圖４ 所示。
圖４ 超前小導管規格
Ｆｉｇ． ４ Ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｍａｌｌ ｐｉｐｅ ｓｉｚｅ
ＩＶ 號出入口施工在車站主體頂板混凝土澆筑
完畢后進行，洞口圍護樁拆除采用７５ 型破碎錘破
除，人工修整。３． ４ 隧道暗挖掘進
采用隧道ＣＤ 工法施工，開挖時初支采用３０ｃｍ
鋼格柵＋ 臨時型鋼支撐＋ 網噴Ｃ２５，Ｐ６ 抗滲鋼筋混
凝土，二襯結構主體為Ｃ３０，Ｐ８ 鋼筋混凝土，初支與
二襯之間設置４ｍｍ 厚高聚物改性瀝青自黏防水卷
材，遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、
勤量測、控下沉”的施工原則，開挖施工步驟如下。
１）左側導洞開挖支護 施作拱部超前小導管
加固注漿→開挖左側導洞斷面→打設邊墻部分錨
桿→架立鋼格柵，施作初期支護及鎖腳錨管→掛網
噴射混凝土→施作臨時支撐，初期支護封閉成環。
２）右側導洞開挖支護 施作拱部超前小導管
加固注漿→開挖右側導洞斷面→打設邊墻部分錨
桿→架立鋼格柵，施作初期支護及鎖腳錨管→掛網
噴射混凝土→施作臨時支撐，初期支護封閉成環。
３）施作防水層及二襯 拆除臨時支護→初支
背后注漿→施作防水層及二次襯砌→隧道拱墻二
次襯砌→底板回填層施工。
４）隧底回填 二襯背后注漿→底板回填層
施工。
５）二次襯砌 先施工仰拱二襯，然后施工邊墻和
拱部二襯，二次襯砌施工模板采用鋼模板＋ 型鋼襯砌
拱架＋內支撐組成的襯砌臺架施工，模板采用Ｐ３０１２
和Ｐ１５１２ 組合鋼模板，型鋼拱架由Ｉ２０ 彎曲加工而
成，內支撐采用型鋼豎撐和橫撐組成的簡易臺架。
６）襯砌拱頂注漿 襯砌拱頂注漿包括初襯拱
頂注漿和二襯拱頂注漿，注漿液用３２． ５ 級水泥拌
制，注漿壓力為０． ５ＭＰａ，漿液強度為２０ＭＰａ。
４ 監測實施
針對暗挖地質及支護觀察、水平收斂、拱頂下
沉、地表隆陷、建筑物沉降及傾斜、地下管線沉降、
地下水位、圍巖壓力８ 項監測工作編制了監測方案，
并按監測方案進行了測量點位的布設。開挖前進
行初始值取定，在開挖過程中按測量頻率進行實時
監測，形成日報、周報，其中控制重點是水平收斂、
拱頂下沉、地表隆陷、地下管線沉降，經過施工周期
監測， 水平收斂最大值為２９． ４０ｍｍ， 最小值為
１６． ５０ｍｍ；拱頂下沉最大值為２３． ７０ｍｍ，最小值為
１７． ５０ｍｍ；地表隆起最大值為２． ５０ｍｍ，最小值為
１． ２０ｍｍ；地表沉降最大值為１０． ６０ｍｍ，最小值為
６． ２０ｍｍ；地下管線沉降最大值為８． ５０ｍｍ，最小值為
３． ７０ｍｍ。各項監測值均在控制范圍內，數據分析表
明隧道基本處于穩定狀態，為施工安全提供了保障。
５ 結語
在城市地下交通快速發展過程中，綜合應用淺
埋暗挖施工技術減輕了對城市交通的影響，保證了
地下管線的安全，西安地鐵２ 號線永寧門站ＩＶ 號出
入口工程的施工經驗對類似工程具有一定的借鑒
意義。
參考文獻：
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版社，２００４．
［ ２ ］ 周文． 淺談地鐵車站出入口的淺埋暗挖法施工［Ｊ］． 科技創新
與生產力，２０１２（１２）：５９?６２．
［ ３ ］ 王福恩． 暗挖施工中大管棚和ＣＤ 工法比較［Ｊ］． 安徽建筑，
２０１０（２）：１３０?１３１，１８２．
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區建筑規范［Ｓ］． 北京：中國建筑工業出版社，２００４．
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［Ｓ］． 北京：中國建筑工業出版社，２０１２．

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