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[摘 要] 地铁施工中双圆盾构的应用目前在国内还不是很多，本文介绍双圆盾构机在结构尚未施工完毕的地铁车站中过站时确保车站结构工程质量及安全的技术措施。
[关键词] 地铁车站 双圆盾构 过站技术
1 工程概况
在上海的地铁建设中车站的施工与盾构的施工几乎是同步进行的。地铁1#、2#、4# 线采用单圆盾构施工区间隧道，在地下车站的施工阶段，盾构机从A车站已完成的端头井向B车站的端头井推进，从B车站端头井出洞后，盾构机掉头在端头井的另一隧道位置向A车站往回推进，在A车站端头井拆散吊出，完成两车站之间的上、下行隧道。
上海市轨道交通六号线（L4线）工程位于浦东新区，线路总长33.52km，全线共设28座车站。各车站之间的区间隧道采用双圆盾构机掘进施工，盾构机只需一次掘进施工就能建成车站区间上、下行隧道，盾构机不需要在车站端头井掉头掘进。六号线部分车站的施工中，双圆盾构机在端头井出洞后穿过车站从另一个端头井继续向前掘进。在整个线路上部分车站可以减小端头井的尺寸、减少盾构机的装拆，对缩短工期，降低工程造价有着重要意义。
金桥路车站为地下二层的侧式站台形式的车站，车站和地下设备管理用房总长约142m，宽约18m，埋深14～17m，基坑围护设计采用600mm的地下连续墙，设置4道钢支撑，端头井处设置5道钢支撑。车站结构设计上1～10轴、15～17轴为双跨两层钢筋混凝土结构，结构底板面至中楼板底的净空为5.7m，上层设有夹层板；10～15轴、17～22轴为双跨单层钢筋混凝土结构，中间顶板中部敞开采光，结构底板面至顶板底的净空为7.1m；15～17轴设有地铁通道。
金桥路车站在整个线路施工规划上作为双圆盾构机过站的地铁车站，施工本条线路的双圆盾构机高6.8m，宽11.4m。结构尚未完成施工的地铁车站采用配合盾构机直接进行过站的施工工艺，如何确保工程质量及安全是一个重要的课题。
2 工程技术难点
1) 本车站宽度约18m，采用双跨设计、永久结构柱居中设置，由于双圆盾构宽度为11.4m，因此车站结构中柱在双圆盾构过站前无法施工，而车站顶板必须达到设计强度以获得较大的基坑安全度，须设计临时支柱用以支承顶板荷重。
2) 1～10轴、15～17轴结构底板面至中板底的净空仅为5.7m，双圆盾构高6.8m，作为刚度较大的车站中楼板结构将无法在盾构过站前施工，对支撑体系带来较大的困难，须对开挖基坑时设置的4道支撑进行换撑。
3) 17～22轴为车站端头井，由于盾构机进出洞与区间隧道接口封堵的工艺需要，端头井的底板面较标准段底板面低1.8m，致使端头井部位底板至顶板的净空达9.0m，该区域内无法架设水平对撑支撑系统，而地下连续墙仅600mm厚，须先施工内衬墙及架设斜撑以减小侧向支承距离。
3 盾构机过站方案
为配合6.8m高、11.4m宽的双圆盾构机过站，金桥路地铁站须打破由下而上的结构顺作施工的常规，在底板结构施工完毕后先进行顶板结构及内衬墙的施工，并对基坑水平支撑体系进行换撑调整，盾构机通过站台层后再进行永久结构柱和结构中楼板施工。
1) 在盾构经过线路的两旁架设临时竖向钢立柱作为临时立柱，减少顶板的跨距并作为顶板的支承，车站顶板的结构混凝土浇捣完成达到设计强度后拆除模板排架。
 
2) 中板结构不能施工处增加钢支撑进行加强，内衬墙施工至第二道支撑下方时第二道支撑下移1m，顶板达到强度后将第一道支撑下移至第二道支撑处，形成双管支撑。
3) 对9.0m净空的端头井结构，为减少围护墙体的变形充分利用边角，在底板上设置45°的斜抛钢支撑，减少围护墙体受力点的间距，满足基坑受力及变形要求。
4) 盾构机过站前整个基坑形成由结构底板、地墙加内衬墙和顶板形成的箱形结构，连同钢立柱支撑、水平钢支撑和斜抛钢支撑组成受力体系，共同作用抵抗外力与结构变形，满足盾构机过站时要求的空间，保证盾构机顺利通过。
5) 盾构机过站前对支撑与结构之间的连接进行检查加固并对支撑复加预应力，在盾构机过站的过程中加强监测、复核检查等措施，保证地铁车站结构和周边环境的安全。
6）过站方案工况见下图。
4 施工顺序（见下页图）
5 盾构机过站施工措施
5.1临时钢立柱支撑的设置
要满足18m跨度的顶板在盾构机过站前无竖向永久结构支撑情况下的结构安全，采用临时钢立柱支撑缩短顶板的跨距，解决结构顶板的竖向受力问题。钢立柱支撑体系沿车站纵向在盾构机位置的两边设置，双圆盾构机本身宽度11.4m，设置的钢立柱支撑体系间的水平净距离在13.2m。钢立柱采用φ609×16钢管纵向每6m，钢立柱上下两端放置400×400的H型工字钢梁。
1) 底板施工完毕后钢梁位置用砂浆找平，铺设钢立柱下的型钢梁，型钢梁铺设需平整垫实，以保证立柱支撑的安装和标高调整。
2) 底板面与顶板底距离在12m左右，钢立柱支撑采用φ609×16钢管，钢管立柱采用法兰连接到所需要的长度，由汽车吊吊入并逐节安装。钢立柱支撑与上下钢梁满焊连接, 焊缝厚度不小于12mm。钢立柱与各道水平钢支撑间用临时抱箍固定，以减少长细比。
3) 钢立柱完成后由汽车吊架设安装钢立柱支撑上的钢梁。上钢梁顶与结构顶板底相平，钢梁上表面将直接接触混凝土，为便于拆除钢梁上表面涂抹脱模剂。
4) 双圆盾构机通过站台和永久结构柱施工完成达到设计强度后方可拆除临时钢立柱，中楼板或夹层板施工完成达到换撑强度后才能拆除水平钢支撑。由于顶板封盖、水平钢支撑与钢立柱的拆除均需用手拉葫芦进行人工拆除。因此在板底设置200×200×16的预埋件作为神仙葫芦吊挂点，用安装相反的顺序进行拆除，将拆散的钢构件分别移至顶板预留孔洞下，最后由汽车吊上地面。
5.2 水平钢支撑体系的调整
1) 顺作施工依次布置四道的水平钢支撑系统在底板达到设计强度后即拆除第四道支撑，然后浇筑内衬结构至第二道支撑下，达到设计强度后将第二道支撑下移1m（与底板的净空确保不小于7.2m），再浇筑剩余的内衬结构和顶板。顶板达到设计强度，则拆除第一道钢支撑并入第二道支撑（即把第二道支撑改为双撑），而
后拆除第三道支撑，因此原四道水平钢支撑体系在盾构过站时转变为由顶板结构、第二道水平双撑钢支撑和底板结构组成的水平支撑体系。
2) 原第二道支撑的下移及换撑施工必须先撑后拆：即先在换撑位置架设一根支撑并按设计要求施加预应力，然后才能拆除相对位置的原第二道支撑。
3) 每天换撑的总量不宜过多、过于集中。以结构诱导缝为一个换撑施工段，间隔进行换撑施工，每个施工段内的换撑工作控制在两天完成，同时应根据前一天地墙测斜、支撑轴力的监测报告，适当调整支撑轴力的施加量，减少结构应力的重新分布。
5.3 斜抛撑的设置
车站的端头井比车站标准段结构底板面低1.8m，盾构机进、出洞前该区域需制作盾构胎架，以使盾构机能沿隧道轴线空机移动，因此端头井在9.0m的间距内无法形成水平对撑的支撑体系。为减小该段净空采取在底板上设置夹角为45°的型钢斜抛钢支撑，型钢抛撑选用3.8m长400×400的H型工字钢，将水平受力的净距离减小到6.3m。
在底板和内衬墙结构施工时预先设置好400×400×16的埋件。底板结构施工完毕拆除第四道支撑进行内衬墙施工，随后架设立柱与斜抛撑，顶板结构施工完毕后再拆除第二、三道支撑，施工现场具备盾构机纵向移动通过站台层的条件。斜撑施工时预埋件与型钢的焊缝均应满足受剪能力的计算。
6 实施效果
经过认真的施工方案研究编制了详细的施工组织设计，在施工时严格执行各项技术安全措施，以时空效应和监测数据为指导，取得了较好的效果。盾构机顺利通过站台层，基坑的变形量在控制范围之内，基坑顺作开挖施工，围护结构墙体最大变形在-10.5m的位置，位移量为23mm；盾构机过站前围护结构墙体最大变形在-9.6m的位置，位移量为28mm；盾构机过站后永久结构施工完成，围护结构墙体最大变形在-10.3m的位置，位移量为31mm，均小于设计要求，也小于规范一级基坑最大位移监控值5cm的规定。
7 结语
金桥路地铁车站工程利用永久的底板、地墙加内衬墙和顶板形成的箱形结构以及由钢立柱支撑、水平钢支撑和斜抛钢支撑组成的支撑体系，既满足了工程安全需求又符合盾构机过站所需要的施工空间，避免了以往盾构机每经过一次进出洞就须进行一次拆卸拼装工作，实现整个盾构机出洞后不经拆卸直接通过站台层，从另一端的端头井出洞而进行下一个隧道区间段的掘进。从理论上说，只需进行一次盾构机的安装和拆卸就可以完成整个地铁线路的隧道掘进，同时盾构机由于不需要在地下站台进行拆卸和安装，端头井可以缩小相当的尺寸。金桥路地铁车站的工程实践，盾构机过站台的顺利实施，大大降低了工程成本，减少了整条地铁线的建设工期，为以后类似工程提供了可借鉴的经验。 | 
