非破路施工地铁车站技术经济比较

郑习羿

摘 要：目前许多城市人口密集，交通运输繁忙、地面建筑物高大林立、地下管线密布，针对这种情况许多城市希望不破除既有道路，又能在地下安全的修建地铁，针对这种情况笔者以某个城市地铁，从工程地质、水文地质等各面进行论证，论证非破路施工地铁车站是可行的。

关键词：地铁车站 非坡路施工 技术经济

中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0046-02

（Many of the current city population density，traffic is busy， the buildings on the ground of tall buildings，underground pipelines in the city，many of which do not wish to get rid of the existing road，but also in the underground safe construction of the subway，in view of this situation，the author takes a city subway，from the analysis of engineering geology，hydrogeology and other surfaces，demonstrating non the broken road subway station construction is feasible）

Key Wotfd：Subway station；Non Po Road Construction；Technical and economic

我国城市轨道交通建设发展迅猛，不仅各种施工技术水平得到提高，而且造价逐步趋于合理。目前有许多城市人口密集，交通运输繁忙、地面建筑物高大林立、地下管线密布，针对这种情况许多城市希望不破除既有道路，不影响既有交通，又能在地下安全的修建地铁。针对这一点，笔者以某个城市的研究为例，对比分析，进行造价剖析，供同行参考。

1 工程概况

本工程为某城市地铁，地铁东西向贯穿城市主城区，途经汽车客运站、大型文化广场、火车站及城市重要商业中心和客流集散点。线路全长约20 km，均为地下线。共设车站17座，均为地下车站，其中5座车站为换乘站。

2 地下车站非破路施工的适应性

2.1 工程地质适应性

本工程地铁沿线基本覆盖的是人工填土、黏土、粉土、粉砂及风化的页岩、灰岩岩层。正在修建和已经建成的北京地铁14号线、大连地铁1号线以及沈阳地铁1、2号线的部分车站地质情况与本工程车站所处的地质条件基本相同，上述这些城市的部分车站均采用的是非破路的工法施工，所以本工程的地铁车站可以采用非破路施工。

2.2 水文地质适应性

本工程地铁沿线地表水系主要为故黄河水系，该水系横贯城区，采用非坡路工法施工，可以有效的避绕水系，提高工程的安全性。

另外，本工程地铁沿线地下水也较为丰富，地铁沿线各车站地下水位均埋深约为2.0～3.2 m，若采用相应的措施进行疏干，采用非坡路工法施工方案是可行的。

2.3 周边环境适用性

本工程地铁沿线两侧建筑密集，主要为商业、住宅、工厂密集区等多层及高层建筑，若采用明挖法施工，必将有大量房屋拆迁、商场停业、工厂停产搬迁，大量人员流动，采用非破路施工法施工可以避免该情况发生。

另外，根据资料显示，地铁沿线地下有给水、排水、燃气、电力、热力、通信等管线，管线分布密集，平均埋深1.0 m，最大埋深小于3.0 m，多沿道路两侧敷设。若采用明挖法施工，必将有大量管线需要迁改，投资巨大，同时也会给老百姓的生活带来不便，所以采用非破路施工法施工可以避免该情况发生。

再者，本工程地铁沿线主要在城市主干道下方，城市主干道承担该城市重要的交通任务，车流及人流量很大，若采用明挖发施工，施工期间必将引起地面交通的拥堵，给老百姓出行带来诸多不便；另外，工程完成之后，若城市干道的路面沉陷达不到预计的情况，可能会给城市干道的运输带来极大的安全隐患，所以采用非破路施工法施工可以避免以上情况发生。

3 非破路施工的几种工法介绍及技术经济比较

目前，地铁车站非破路施工常用的施工方法主要有“侧洞法”、“中洞法”、“洞桩法”等。各种工法各有其优缺点，且都有成功实施的先例，但也都有一定的不足之处。

3.1 侧洞法

先开挖两侧部分（侧洞），在侧洞内做梁、柱结构，然后再开挖中间部分（中洞），并逐渐将中洞顶部荷载通过侧洞初期支护转移到梁、柱上。是修建大跨隧道常用的方法，但由于初次揭露的是两个侧洞，跨度大，且要同步，对地表扰动大，安全性稍差。

3.2 中洞法

“中洞法”的核心是“CRD”工法，按照“小分块、短台阶、快封闭”的原则，步步为营，施工安全度高，地面沉降及影响范围小；此工序转换是各种工法中次数最多的，在目前国内施工技术和工程管理水平条件下，很难限制工序转换中附加位移；而且与“侧洞法”相同，由于施工过程中必须采用大量的临时支护，废弃工程量大。

3.3 洞桩法（PBA工法）

是对传统的地面框架结构施工方法和暗挖法进行有机结合，将导洞技术、桩技术、拱技术及框架结构的受力机理进行综合运用的一种新的地下工程施工工法。在地下小导洞内施作围护边桩、中柱、底梁和顶梁、顶拱，共同构成桩、梁、拱支撑框架体系，承受施工过程的外部荷载，然后在顶拱和边桩的保护下，逐层向下开挖土体，施作内部结构，最终形成由外层边桩及顶拱初期支护和内层二次衬砌组合而成的永久承载体系。克服了工序转换多的缺点，地面沉降控制较好；但为了扣拱，除了必须施作中柱及上下导洞外，还要施作围护边桩及成桩导洞，增加了工程量。endprint

3.4 柱桩法

本方法具有PBA和中洞法的特点，即先挖柱洞完成中柱再开挖中洞。其它和压力转换基原理和中洞法相洞。

3.5 管幕法

利用微型顶管技术在拟建的地下建筑物四周顶入钢管（或其他材质的管子），形成管幕结构，钢管之间采用锁口连接并注入防水材料而形成水密性地下空间，在此空间内可修建地下建筑物。一般情况下钢管直径较小。但目前又诞生出采用大直径顶管技术完成管幕结构，利用大直径钢管作为结构支撑体系及施工作业空间完成车站顶板、侧墙施工。土体开挖阶段管幕起支护、挡水作用，之后又是主体结构的一部分，无需施工基坑围护结构，无需降水。

3.6 非破路施工几种工法的技术经济比较

见表1。

4 全线非破路施工与明挖法施工的主要技术经济比较

4.1 工程费比较

本次研究对地铁全线工程进行了明挖和非破路施工两大工法的研究。全线共17个车站，明挖方案，工程投资27.40亿元；若采用非破路施工方案，工程投资31.51亿。非破路施工方案较明挖方案投资增加4.11亿元。

4.2 工程建设其他费比较

明挖方案房屋拆迁面积为21.65万平方米，投资15.16亿元；非破路施工方案，房屋拆迁面积为12.8万m2，投资12.06亿元，减少了8.85万m2房屋的拆迁，投资减少3.10亿元。

明挖方案要破除既有道路，部分管线要迁改，投资3.6亿元；非破路施工方案，则有效的避免了管线的迁改，投资1.49亿元，较明挖方案投资节约2.11亿元。

另外，若车站采用非破路施工，则不会破除既有道路，较明挖法施工节约道路路面的破复补偿费用和交通疏解费用共约0.85亿元。

4.3 具体技术经济比较表

见表2。

5 结语

该城市地铁采用非破路法施工方案，在技术方面，车站主要采用非破路施工的各种施工工法，结合多种辅助措施加固围岩，有效降水等措施确保施工安全完成；经济方面，若采用非破路（车站采用非破路施工，区间采用盾构法施工）工法修建地下车站和区间隧道其工程费用与明挖方案相比投资增加3.72%；其他建设费主要是房屋拆迁补偿费、管线切改费、交通疏解费、路面破复费等费用节约2.97%；预备费和专项费用投资增加1.02%；综合起来采用非破路施工方案较明挖方案总投资增加1.77%，总投资略有增加。社会效应方面，采用非破路工法可以最大限度的减少对城市交通的影响，减少拆迁量，降低社会稳定性风险，社会效益、环保效益较好。所以本工程地铁采用非破路法施工是可行的！

参考文献

[1] 高峰，梁波.城市地铁与轻轨工程[M].北京：人民交通出版社，2012.

[2] 王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004.endprint

3.4 柱桩法

本方法具有PBA和中洞法的特点，即先挖柱洞完成中柱再开挖中洞。其它和压力转换基原理和中洞法相洞。

3.5 管幕法

利用微型顶管技术在拟建的地下建筑物四周顶入钢管（或其他材质的管子），形成管幕结构，钢管之间采用锁口连接并注入防水材料而形成水密性地下空间，在此空间内可修建地下建筑物。一般情况下钢管直径较小。但目前又诞生出采用大直径顶管技术完成管幕结构，利用大直径钢管作为结构支撑体系及施工作业空间完成车站顶板、侧墙施工。土体开挖阶段管幕起支护、挡水作用，之后又是主体结构的一部分，无需施工基坑围护结构，无需降水。

3.6 非破路施工几种工法的技术经济比较

见表1。

4 全线非破路施工与明挖法施工的主要技术经济比较

4.1 工程费比较

本次研究对地铁全线工程进行了明挖和非破路施工两大工法的研究。全线共17个车站，明挖方案，工程投资27.40亿元；若采用非破路施工方案，工程投资31.51亿。非破路施工方案较明挖方案投资增加4.11亿元。

4.2 工程建设其他费比较

明挖方案房屋拆迁面积为21.65万平方米，投资15.16亿元；非破路施工方案，房屋拆迁面积为12.8万m2，投资12.06亿元，减少了8.85万m2房屋的拆迁，投资减少3.10亿元。

明挖方案要破除既有道路，部分管线要迁改，投资3.6亿元；非破路施工方案，则有效的避免了管线的迁改，投资1.49亿元，较明挖方案投资节约2.11亿元。

另外，若车站采用非破路施工，则不会破除既有道路，较明挖法施工节约道路路面的破复补偿费用和交通疏解费用共约0.85亿元。

4.3 具体技术经济比较表

见表2。

5 结语

该城市地铁采用非破路法施工方案，在技术方面，车站主要采用非破路施工的各种施工工法，结合多种辅助措施加固围岩，有效降水等措施确保施工安全完成；经济方面，若采用非破路（车站采用非破路施工，区间采用盾构法施工）工法修建地下车站和区间隧道其工程费用与明挖方案相比投资增加3.72%；其他建设费主要是房屋拆迁补偿费、管线切改费、交通疏解费、路面破复费等费用节约2.97%；预备费和专项费用投资增加1.02%；综合起来采用非破路施工方案较明挖方案总投资增加1.77%，总投资略有增加。社会效应方面，采用非破路工法可以最大限度的减少对城市交通的影响，减少拆迁量，降低社会稳定性风险，社会效益、环保效益较好。所以本工程地铁采用非破路法施工是可行的！

参考文献

[1] 高峰，梁波.城市地铁与轻轨工程[M].北京：人民交通出版社，2012.

[2] 王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004.endprint

3.4 柱桩法

本方法具有PBA和中洞法的特点，即先挖柱洞完成中柱再开挖中洞。其它和压力转换基原理和中洞法相洞。

3.5 管幕法

利用微型顶管技术在拟建的地下建筑物四周顶入钢管（或其他材质的管子），形成管幕结构，钢管之间采用锁口连接并注入防水材料而形成水密性地下空间，在此空间内可修建地下建筑物。一般情况下钢管直径较小。但目前又诞生出采用大直径顶管技术完成管幕结构，利用大直径钢管作为结构支撑体系及施工作业空间完成车站顶板、侧墙施工。土体开挖阶段管幕起支护、挡水作用，之后又是主体结构的一部分，无需施工基坑围护结构，无需降水。

3.6 非破路施工几种工法的技术经济比较

见表1。

4 全线非破路施工与明挖法施工的主要技术经济比较

4.1 工程费比较

本次研究对地铁全线工程进行了明挖和非破路施工两大工法的研究。全线共17个车站，明挖方案，工程投资27.40亿元；若采用非破路施工方案，工程投资31.51亿。非破路施工方案较明挖方案投资增加4.11亿元。

4.2 工程建设其他费比较

明挖方案房屋拆迁面积为21.65万平方米，投资15.16亿元；非破路施工方案，房屋拆迁面积为12.8万m2，投资12.06亿元，减少了8.85万m2房屋的拆迁，投资减少3.10亿元。

明挖方案要破除既有道路，部分管线要迁改，投资3.6亿元；非破路施工方案，则有效的避免了管线的迁改，投资1.49亿元，较明挖方案投资节约2.11亿元。

另外，若车站采用非破路施工，则不会破除既有道路，较明挖法施工节约道路路面的破复补偿费用和交通疏解费用共约0.85亿元。

4.3 具体技术经济比较表

见表2。

5 结语

该城市地铁采用非破路法施工方案，在技术方面，车站主要采用非破路施工的各种施工工法，结合多种辅助措施加固围岩，有效降水等措施确保施工安全完成；经济方面，若采用非破路（车站采用非破路施工，区间采用盾构法施工）工法修建地下车站和区间隧道其工程费用与明挖方案相比投资增加3.72%；其他建设费主要是房屋拆迁补偿费、管线切改费、交通疏解费、路面破复费等费用节约2.97%；预备费和专项费用投资增加1.02%；综合起来采用非破路施工方案较明挖方案总投资增加1.77%，总投资略有增加。社会效应方面，采用非破路工法可以最大限度的减少对城市交通的影响，减少拆迁量，降低社会稳定性风险，社会效益、环保效益较好。所以本工程地铁采用非破路法施工是可行的！

参考文献

[1] 高峰，梁波.城市地铁与轻轨工程[M].北京：人民交通出版社，2012.

[2] 王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004.endprint