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地铁站出入口浅埋暗挖支护技术综合应用

文档作者：胡海龙文档来源：西安市建筑工程总公司		点击数：	更新时间： 2025年05月08日
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上一篇：典型地铁隧道结构安全保护工程案例分析

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１ １０
施 工 技 术
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１５ 年１０ 月上
第４４ 卷 第１９ 期
ＤＯＩ：１０． ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１５１９０１１０
地铁站出入口浅埋暗挖支护技术综合应用
胡海龙
（西安市建筑工程总公司， 陕西 西安 ７１００６５）
［摘要］ 城市地下交通工程普遍存在施工难度大、空间狭小、周边紧邻建筑物、道路、市政管线等特点，在地铁站出
入口工程中显得尤为突出。如何在复杂的施工条件下完成出入口暗挖施工中的支护工作，是地铁施工必须面对和
解决的问题。通过阐述西安地铁２ 号线永宁门站ＩＶ 号出入口工程超大管棚支护技术的设计思路，结合监测数据
分析，说明了浅埋暗挖支护技术综合应用的效果。
［关键词］ 地下工程；地铁；支护；注浆；施工技术
［中图分类号］ ＴＵ７５３；Ｕ２３１． ３ ［文献标识码］ Ａ ［文章编号］ 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
［作者简介］ 胡海龙，注册安全工程师，工程师， Ｅ⁃ｍａｉｌ：３４６６３２８７５＠
ｑｑ． ｃｏｍ ［收稿日期］ ２０１４⁃０７⁃１８；［修订日期］ ２０１４⁃１０⁃３１
１ 工程概况
西安地铁２ 号线永宁门站ＩＶ 号出入口工程位
于西安城墙永宁门（又称南门）外，周边环境复杂，
施工场地狭窄，地下管线多，２００９ 年６ 月１５ 日开
工，２００９ 年９ 月２０ 日二衬施工完毕，暗挖隧道全部
贯通，历时９６ｄ，工程达到规范及设计要求，并一次
性通过验收。永宁门站是西安地铁２ 号线的中间
站，沿南北向于路中布置，上承钟楼站、下接南稍门
站，ＩＶ 号出入口在车站结构东部，出入口上方为南
门盘道，南门盘道内侧是城门和护城河，东侧为环
城南路、太阳宫娱乐城（现世纪金花）和陕西省人大
办公楼，南侧为南关正街，是连接西安城区南北交
通的要道，也是公交港湾停车点。该工程暗挖长度
２４ｍ，管棚顶点距地面埋深３． ８ｍ，施工范围存在１
条已废除的ϕ１ ０００ｍｍ 污水管，围护结构安全等级
为一级，如图１ 所示。
图１ 永宁门站出入口暗挖平面示意
Ｆｉｇ． １ Ｓｈａｌｌｏｗ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｌａｎ
ｏｆ ｅｘｉｔ ａｎｄ ｅｎｔｒａｎｃｅ ｏｆ Ｙｏｎｇｎｉｎｇｍｅｎ Ｓｔａｔｉｏｎ
２ 工程与水文地质条件
ＩＶ 号出入口位于黄土梁洼区，地表分布有厚薄
不等的全新统人工填土，其下为上更新统风积新黄
２０１５ Ｎｏ． １９ 胡海龙：地铁站出入口浅埋暗挖支护技术综合应用 １ １１
土（局部为饱和软黄土）及残积古土壤，再下为中更
新统风积老黄土、残积古土壤、冲击粉质黏土、粉
土、细砂、中砂等地质。场地地质条件如表１ 所示。
表１ 土层物理力学性质
Ｔａｂｌｅ １ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｏｉｌ
岩土
名称
天然密度ρ ／
（ｇ·ｃｍ －３ ）
天然快剪固结快剪
黏聚力
ｃｋ ／ ｋＰａ
内摩擦角
φｋ ／ （°）
黏聚力
ｃｋ ／ ｋＰａ
内摩擦角
φｋ ／ （°）
杂填土１． ８５ ２０． ０ １０． ０ ２５． ０ １２． ０
素填土１． ８５ ２０． ０ １０． ０ ２５． ０ １２． ０
新黄土１． ６５ １０． ０ ０ １５． ０ ５． ０
粉质黏土１． ９４ ７４． １ ６． ５ ７９． ０ ９． ６
粉土１． ９３ １９． ４ １２． ９ ５０． ０ １３． ５
细砂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
永宁门车站位于护城河以南９５ｍ，距地表水较
远，地下水主要赋存于中、上更新统新黄土、古土壤
粉质黏土层及砂土、粉土夹层中， 渗透系数为
６． ５ｍ／ ｄ，场地内地下潜水位埋深为８． ８０ ～ １３． ３０ｍ，
地下潜水位高程为３９２． ４５０ ～ ３９６． ３９０ｍ，２００６ 年５
月初勘阶段建立长期观测孔时水位高程为
３９８． ２９０ｍ。根据西安市地下水动态长期观测资料，
地下水年变化幅度为１． ５ ～ ２． ０ｍ，本次降水设计地
下水位按７． ５ｍ 考虑。
经论证降水采用管井降水方案，确定降水井６
个，井深２０ｍ，降水深度１５ｍ，根据现场观测，降水井
内稳定水位处于１８ｍ，降水满足设计要求。
３ ＩＶ 号出入口浅埋暗挖方案设计
针对该工程的特点，项目部进行了多次分析讨
论，最终确定综合采用超前长管棚、小导管注浆等
支护技术，很好地解决了工程施工存在的困难，圆
满完成了施工任务。
３． １ 确保施工期间无水作业
对于施工区域存在管线渗漏水的情况，开工前
对管线做了详细调查，摸清管线的使用及渗漏情
况，并在施工过程中随时观察掌子面情况，发现渗
水量变化异常时立即采取对应措施。对于施工区
域上层滞水与管线渗漏水，采用堵水的方法，选择
适用的注浆浆液进行注浆堵水，并对地层起到一定
的加固作用。对于暗挖段的残留水，采用截水沟与
集水坑明排方式处理，同时做好地面水堵截方案，
防止地面水涌入暗挖通道。
３． ２ 废弃污水管道处理
在ＩＶ 号出入口暗挖通道超前大管棚施工时，与
永宁门盘道的废除污水管道正交相遇，该污水管道管
径为１ ０００ｍｍ，壁厚１０ｍｍ，管底埋深约５． ５ｍ，距快车
道边约２． ５ｍ，距设计管棚起点７． ４ｍ，如图２ 所示。
图２ ＩＶ 号出入口通道暗挖障碍断面示意
Ｆｉｇ． ２ Ｓｈａｌｌｏｗ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
ｏｂｓｔａｃｌｅ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
考虑到该暗挖段所处地面为公交车停靠港湾，
交通车流量大，现场不具备开挖拆除回填处理条
件，对大管棚拱顶及拱脚外侧５ｍ 范围内的污水管
道采用混凝土回填的处理方法。根据现场情况，沿
废弃污水管道走向用地质勘探钻机打孔， 孔径
２００ｍｍ，孔距２ｍ，孔深４ｍ 左右，共计打孔８ 个。采
用Ｃ１５ 混凝土回填，混凝土的流动性、和易性要好，
坍落度控制在２００ｍｍ 左右，确保混凝土充填管道内
部，回填长度为１７． １ｍ。
３． ３ 采用管棚和超前小导管支护
在该区段隧道施工时，分别在此范围内对隧道
周围土体拱部采用ϕ８９ｍｍ 超前长管棚支护，环向
间距０． ４ｍ；管棚间设ϕ４２ｍｍ 小导管注浆预加固，环
向间距０． ４ｍ，外插角１° ～１２°，超前注浆小导管采用
ϕ４２ｍｍ 热轧无缝钢管，壁厚３． ５ｍｍ，长３． ０ｍ，环向
间距０． ４ｍ，纵向间距１． ５ｍ，通过注浆加固隧道周围
地层，如图３ 所示。
图３ 出入口通道暗挖标准断面
Ｆｉｇ． ３ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
管棚施工采用单向钻进，施工前首先按照设计
１ １２ 施工技术 第４４ 卷
图纸，环向间距０． ４ｍ 布设每根管棚设计轴线位置，
考虑到后续钢格栅施工误差，环向轴线外放５ｃｍ。
按设计图纸ＩＶ 号出入口超前管棚共计２３ 根，但由
于拱脚处明挖暗挖的实际结合，实际管棚施工用了
２０ 根。
轴线位置布设完毕后采用跟管法施工，即采用
ＭＫ⁃５ 型水平钻机成孔后安装钢管，施工钻进时，考
虑到长距离管棚变形，每根管棚设施工仰角１° ～
２°，成孔后及时安装管棚，安装时相邻管棚拼接缝错
开。因考虑到南门盘道内侧出入口围护桩施工，单
根管棚拼接长度２４ｍ，进尺２３． ５ｍ，钢管安装完成后
设置排气管、注浆管，然后封堵管口，注浆管、排气
管上安装关闭阀门。
管棚施工完成后采用ＭＫ⁃５ 型注浆泵统一压
浆，所注浆液原设计为水泥⁃水玻璃１∶ １双液浆，根
据地质情况与设计院沟通后变更为１∶ １水泥单液
浆。压浆时注浆压力控制在０． ３ ～ ０． ５ＭＰａ，空气排
完后关闭排气阀，最后关闭注浆阀。
超前注浆小导管采用ϕ４２ 热轧无缝钢管，壁厚
３． ５ｍｍ，长３． ０ｍ，外插角５° ～ １０°，起拱线至拱部范
围环向４０ｃｍ 布设，管内注水泥⁃水玻璃１∶ １双液浆。
小导管采用现场加工，每根长３ｍ，并钻０． ５ｃｍ 出浆
孔，孔间距０． ５０ｍ，梅花形布置，如图４ 所示。
图４ 超前小导管规格
Ｆｉｇ． ４ Ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｍａｌｌ ｐｉｐｅ ｓｉｚｅ
ＩＶ 号出入口施工在车站主体顶板混凝土浇筑
完毕后进行，洞口围护桩拆除采用７５ 型破碎锤破
除，人工修整。３． ４ 隧道暗挖掘进
采用隧道ＣＤ 工法施工，开挖时初支采用３０ｃｍ
钢格栅＋ 临时型钢支撑＋ 网喷Ｃ２５，Ｐ６ 抗渗钢筋混
凝土，二衬结构主体为Ｃ３０，Ｐ８ 钢筋混凝土，初支与
二衬之间设置４ｍｍ 厚高聚物改性沥青自黏防水卷
材，遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、
勤量测、控下沉”的施工原则，开挖施工步骤如下。
１）左侧导洞开挖支护 施作拱部超前小导管
加固注浆→开挖左侧导洞断面→打设边墙部分锚
杆→架立钢格栅，施作初期支护及锁脚锚管→挂网
喷射混凝土→施作临时支撑，初期支护封闭成环。
２）右侧导洞开挖支护 施作拱部超前小导管
加固注浆→开挖右侧导洞断面→打设边墙部分锚
杆→架立钢格栅，施作初期支护及锁脚锚管→挂网
喷射混凝土→施作临时支撑，初期支护封闭成环。
３）施作防水层及二衬 拆除临时支护→初支
背后注浆→施作防水层及二次衬砌→隧道拱墙二
次衬砌→底板回填层施工。
４）隧底回填 二衬背后注浆→底板回填层
施工。
５）二次衬砌 先施工仰拱二衬，然后施工边墙和
拱部二衬，二次衬砌施工模板采用钢模板＋ 型钢衬砌
拱架＋内支撑组成的衬砌台架施工，模板采用Ｐ３０１２
和Ｐ１５１２ 组合钢模板，型钢拱架由Ｉ２０ 弯曲加工而
成，内支撑采用型钢竖撑和横撑组成的简易台架。
６）衬砌拱顶注浆 衬砌拱顶注浆包括初衬拱
顶注浆和二衬拱顶注浆，注浆液用３２． ５ 级水泥拌
制，注浆压力为０． ５ＭＰａ，浆液强度为２０ＭＰａ。
４ 监测实施
针对暗挖地质及支护观察、水平收敛、拱顶下
沉、地表隆陷、建筑物沉降及倾斜、地下管线沉降、
地下水位、围岩压力８ 项监测工作编制了监测方案，
并按监测方案进行了测量点位的布设。开挖前进
行初始值取定，在开挖过程中按测量频率进行实时
监测，形成日报、周报，其中控制重点是水平收敛、
拱顶下沉、地表隆陷、地下管线沉降，经过施工周期
监测， 水平收敛最大值为２９． ４０ｍｍ， 最小值为
１６． ５０ｍｍ；拱顶下沉最大值为２３． ７０ｍｍ，最小值为
１７． ５０ｍｍ；地表隆起最大值为２． ５０ｍｍ，最小值为
１． ２０ｍｍ；地表沉降最大值为１０． ６０ｍｍ，最小值为
６． ２０ｍｍ；地下管线沉降最大值为８． ５０ｍｍ，最小值为
３． ７０ｍｍ。各项监测值均在控制范围内，数据分析表
明隧道基本处于稳定状态，为施工安全提供了保障。
５ 结语
在城市地下交通快速发展过程中，综合应用浅
埋暗挖施工技术减轻了对城市交通的影响，保证了
地下管线的安全，西安地铁２ 号线永宁门站ＩＶ 号出
入口工程的施工经验对类似工程具有一定的借鉴
意义。
参考文献：
［ １ ］ 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．
［ ２ ］ 周文． 浅谈地铁车站出入口的浅埋暗挖法施工［Ｊ］． 科技创新
与生产力，２０１２（１２）：５９⁃６２．
［ ３ ］ 王福恩． 暗挖施工中大管棚和ＣＤ 工法比较［Ｊ］． 安徽建筑，
２０１０（２）：１３０⁃１３１，１８２．
［ ４ ］ 陕西省建筑科学研究设计院． ＧＢ５００２５—２００４ 湿陷性黄土地
区建筑规范［Ｓ］． 北京：中国建筑工业出版社，２００４．
［ ５ ］ 中国建筑科学研究院． ＪＧＪ１２０—２０１２ 建筑基坑支护技术规程
［Ｓ］． 北京：中国建筑工业出版社，２０１２．

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