全暗挖同步建造技术

（一）暗挖法施工概述

暗挖法是相对于明挖或盖挖法的另一车站施工技术，暗挖法是指不挖开地面，采用在地下挖洞的方式施工。城市轨道交通车站由于工程规模大、结构体系复杂，一般均适宜采用明挖或盖挖法施工；但由于部分车站特殊的环境条件使得其工法的选择存在诸多制约因素，而不得不采用暗挖法技术。这些制约因素包括道路交通繁忙、地下管线繁杂、环境保护要求高、工程地质及水文地质具备暗挖实施条件等。全暗挖同步建造技术的一个典型案例为北京地铁黄庄站。

（二）全暗挖关键技术的应用

地面沉降及群洞效应控制、暗挖隧道相交、暗挖进洞、环境保护及安全风险等难点是全暗挖技术必须解决的关键问题。通过大量的研究和技术论证，提出并实施了一次扣拱暗挖逆作法、双层直墙+单层曲墙暗挖交叉节点模式、双层格栅+贴壁环梁和贴壁空间框架初支暗挖进洞方式等一系列新技术和新措施，并将地下管线的安全保护列为一级风险源项目，有针对性地进行了环境安全专项设计和风险控制。

1. 一次扣拱暗挖逆作法

一次扣拱暗挖逆作法的技术核心为选取三连拱框架侧跨的顶拱和底板结构，分别拟合并形成上、下导洞，底板及底纵梁先于其他构件在下导洞内一次性、完整地形成，而后在上、下导洞间施作边桩和中间立柱，形成竖向支撑构件，上导洞初支即为顶拱初支，顶拱及顶纵梁二次衬砌可在上导洞内一次性、完整地完成。图3-6所示为一次扣拱暗挖逆作法结构。

新工法与传统工法相比，其优势在于能控制显著地面沉降及群洞效应；结构受力转换次数少，施工安全性高；二衬结构分块少、施工缝少，大空间、作业环境好，整个工程质量高；施工速度快。尤其是新工法的核心技术，即拱顶和基础底板能一次性、完整地形成，对提高结构稳定性、加快施工速度、提高施工安全性，可起到至关重要的作用。

2. 暗挖交叉节点设计

暗挖交叉节点的最佳组合模式为对直墙与曲墙、单层与双层等多种形式、不同组合的节点结构体系进行受力状况、地面沉降和群洞效应、施工难度和风险等方面的研究，其理论分析及工程实践均证明，暗挖隧道曲墙相交，尤其是曲墙平层相交，其结构体系为极其复杂的空间板壳受力体系，且施工难度大、风险高。研究提出双层直墙+单层曲墙或高直墙+低曲墙组合模式，此模式的节点为简单的平面结构，受力明确，控制地面沉降及群洞效应效果最佳，同时施工难度和风险大大降低。

借助车站主体隧道采用一次扣拱暗挖逆作法施工形成的直边墙结构，主体与附属通道的交叉节点均为双层直墙+单层曲墙模式。而对于最为复杂的车站主体隧道交叉节点，从车站的使用功能入手进行分析，由于两站十字相交，10号线轨道在上、4号线轨道在上，4号线地下1层站厅层被10号线轨行区分隔成南、北两端厅形式，在满足车站使用功能的前提下，将两端厅的长度尽量缩短，便形成了交叉节点10号线双层，而4号线单层的形式，如图3-7所示。

图3-6　一次扣拱暗挖逆作法技术要点

图3-7　暗挖交叉节点空间结构

3. 暗挖隧道进洞技术

暗挖隧道进洞是暗挖工法不可缺少的一个环节，黄庄站由于规模大、结构体系复杂，出现了多种形式的进洞，有暗挖风道进洞、倒挂井壁竖井进洞、明挖基坑进洞、暗挖交叉节点进洞、双层车站端墙进洞等。因此，进洞方式的合理选择，不仅能有效减小施工难度和施工风险，而且对提高施工工效及加快施工进度意义重大。

一般情况下，暗挖均采用二次衬砌马头门进洞，即在二衬结构上预留马头门孔洞，待二衬混凝土达到设计强度后，在马头门结构的支护下破除初支或围护桩，进洞开挖隧道。二衬马头门结构由于具有足够的强度和刚度，可承担初支整体性破除后的受力转换，使得这种进洞方式安全、可靠。

4. 环境保护及安全风险控制

车站繁杂的建设环境、不利的工程地质及水文地质条件、复杂的结构体系以及高难度的全暗挖工法，使得环境保护及安全风险控制除了施工方法和结构体系的选择需要安全、可靠外，有针对性地进行环境安全专项设计和风险控制也同样必不可少。

该工程采用人工挖孔，利用钢管和钢筋将监测点直接布设于管道上方，动态实时监测管线的变形，真实地反映管线的安全状态；有针对性地制定管线加固措施，如洞内管线定位注浆、沉降偏大的管线跟踪定位注浆进行适当抬升等。实测管线沉降槽与对应的地面沉降槽曲线形式基本吻合，管线沉降平均值为地层沉降平均值的29 %左右。实测管线沉降值全部小于30 mm，最大的差异沉降为直径800 m的上水管每米1.234 mm/m，满足不大于允许变形值（差异沉降）每米3 mm的要求，说明地下管线的整体状态是安全的，提出的地下管线变形控制技术和方法取得了预期的效果，使得施工期间道路下的各类市政管线基本没有受到影响。