1?前言
上海地鐵2號線靜安寺車站位于"中華第一街"的南京路繁華商業街上，其主體結構位于車行道下。為了縮短封路時間，盡量減少商業和交通等各方面的損失，經過專家多方論證后，結合車站施工的實際情況，并參照地鐵1號線黃陂路車站的施工實踐經驗，最后確定大部分采用"二明一暗"的半逆筑法施工方案。與地鐵1號線淮海路上的黃陂路車站等相比，本車站的方案特點為：?
(1) 車站段明挖施工范圍由頂板及少部分中樓板(一明二暗)擴大為頂板、中樓板及少部分底板(二明一暗)，以減少暗挖施工的工作量，使暗挖挖土量由26，000m3減少到10，000m3，并主要采用機械挖土工藝，相應減輕了工人的勞動強度，加快了總進度。?
(2) 車站逆筑段立柱樁下部的φ900mm鋼管樁改用φ100mm竹節鉆孔灌注鋼筋混凝土樁。
(3) 車站逆筑段立柱由H型鋼外包鋼筋混凝土改為鋼管混凝土樁，方便了施工。鋼管柱在鉆孔泥漿中進行高精度一次定位。?
(4) 逆筑段頂板及中樓板的型鋼骨架鋼筋混凝土梁板結構及吊模鋼平臺方案改用一般鋼筋混凝土梁板結構，并在混凝土墊層上搭設中樓板的短支架底模平臺方案。?
(5) 車站段基坑內取消抽條注漿加固的地基處理措施。?
(6) 端頭井采用鋼管斜支撐方案，取消了與車站段相接處的臨時地下連續墻，并采用先施工各層梁板結構，后拆除斜支撐及腳手支架，內襯采用逆筑法施工的方案。 由于采取了上述各項方案優化措施，不僅節省了大量鋼材，加快了總進度，而且大幅度降低了工程造價，取得了明顯的經濟效益。?
2?工程概況?
靜安寺車站主體結構位于東西向的南京西路上常德路至華山路之間的車行道下，車站全長為262.6m，車站標準段外寬為23.2m，東西端頭井由于考慮在恢復道路交通后區間隧道盾構施工的需要，在南北方向加長至30.84m及38.72m，見圖1。車站段底板埋深為14.8～15.3m，端頭井埋深為16.3~16.6m。車站圍護結構為80cm厚鋼筋混凝土地下連續墻，端頭井則另加50cm厚內襯墻。車站段結構橫斷面為高12.1m的雙層三跨式矩形框架。頂板厚70cm，站廳層中樓板厚45cm，底板厚70cm，標準段側墻為有剛性防水接頭的地下連續墻(無內襯墻)，只在西北側長40mT型地下連續墻處設計考慮南側下沉式廣場開挖后不對稱土壓力的作用而加設30cm厚內襯墻。地下連續墻埋深為28m。縱向中距8m的雙排立柱為φ609×16mm的鋼管混凝土柱。逆筑范圍的立柱在底板下有φ100cm埋深自地面下75m的竹節型鉆孔灌注鋼筋混凝土樁，在底板混凝土還未達到設計要求強度以前，樁基用來支承頂板及中樓板自重及其上面的各種荷載。東西端頭井頂底板厚80cm，中樓板厚45cm，井內立柱為60×90cm的鋼筋混凝土矩形柱。端頭井地下墻埋深為31m。
圖1 地鐵靜安寺站平面圖?
車站主體結構施工方案：端頭井為多支撐明挖，梁、板、柱順筑，內襯為逆筑法施工。車站段頂板、中樓板及少部分底板為明挖順筑法施工，而大部分底板為暗挖逆筑法。為減少圍護結構在施工開挖時的位移變形量及基坑底土體隆起量，在車站基坑土體內采用深井加真空降水固結方案，并在端頭井基坑底部采用分層注漿加固方案。? 車站的環境保護要求：車站南側有三棵原為靜安公園的古樹要保護，其中一棵距地下連續墻僅1.45m。車站東北側為高20層的輕工大樓，需絕對保證其安全；有一條φ700mm上水管橫穿車站中部頂板面上而不能搬遷；東西端頭井外有大量地下管線也要保持正常使用。
地質情況：車站地區地形平緩，路(地)面標高在+2.9m左右，地下水屬于潛水型，其穩定水位埋深0.5～1.0m，埋深30m以內的各土層情況為：?
①-1層為雜填土(包括道路結構)，層底埋深1.6～2.8m；?
①-2層為暗填土，層底埋深3~6m;?
②層為褐黃色粘土，層底埋深3~4.3m；?
③層為灰色淤泥質粉質粘土，層底埋深7.8~10.3m；?
④層為灰色淤泥質粘土，層底埋深15.5~18.5m；?
⑤-1層為灰色粘土，層底埋深24~28.4m。?
鉆孔灌注混凝土樁底在第⑨層的灰色含礫細中砂土層內。?
本車站土建工程由上海市地下建筑設計院設計，上海隧道工程股份有限公司總承包。?
車站主體結構工程于1996年12月10日開工(地下連續墻施工)，鉆孔灌注樁施工在地下連續墻施工時交替進行。至1997年8月21日最后一塊底板混凝土澆制完成，前后只用8個半月的時間，比地鐵1號線車站主體結構的工期縮短了幾個月。?
3?地下連續墻施工?
靜安寺車站主體結構地下連續墻總長度為610延米，分為111幅施工槽段，車站段84幅深度為28m，端頭井27幅深度為31m，槽段平面形式有直線型、折線型、L型、T型及Z型共五種類型。墻身混凝土總量約14000m3，鋼筋總量約2000t。混凝土強度等級為C30，抗滲標號為S6。地下連續墻接頭形式在車站段(無內襯墻)為十字型鋼板止水抗剪接頭，為加強接頭的抗剪效果，在錨固鋼板上開有抗剪矩形小孔，見圖2。在端頭井為半圓形鉸接接頭。
圖2 地下連續墻接頭形式?
地下連續墻采用液壓抓斗挖槽機成槽施工工藝，其施工流程見圖3。?
地下連續墻施工工法采用由上海隧道工程股份有限公司編制的國家級工法"地下連續墻液壓抓斗工法"。?
其它有關施工技術措施：?
① 鋼筋籠及十字鋼板接頭均在特制的統長胎模上拼裝成型以保證制作質量；?
② 長大重型的鋼筋籠吊裝采用100t和50t履帶吊車雙機抬吊方案施工；
③ 為保證鋼板接頭施工質量，特制鋼質接頭箱、反力管、阻漿鋼板等；?
④ 為減少地下連續墻的沉降，在墻體預埋注漿管(每幅兩根)，作為墻趾下地基加固之用；
⑤ 在端頭井及南側有暗浜處因埋深較大及土質較差，采用加重晶石粉的護壁泥漿；?
⑥ 在橫穿車站段的φ7000mm上水管處采用臨時位移交替施工的方案，以保證地下連續墻的質量；
⑦ 在南側導墻下有小型鋼筋混凝土方樁(30×30cm)處用鋼筋混凝土導墻向外擴移的施工方案。
圖3 施工流程圖?
地下連續墻實際施工期為1996年12月10日至1997年3月8日，共歷時3個月，完成120幅(其中包括牽引變電所增加的9幅深28m地下連續墻)。?
4?鉆孔灌注樁及鋼管樁施工?
車站逆筑段采用鉆孔灌注鋼管立柱樁，原設計為兩排共48根，后因施工進度加快，明挖順筑法施工范圍加以擴大(原計劃只有一個施工段)，所以車站西側實際施工樁數減少4根。鉆孔灌注樁直徑100cm，樁深75m，混凝土強度等級為C35，為保證樁身混凝土強度和承載能力，并減少樁的沉降量，采用竹節型樁和"沖震法"澆制樁身混凝土。?
在工程樁施工前，于車站外東南地區進行兩根試樁(1997年1月)，以驗證竹節型樁成孔施工工藝及鋼管樁在鉆孔泥漿中的一次性定位施工工藝的質量效果。試樁結果其樁身的垂直精度為1/400，成型質量達到原定要求，鋼管樁定位的垂直偏差為9mm，其垂直精度＜1/1000。?
鉆孔樁用鋼護筒長3m，并要保證其下端進入原狀土不少于20cm，護筒斷面為φ1200×6mm，護筒四周用粘性土分層夯填以保證孔壁穩定。?
施工成孔采用原土造漿自濾式循環，泥漿控制指標為泥漿比重≤1.15，粘度18″～22″，成孔采用S-500型鉆機，其特點為鉆具重、剛度大、運轉平衡。鉆桿垂直度控制在1/300以內。
鉆機就位后，孔位偏差按設計要求控制在5cm以內，終孔后用泵吸反循環一次清孔，清孔后要求孔底沉渣≤10cm。?
竹節成型采用SPI-300鉆機及偏心鉆頭，見圖4，利用鉆頭在高速旋轉時產生的離心力使偏心鉆頭局部擴孔成竹節型。竹節凈間距為4~5m，竹節高度為1m，竹節擴孔處臺階寬為12.5~15cm，即樁徑可擴大至125~130cm，每根樁不少于8個竹節。竹節成型后孔底10多米的沉渣則換用φ100cm同心鉆頭低速回轉循環清孔。
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圖4 偏心鉆頭
鉆孔灌注樁的鋼筋籠采用分段制作、孔口焊接吊放的施工工藝。鋼筋籠上端焊接有高1m的φ960×6mm的鋼護筒，在鋼護筒外側設置上下兩道可在地面充氣的氣囊，作為鋼護筒在孔內定位之用。
鋼管樁為φ609×16mm，全長18m，在鉆孔泥漿中吊裝時先在管底中心系上浮球，用來在地面測定鋼管的垂直度(即"倒懸法")。在鋼管樁底部外的鋼護筒位置處在鋼管樁上安裝有4只菱形夾板式螺桿千斤頂，可在地面進行控制調節鋼管底部的位置使之與樁軸線吻合。鋼管頂部則利用鋼質孔口板上的定位微調螺桿來進行調節并定位。通過上下的調節定位使鋼管樁的定位偏差控制在設計要求范圍以內，見圖5。
圖5 調節控制鋼管樁定位偏差
注：本工程以固定φ609管(包括定位)難度最大?
孔口定位以三根定位桿來調節φ609管中心與樁中心重合，夾板千斤頂調節φ609管的垂直度
孔內15m 處的四根張緊千斤頂固定并調節φ609管垂直度，防止在灌注混凝土過程中移動管端?
鉆孔灌注樁在鋼筋籠與鋼管樁吊裝定位后，在灌制混凝土前還要用φ204mm的混凝土導管進行第三次用"氣舉法"的清底換漿作業。然后采用商品混凝土以SPJ-300型鉆機澆注混凝土施工，并依靠混凝土導管自重沖擊混凝土來達到增強混凝土密實度的要求。每拆一節混凝土導管前將其提高2m，沖震15次(導管埋入混凝土要大于6m)。混凝土的坍落度要求控制在16~20cm，其初凝時間要不少于10h。?
每根灌注樁的施工周期在27h左右。施工中S-500型鉆機成孔與SPJ-300型鉆機擴孔成竹節進行交叉作業，施工順序則按基坑開挖順序要求自東向西逐根推進。實際工期1997年2月15日至4月2日，共完成44根。?
5?地基加固?
車站主體結構工程的地基加固內容有兩項。
為防止端頭井深基坑施工過程中地下連續墻產生過大的位移及土體回彈而影響到附近地下管線和建筑物的使用安全，在井內基坑下部采用分層注漿加固來提高地下連續墻內側土體的被動抗力，從而減少地下連續墻的水平位移及井邊土體的沉降量。加固范圍為基坑底面以上2m到底面以下4m，共6m高度，寬度為3~4m，加固區深度在東端頭井為12~18m，在西端頭井為11.7~17.7m。加固土體共2653m3，其平面布置見圖6。注漿用水泥及水玻璃組成雙液漿。加固區漿液的充填率為16%，加固土體后28天強度要求達到PS=1.5MPa。
地下連續墻底下土體中進行墻趾加固以減少地下連續墻與樁柱間的沉降差來保證在逆筑法施工時頂板及中樓板的結構安全。墻趾加固布置為每幅地下連續墻預埋兩根注漿管，中距一般為3m，在墻身混凝土達到7天齡期后用注漿芯管對預埋管先進行通管，然后進行分層注漿加固施工。漿液單孔注漿量一般為2m3，漿液采用粉煤灰膨潤土、水泥和水玻璃組成的雙液漿。 盾構進出洞還需要在端頭井外側進行深層攪拌地基加固。
圖6 地基加固平面布置圖
6?端頭井內襯及內部結構施工?
端頭井在施工階段作為區間隧道盾構的工作井或接收井，由于車站用半逆筑法施工，在區間隧道施工時地面道路已施工或使用，隧道施工的人員、機具、材料、襯砌及土方等均需在地面道路車道外側出入，所以端頭井在南北方向必須加長到30.84m及38.72m。端頭井為兩層矩形框架結構。?
為了減少圍護結構的后期變形，使梁板混凝土達到要求強度后拆除斜支撐，因而端頭井內襯墻在拆除斜支撐后采用逆筑法施工。在順筑法澆制頂板中樓板時內襯墻向下延伸1m，墻下端作成近1∶1的內斜口以方便下段內襯混凝土的施工。這樣還可解決內襯垂直筋穿越鋼圍檁的困難。墻身豎向鋼筋下端均設置錐螺紋連接套筒，不但簡化了內襯墻的底模(不必開孔)，而且使下部內襯墻的混凝土澆制工作方便，并易于保證施工縫的質量，見圖7。
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圖7 設置錐螺紋連接套筒
端頭井圍護結構內的支撐采用五道鋼支撐。平面布置基本上采用斜角撐加少量直撐的方案，見圖8。從而省去了為支承端墻的支撐而設置的臨時地下連續墻(如黃陂路車站)或依靠在先期完成的標準段各層梁板結構邊的大型豎向鋼圍檁(如上海體育館車站)。
圖8 端頭井圍護采用斜角撐加直撐方案
斜支撐支承點在第一道支撐處為位于地下連續墻頂的鋼筋混凝土圈梁上的混凝土斜牛腿。在東端頭井由于地下連續墻施工較早而未能設置鋼牛腿用的預埋鋼板(因為原設計為鋼筋混凝土支撐)，只能增設鋼圍檁，并在其側面焊接鋼牛腿來支承鋼管斜撐。在西端頭井則在地下連續墻內預埋大型鋼板預埋件，并焊接鋼牛腿作為鋼管斜撐的支承點。基坑挖土用多臺液壓挖掘機分層挖掘接力出土，下部土方則采用20m長的伸縮臂液壓抓斗挖掘機抓土裝車外運。?
每座端頭井的主體結構混凝土分五次澆筑，(三次梁板柱及二次內襯墻)采用商品混凝土并由混凝土泵車供料澆筑，各層梁板鋼筋與地下連續墻預埋鋼筋間均采用鋼筋錐螺紋連接技術施工，內襯混凝土施工后基本無滲漏，達到結構混凝土自防水的要求。?
東西端頭井分別于1997年6月11日及7月27日完成頂板混凝土的澆筑施工。
7?車站段明挖法施工?
車站段全部頂板、站廳層中樓板及少部分(四段)底板采用明挖順筑法施工，大部分(五段)底板則采用暗挖法施工，即大部分車站段為"二明一暗"施工法。在滿足二級環境保護要求的前提下，可以大大加快工程進度，在基坑開挖以前先進行深井點施工。本工程的深井點采用真空集水后由深井泵抽水的降水方案。通過真空作用可將土層中的自由水充分汲出后排除以加強降水固結土層的效果，深井點共布置28根。深井點成孔采用干法作業，清水壓倉護壁，成孔直徑650mm，井點管直徑273mm，以人造砂為濾料。井管采用法蘭連接，可隨挖土深度的增加而逐段拆除以便基坑開挖支撐施工。每根深井點配用一臺多級深井泵，每三根井點配用真空泵一臺。真空泵連續運轉以匯集地下水，深井泵則視井內水量而間斷抽水。一般在土方開挖之前兩周開始降水，在底板混凝土墊層鋪設后停止降水，而墊層以上井管則可割除回收。?
主體結構明挖施工原計劃分東西兩個工作面逐步向中部推進匯合，參見圖9，后來由于挖運土方速度很快，車站段就從東端開始挖土逐段向西推進，直至與西端頭井基坑匯合，包括端頭井在內的明挖土方量約90，000m3，明挖挖土工期從1997年3月10日正式開挖到6月10日結束，平均每天挖運土方達1000m3，實現了高速出土的要求，為后階段結構及盾構施工爭取到寶貴的時間。
圖9 車站支撐縱坡面圖及土方開挖順序圖?
車站明挖基坑分三層開挖，用5臺反鏟液壓挖掘機分層分塊接力挖運裝車外運，鋼管樁及井點旁等邊角處則由人工配合修土和整平坑底土面。東側基坑第一層土挖到+0.8m標高后設置第一道鋼支撐，第二層土挖至-3.0m標高后設置第二道鋼支撐，第三層挖至-6.7m標高后設第三道鋼支撐，再挖至-7.8m坑底，使基坑底與中樓板底保持2.0m的凈空作為底模支架等施工用的空間。在明挖到底的基坑上再挖第四層土至第四道支撐底，設置第四道支撐后再挖第五層土到底板下的基坑底。基坑開挖時縱向放坡由于挖掘機操作工藝的要求而挖成臺階形，但總的土坡還是要控制1∶2左右的縱坡。施工中采用中部超前挖土方式，并充分利用"時空效應"以加強土體的穩定。?
車站段鋼支撐除第三道為φ609×16mm鋼管支撐外，其余均用φ580×12mm鋼管支撐。鋼支撐施工遵循下列原則：隨挖隨撐，每層每段挖土完成后6～8h內支撐安裝完成，并要按設計要求施加預應力。支撐先在地面進行組裝校正，對直線性不好和有其它質量問題的鋼支撐一律不準使用。地下連續墻混凝土面不平處應鑿平整，墻面泥皮要清除，使鋼支撐端面能緊貼混凝土墻面，空隙內用高強快硬水泥砂漿或細石混凝土(空隙較大時)填實并養護，使支撐端面傳力較均勻以保證鋼支撐的結構安全，支撐軸線應盡可能保持水平。第三道支撐安裝后如發現第一道支撐有松動，則應及時補加預應力撐緊。?
第三道支撐下面坑底土層開挖平整后，先澆筑厚20cm的C20混凝土墊層，然后鋪設木墊板并搭設中樓板的底模支架(用φ48mm腳手管)，底模采用七夾板的大模板使板底混凝土面較平整。在縱梁及孔洞處則用定型小鋼模板及木模板嵌補，頂板底模支架與中樓板同。中樓板鋼筋綁扎前在鋼管柱上相應位置按設計要求焊接好抗剪用的鋼牛腿。?
主體結構按三個柱距為一個施工段，施工段之間有誘導縫分隔，每個施工段長度由于考慮頂板防裂等要求而限制在20~25m范圍內，包括端頭井在內共分11個施工段，車站段編號分別為東二～東六段及西二～西五段。施工誘導縫設在柱距的1/3處。?
所有板的橫向主筋與地下連續墻連接處均采用錐螺紋連接器新技術施工。 頂板混凝土采用C25補償收縮混凝土(摻U型外加劑)，底板采用C30級配防水混凝土。頂、底板抗滲標號為S6。中樓板等內部結構用C30混凝土。所有混凝土全用商品混凝土泵車供料施工。?
頂板防水層采用外涂防水涂料形式。?
車站段頂板于1997年7月31日全部完成，比原計劃提前41天。
8?車站段暗挖法施工?
車站段暗挖法施工的結構，原計劃有8個施工段(東三～東六及西二～西五段)，后來由于明挖施工速度大大加快，使暗挖施工范圍縮減至5個施工段(東三～東六、西五段)，全長118.4m的底板、站臺板、樓梯等混凝土全部采用商品混凝土泵車硬管供料。? 暗挖法的挖土施工使用較小型(0.4~0.6m3斗容量)的反鏟液壓挖掘機接力挖運土方及人工配合整修，再由50t履帶吊車或長臂伸縮式液壓抓斗挖掘機抓土提升裝車外運。為加快施工速度，暗挖法施工分東西兩個工作面同時進行。東三段的土方初期由東二段處出土，后期則由位于東四段南側的4號出入口處出土井的長臂挖掘機出土。西側兩段的土方則在西四段處由履帶吊車出土(西四段底板暫緩施工)。?
暗挖段鋼支撐拆除設施是利用中樓板底的預埋件安裝手拉葫蘆將支撐吊住后解體，支撐解體后的分段水平運輸則用卷揚機配合手推車等工具拖運至端頭井或出土井處吊出外運。?
由于暗挖段長度不太大，中樓板又有三處樓梯通道，加之施工速度快工期也較短，所以可利用自然通風而不必另行設置人工通風設施。?
暗挖段挖土從1997年6月10日至6月30日，共挖運土方10，000m3，平均每天出土500m3。
9?施工監測?
本工程位于市中心繁華商業地區，車站周圍有大量地下管線及建筑物要保護，還有古樹、高層建筑等重點保護對象，所以地鐵指揮部明確車站兩側為二級保護地段，甲方另外委托"上海勘測設計研究院科研所"進行施工監測工作。?
根據到1997年8月25日為止的量測資料(此時主體結構已全部施工結束)，車站東北側輕機大樓最大沉降量為5mm，逆筑法段鉆孔灌注鋼立柱樁的沉降量為0~7mm，鉆孔灌注鋼立柱樁與地下墻之間的最大差異沉降量為4mm，均滿足設計要求。?
地下墻外側的地下水位下降很小，在古樹附近的地下水位最低為+2?81m，說明車站基坑內的降水對坑外地下水位的影響極小。?
10?結語?
通過靜安寺車站的施工實踐可以得出如下體會：?
(1) 在繁華商業街上進行地鐵車站的施工要盡可能采取各種快速的施工方案和相應技術措施，以減少對商業和交通的影響程度。?
(2) 地鐵車站逆筑暗挖施工的范圍要根據具體條件和實際的施工情況因地制宜來確定，只要能滿足封路時限及環境保護的要求，應盡可能擴大明挖施工的范圍，不但可節省大量施工費用，而且也可加快車站施工的總進度。?
(3) 只要精心施工，落實各項技術措施，保證灌注樁的工程質量，在逆筑法施工中采取鉆孔灌注樁代替鋼管樁，作為臨時支承基礎是可行的，不但節省工程投資30%，而且也避免打鋼管樁時的噪聲污染和震動對環境的不良影響(樁柱在頂板完成后實測最大沉降只有7mm，小于地下墻的最大沉降)。?
(4) 逆筑法施工中只要精心施工，采取一定的技術措施，采用軟土地基及混凝土墊層作為頂板、中樓板的底模支承是可行的，中樓板制作時實測底模沉降只有9mm，是能夠保證頂板、中樓板的混凝土質量，而不必采用耗鋼量和投資較多的型鋼骨架吊模方案。?
(5) 車站基坑內是否需地基加固，取決于車站旁邊環境保護的要求程度及具體的地質條件，而不能加以"一刀切"。?
(6) 端頭井用斜支撐方案能夠保護圍護結構的安全，因而臨時地下墻可以取消，只要精心施工，落實有關技術措施，圍護墻的變形及井旁地面的沉降也可以控制在一般的允許幅度以內。?
(7) 地下墻采用十字形鋼板防水抗剪接頭是有成效的，車站段地下墻接頭基本不漏水，一般只有極少量滲水，為使用單層圍護結構創造了有利條件。? (8) 車站附近的地下管線未發現破損，古樹也完好無恙，周圍建筑物也未損壞，所以基本上達到環境保護的要求。?
從總體上來說，靜安寺車站的施工是成功的，不但在技術上有所創新，在節約工程投資方面上了一個臺階，而且在施工速度水平上更是創造了一個新的高度，可供今后類似工程借鑒。
上海地鐵2號線靜安寺車站位于"中華第一街"的南京路繁華商業街上，其主體結構位于車行道下。為了縮短封路時間，盡量減少商業和交通等各方面的損失，經過專家多方論證后，結合車站施工的實際情況，并參照地鐵1號線黃陂路車站的施工實踐經驗，最后確定大部分采用"二明一暗"的半逆筑法施工方案。與地鐵1號線淮海路上的黃陂路車站等相比，本車站的方案特點為：?
(1) 車站段明挖施工范圍由頂板及少部分中樓板(一明二暗)擴大為頂板、中樓板及少部分底板(二明一暗)，以減少暗挖施工的工作量，使暗挖挖土量由26，000m3減少到10，000m3，并主要采用機械挖土工藝，相應減輕了工人的勞動強度，加快了總進度。?
(2) 車站逆筑段立柱樁下部的φ900mm鋼管樁改用φ100mm竹節鉆孔灌注鋼筋混凝土樁。
(3) 車站逆筑段立柱由H型鋼外包鋼筋混凝土改為鋼管混凝土樁，方便了施工。鋼管柱在鉆孔泥漿中進行高精度一次定位。?
(4) 逆筑段頂板及中樓板的型鋼骨架鋼筋混凝土梁板結構及吊模鋼平臺方案改用一般鋼筋混凝土梁板結構，并在混凝土墊層上搭設中樓板的短支架底模平臺方案。?
(5) 車站段基坑內取消抽條注漿加固的地基處理措施。?
(6) 端頭井采用鋼管斜支撐方案，取消了與車站段相接處的臨時地下連續墻，并采用先施工各層梁板結構，后拆除斜支撐及腳手支架，內襯采用逆筑法施工的方案。 由于采取了上述各項方案優化措施，不僅節省了大量鋼材，加快了總進度，而且大幅度降低了工程造價，取得了明顯的經濟效益。?
2?工程概況?
靜安寺車站主體結構位于東西向的南京西路上常德路至華山路之間的車行道下，車站全長為262.6m，車站標準段外寬為23.2m，東西端頭井由于考慮在恢復道路交通后區間隧道盾構施工的需要，在南北方向加長至30.84m及38.72m，見圖1。車站段底板埋深為14.8～15.3m，端頭井埋深為16.3~16.6m。車站圍護結構為80cm厚鋼筋混凝土地下連續墻，端頭井則另加50cm厚內襯墻。車站段結構橫斷面為高12.1m的雙層三跨式矩形框架。頂板厚70cm，站廳層中樓板厚45cm，底板厚70cm，標準段側墻為有剛性防水接頭的地下連續墻(無內襯墻)，只在西北側長40mT型地下連續墻處設計考慮南側下沉式廣場開挖后不對稱土壓力的作用而加設30cm厚內襯墻。地下連續墻埋深為28m。縱向中距8m的雙排立柱為φ609×16mm的鋼管混凝土柱。逆筑范圍的立柱在底板下有φ100cm埋深自地面下75m的竹節型鉆孔灌注鋼筋混凝土樁，在底板混凝土還未達到設計要求強度以前，樁基用來支承頂板及中樓板自重及其上面的各種荷載。東西端頭井頂底板厚80cm，中樓板厚45cm，井內立柱為60×90cm的鋼筋混凝土矩形柱。端頭井地下墻埋深為31m。
圖1 地鐵靜安寺站平面圖?
車站主體結構施工方案：端頭井為多支撐明挖，梁、板、柱順筑，內襯為逆筑法施工。車站段頂板、中樓板及少部分底板為明挖順筑法施工，而大部分底板為暗挖逆筑法。為減少圍護結構在施工開挖時的位移變形量及基坑底土體隆起量，在車站基坑土體內采用深井加真空降水固結方案，并在端頭井基坑底部采用分層注漿加固方案。? 車站的環境保護要求：車站南側有三棵原為靜安公園的古樹要保護，其中一棵距地下連續墻僅1.45m。車站東北側為高20層的輕工大樓，需絕對保證其安全；有一條φ700mm上水管橫穿車站中部頂板面上而不能搬遷；東西端頭井外有大量地下管線也要保持正常使用。
地質情況：車站地區地形平緩，路(地)面標高在+2.9m左右，地下水屬于潛水型，其穩定水位埋深0.5～1.0m，埋深30m以內的各土層情況為：?
①-1層為雜填土(包括道路結構)，層底埋深1.6～2.8m；?
①-2層為暗填土，層底埋深3~6m;?
②層為褐黃色粘土，層底埋深3~4.3m；?
③層為灰色淤泥質粉質粘土，層底埋深7.8~10.3m；?
④層為灰色淤泥質粘土，層底埋深15.5~18.5m；?
⑤-1層為灰色粘土，層底埋深24~28.4m。?
鉆孔灌注混凝土樁底在第⑨層的灰色含礫細中砂土層內。?
本車站土建工程由上海市地下建筑設計院設計，上海隧道工程股份有限公司總承包。?
車站主體結構工程于1996年12月10日開工(地下連續墻施工)，鉆孔灌注樁施工在地下連續墻施工時交替進行。至1997年8月21日最后一塊底板混凝土澆制完成，前后只用8個半月的時間，比地鐵1號線車站主體結構的工期縮短了幾個月。?
3?地下連續墻施工?
靜安寺車站主體結構地下連續墻總長度為610延米，分為111幅施工槽段，車站段84幅深度為28m，端頭井27幅深度為31m，槽段平面形式有直線型、折線型、L型、T型及Z型共五種類型。墻身混凝土總量約14000m3，鋼筋總量約2000t。混凝土強度等級為C30，抗滲標號為S6。地下連續墻接頭形式在車站段(無內襯墻)為十字型鋼板止水抗剪接頭，為加強接頭的抗剪效果，在錨固鋼板上開有抗剪矩形小孔，見圖2。在端頭井為半圓形鉸接接頭。
圖2 地下連續墻接頭形式?
地下連續墻采用液壓抓斗挖槽機成槽施工工藝，其施工流程見圖3。?
地下連續墻施工工法采用由上海隧道工程股份有限公司編制的國家級工法"地下連續墻液壓抓斗工法"。?
其它有關施工技術措施：?
① 鋼筋籠及十字鋼板接頭均在特制的統長胎模上拼裝成型以保證制作質量；?
② 長大重型的鋼筋籠吊裝采用100t和50t履帶吊車雙機抬吊方案施工；
③ 為保證鋼板接頭施工質量，特制鋼質接頭箱、反力管、阻漿鋼板等；?
④ 為減少地下連續墻的沉降，在墻體預埋注漿管(每幅兩根)，作為墻趾下地基加固之用；
⑤ 在端頭井及南側有暗浜處因埋深較大及土質較差，采用加重晶石粉的護壁泥漿；?
⑥ 在橫穿車站段的φ7000mm上水管處采用臨時位移交替施工的方案，以保證地下連續墻的質量；
⑦ 在南側導墻下有小型鋼筋混凝土方樁(30×30cm)處用鋼筋混凝土導墻向外擴移的施工方案。
圖3 施工流程圖?
地下連續墻實際施工期為1996年12月10日至1997年3月8日，共歷時3個月，完成120幅(其中包括牽引變電所增加的9幅深28m地下連續墻)。?
4?鉆孔灌注樁及鋼管樁施工?
車站逆筑段采用鉆孔灌注鋼管立柱樁，原設計為兩排共48根，后因施工進度加快，明挖順筑法施工范圍加以擴大(原計劃只有一個施工段)，所以車站西側實際施工樁數減少4根。鉆孔灌注樁直徑100cm，樁深75m，混凝土強度等級為C35，為保證樁身混凝土強度和承載能力，并減少樁的沉降量，采用竹節型樁和"沖震法"澆制樁身混凝土。?
在工程樁施工前，于車站外東南地區進行兩根試樁(1997年1月)，以驗證竹節型樁成孔施工工藝及鋼管樁在鉆孔泥漿中的一次性定位施工工藝的質量效果。試樁結果其樁身的垂直精度為1/400，成型質量達到原定要求，鋼管樁定位的垂直偏差為9mm，其垂直精度＜1/1000。?
鉆孔樁用鋼護筒長3m，并要保證其下端進入原狀土不少于20cm，護筒斷面為φ1200×6mm，護筒四周用粘性土分層夯填以保證孔壁穩定。?
施工成孔采用原土造漿自濾式循環，泥漿控制指標為泥漿比重≤1.15，粘度18″～22″，成孔采用S-500型鉆機，其特點為鉆具重、剛度大、運轉平衡。鉆桿垂直度控制在1/300以內。
鉆機就位后，孔位偏差按設計要求控制在5cm以內，終孔后用泵吸反循環一次清孔，清孔后要求孔底沉渣≤10cm。?
竹節成型采用SPI-300鉆機及偏心鉆頭，見圖4，利用鉆頭在高速旋轉時產生的離心力使偏心鉆頭局部擴孔成竹節型。竹節凈間距為4~5m，竹節高度為1m，竹節擴孔處臺階寬為12.5~15cm，即樁徑可擴大至125~130cm，每根樁不少于8個竹節。竹節成型后孔底10多米的沉渣則換用φ100cm同心鉆頭低速回轉循環清孔。
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圖4 偏心鉆頭
鉆孔灌注樁的鋼筋籠采用分段制作、孔口焊接吊放的施工工藝。鋼筋籠上端焊接有高1m的φ960×6mm的鋼護筒，在鋼護筒外側設置上下兩道可在地面充氣的氣囊，作為鋼護筒在孔內定位之用。
鋼管樁為φ609×16mm，全長18m，在鉆孔泥漿中吊裝時先在管底中心系上浮球，用來在地面測定鋼管的垂直度(即"倒懸法")。在鋼管樁底部外的鋼護筒位置處在鋼管樁上安裝有4只菱形夾板式螺桿千斤頂，可在地面進行控制調節鋼管底部的位置使之與樁軸線吻合。鋼管頂部則利用鋼質孔口板上的定位微調螺桿來進行調節并定位。通過上下的調節定位使鋼管樁的定位偏差控制在設計要求范圍以內，見圖5。
圖5 調節控制鋼管樁定位偏差
注：本工程以固定φ609管(包括定位)難度最大?
孔口定位以三根定位桿來調節φ609管中心與樁中心重合，夾板千斤頂調節φ609管的垂直度
孔內15m 處的四根張緊千斤頂固定并調節φ609管垂直度，防止在灌注混凝土過程中移動管端?
鉆孔灌注樁在鋼筋籠與鋼管樁吊裝定位后，在灌制混凝土前還要用φ204mm的混凝土導管進行第三次用"氣舉法"的清底換漿作業。然后采用商品混凝土以SPJ-300型鉆機澆注混凝土施工，并依靠混凝土導管自重沖擊混凝土來達到增強混凝土密實度的要求。每拆一節混凝土導管前將其提高2m，沖震15次(導管埋入混凝土要大于6m)。混凝土的坍落度要求控制在16~20cm，其初凝時間要不少于10h。?
每根灌注樁的施工周期在27h左右。施工中S-500型鉆機成孔與SPJ-300型鉆機擴孔成竹節進行交叉作業，施工順序則按基坑開挖順序要求自東向西逐根推進。實際工期1997年2月15日至4月2日，共完成44根。?
5?地基加固?
車站主體結構工程的地基加固內容有兩項。
為防止端頭井深基坑施工過程中地下連續墻產生過大的位移及土體回彈而影響到附近地下管線和建筑物的使用安全，在井內基坑下部采用分層注漿加固來提高地下連續墻內側土體的被動抗力，從而減少地下連續墻的水平位移及井邊土體的沉降量。加固范圍為基坑底面以上2m到底面以下4m，共6m高度，寬度為3~4m，加固區深度在東端頭井為12~18m，在西端頭井為11.7~17.7m。加固土體共2653m3，其平面布置見圖6。注漿用水泥及水玻璃組成雙液漿。加固區漿液的充填率為16%，加固土體后28天強度要求達到PS=1.5MPa。
地下連續墻底下土體中進行墻趾加固以減少地下連續墻與樁柱間的沉降差來保證在逆筑法施工時頂板及中樓板的結構安全。墻趾加固布置為每幅地下連續墻預埋兩根注漿管，中距一般為3m，在墻身混凝土達到7天齡期后用注漿芯管對預埋管先進行通管，然后進行分層注漿加固施工。漿液單孔注漿量一般為2m3，漿液采用粉煤灰膨潤土、水泥和水玻璃組成的雙液漿。 盾構進出洞還需要在端頭井外側進行深層攪拌地基加固。
圖6 地基加固平面布置圖
6?端頭井內襯及內部結構施工?
端頭井在施工階段作為區間隧道盾構的工作井或接收井，由于車站用半逆筑法施工，在區間隧道施工時地面道路已施工或使用，隧道施工的人員、機具、材料、襯砌及土方等均需在地面道路車道外側出入，所以端頭井在南北方向必須加長到30.84m及38.72m。端頭井為兩層矩形框架結構。?
為了減少圍護結構的后期變形，使梁板混凝土達到要求強度后拆除斜支撐，因而端頭井內襯墻在拆除斜支撐后采用逆筑法施工。在順筑法澆制頂板中樓板時內襯墻向下延伸1m，墻下端作成近1∶1的內斜口以方便下段內襯混凝土的施工。這樣還可解決內襯垂直筋穿越鋼圍檁的困難。墻身豎向鋼筋下端均設置錐螺紋連接套筒，不但簡化了內襯墻的底模(不必開孔)，而且使下部內襯墻的混凝土澆制工作方便，并易于保證施工縫的質量，見圖7。
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圖7 設置錐螺紋連接套筒
端頭井圍護結構內的支撐采用五道鋼支撐。平面布置基本上采用斜角撐加少量直撐的方案，見圖8。從而省去了為支承端墻的支撐而設置的臨時地下連續墻(如黃陂路車站)或依靠在先期完成的標準段各層梁板結構邊的大型豎向鋼圍檁(如上海體育館車站)。
圖8 端頭井圍護采用斜角撐加直撐方案
斜支撐支承點在第一道支撐處為位于地下連續墻頂的鋼筋混凝土圈梁上的混凝土斜牛腿。在東端頭井由于地下連續墻施工較早而未能設置鋼牛腿用的預埋鋼板(因為原設計為鋼筋混凝土支撐)，只能增設鋼圍檁，并在其側面焊接鋼牛腿來支承鋼管斜撐。在西端頭井則在地下連續墻內預埋大型鋼板預埋件，并焊接鋼牛腿作為鋼管斜撐的支承點。基坑挖土用多臺液壓挖掘機分層挖掘接力出土，下部土方則采用20m長的伸縮臂液壓抓斗挖掘機抓土裝車外運。?
每座端頭井的主體結構混凝土分五次澆筑，(三次梁板柱及二次內襯墻)采用商品混凝土并由混凝土泵車供料澆筑，各層梁板鋼筋與地下連續墻預埋鋼筋間均采用鋼筋錐螺紋連接技術施工，內襯混凝土施工后基本無滲漏，達到結構混凝土自防水的要求。?
東西端頭井分別于1997年6月11日及7月27日完成頂板混凝土的澆筑施工。
7?車站段明挖法施工?
車站段全部頂板、站廳層中樓板及少部分(四段)底板采用明挖順筑法施工，大部分(五段)底板則采用暗挖法施工，即大部分車站段為"二明一暗"施工法。在滿足二級環境保護要求的前提下，可以大大加快工程進度，在基坑開挖以前先進行深井點施工。本工程的深井點采用真空集水后由深井泵抽水的降水方案。通過真空作用可將土層中的自由水充分汲出后排除以加強降水固結土層的效果，深井點共布置28根。深井點成孔采用干法作業，清水壓倉護壁，成孔直徑650mm，井點管直徑273mm，以人造砂為濾料。井管采用法蘭連接，可隨挖土深度的增加而逐段拆除以便基坑開挖支撐施工。每根深井點配用一臺多級深井泵，每三根井點配用真空泵一臺。真空泵連續運轉以匯集地下水，深井泵則視井內水量而間斷抽水。一般在土方開挖之前兩周開始降水，在底板混凝土墊層鋪設后停止降水，而墊層以上井管則可割除回收。?
主體結構明挖施工原計劃分東西兩個工作面逐步向中部推進匯合，參見圖9，后來由于挖運土方速度很快，車站段就從東端開始挖土逐段向西推進，直至與西端頭井基坑匯合，包括端頭井在內的明挖土方量約90，000m3，明挖挖土工期從1997年3月10日正式開挖到6月10日結束，平均每天挖運土方達1000m3，實現了高速出土的要求，為后階段結構及盾構施工爭取到寶貴的時間。
圖9 車站支撐縱坡面圖及土方開挖順序圖?
車站明挖基坑分三層開挖，用5臺反鏟液壓挖掘機分層分塊接力挖運裝車外運，鋼管樁及井點旁等邊角處則由人工配合修土和整平坑底土面。東側基坑第一層土挖到+0.8m標高后設置第一道鋼支撐，第二層土挖至-3.0m標高后設置第二道鋼支撐，第三層挖至-6.7m標高后設第三道鋼支撐，再挖至-7.8m坑底，使基坑底與中樓板底保持2.0m的凈空作為底模支架等施工用的空間。在明挖到底的基坑上再挖第四層土至第四道支撐底，設置第四道支撐后再挖第五層土到底板下的基坑底。基坑開挖時縱向放坡由于挖掘機操作工藝的要求而挖成臺階形，但總的土坡還是要控制1∶2左右的縱坡。施工中采用中部超前挖土方式，并充分利用"時空效應"以加強土體的穩定。?
車站段鋼支撐除第三道為φ609×16mm鋼管支撐外，其余均用φ580×12mm鋼管支撐。鋼支撐施工遵循下列原則：隨挖隨撐，每層每段挖土完成后6～8h內支撐安裝完成，并要按設計要求施加預應力。支撐先在地面進行組裝校正，對直線性不好和有其它質量問題的鋼支撐一律不準使用。地下連續墻混凝土面不平處應鑿平整，墻面泥皮要清除，使鋼支撐端面能緊貼混凝土墻面，空隙內用高強快硬水泥砂漿或細石混凝土(空隙較大時)填實并養護，使支撐端面傳力較均勻以保證鋼支撐的結構安全，支撐軸線應盡可能保持水平。第三道支撐安裝后如發現第一道支撐有松動，則應及時補加預應力撐緊。?
第三道支撐下面坑底土層開挖平整后，先澆筑厚20cm的C20混凝土墊層，然后鋪設木墊板并搭設中樓板的底模支架(用φ48mm腳手管)，底模采用七夾板的大模板使板底混凝土面較平整。在縱梁及孔洞處則用定型小鋼模板及木模板嵌補，頂板底模支架與中樓板同。中樓板鋼筋綁扎前在鋼管柱上相應位置按設計要求焊接好抗剪用的鋼牛腿。?
主體結構按三個柱距為一個施工段，施工段之間有誘導縫分隔，每個施工段長度由于考慮頂板防裂等要求而限制在20~25m范圍內，包括端頭井在內共分11個施工段，車站段編號分別為東二～東六段及西二～西五段。施工誘導縫設在柱距的1/3處。?
所有板的橫向主筋與地下連續墻連接處均采用錐螺紋連接器新技術施工。 頂板混凝土采用C25補償收縮混凝土(摻U型外加劑)，底板采用C30級配防水混凝土。頂、底板抗滲標號為S6。中樓板等內部結構用C30混凝土。所有混凝土全用商品混凝土泵車供料施工。?
頂板防水層采用外涂防水涂料形式。?
車站段頂板于1997年7月31日全部完成，比原計劃提前41天。
8?車站段暗挖法施工?
車站段暗挖法施工的結構，原計劃有8個施工段(東三～東六及西二～西五段)，后來由于明挖施工速度大大加快，使暗挖施工范圍縮減至5個施工段(東三～東六、西五段)，全長118.4m的底板、站臺板、樓梯等混凝土全部采用商品混凝土泵車硬管供料。? 暗挖法的挖土施工使用較小型(0.4~0.6m3斗容量)的反鏟液壓挖掘機接力挖運土方及人工配合整修，再由50t履帶吊車或長臂伸縮式液壓抓斗挖掘機抓土提升裝車外運。為加快施工速度，暗挖法施工分東西兩個工作面同時進行。東三段的土方初期由東二段處出土，后期則由位于東四段南側的4號出入口處出土井的長臂挖掘機出土。西側兩段的土方則在西四段處由履帶吊車出土(西四段底板暫緩施工)。?
暗挖段鋼支撐拆除設施是利用中樓板底的預埋件安裝手拉葫蘆將支撐吊住后解體，支撐解體后的分段水平運輸則用卷揚機配合手推車等工具拖運至端頭井或出土井處吊出外運。?
由于暗挖段長度不太大，中樓板又有三處樓梯通道，加之施工速度快工期也較短，所以可利用自然通風而不必另行設置人工通風設施。?
暗挖段挖土從1997年6月10日至6月30日，共挖運土方10，000m3，平均每天出土500m3。
9?施工監測?
本工程位于市中心繁華商業地區，車站周圍有大量地下管線及建筑物要保護，還有古樹、高層建筑等重點保護對象，所以地鐵指揮部明確車站兩側為二級保護地段，甲方另外委托"上海勘測設計研究院科研所"進行施工監測工作。?
根據到1997年8月25日為止的量測資料(此時主體結構已全部施工結束)，車站東北側輕機大樓最大沉降量為5mm，逆筑法段鉆孔灌注鋼立柱樁的沉降量為0~7mm，鉆孔灌注鋼立柱樁與地下墻之間的最大差異沉降量為4mm，均滿足設計要求。?
地下墻外側的地下水位下降很小，在古樹附近的地下水位最低為+2?81m，說明車站基坑內的降水對坑外地下水位的影響極小。?
10?結語?
通過靜安寺車站的施工實踐可以得出如下體會：?
(1) 在繁華商業街上進行地鐵車站的施工要盡可能采取各種快速的施工方案和相應技術措施，以減少對商業和交通的影響程度。?
(2) 地鐵車站逆筑暗挖施工的范圍要根據具體條件和實際的施工情況因地制宜來確定，只要能滿足封路時限及環境保護的要求，應盡可能擴大明挖施工的范圍，不但可節省大量施工費用，而且也可加快車站施工的總進度。?
(3) 只要精心施工，落實各項技術措施，保證灌注樁的工程質量，在逆筑法施工中采取鉆孔灌注樁代替鋼管樁，作為臨時支承基礎是可行的，不但節省工程投資30%，而且也避免打鋼管樁時的噪聲污染和震動對環境的不良影響(樁柱在頂板完成后實測最大沉降只有7mm，小于地下墻的最大沉降)。?
(4) 逆筑法施工中只要精心施工，采取一定的技術措施，采用軟土地基及混凝土墊層作為頂板、中樓板的底模支承是可行的，中樓板制作時實測底模沉降只有9mm，是能夠保證頂板、中樓板的混凝土質量，而不必采用耗鋼量和投資較多的型鋼骨架吊模方案。?
(5) 車站基坑內是否需地基加固，取決于車站旁邊環境保護的要求程度及具體的地質條件，而不能加以"一刀切"。?
(6) 端頭井用斜支撐方案能夠保護圍護結構的安全，因而臨時地下墻可以取消，只要精心施工，落實有關技術措施，圍護墻的變形及井旁地面的沉降也可以控制在一般的允許幅度以內。?
(7) 地下墻采用十字形鋼板防水抗剪接頭是有成效的，車站段地下墻接頭基本不漏水，一般只有極少量滲水，為使用單層圍護結構創造了有利條件。? (8) 車站附近的地下管線未發現破損，古樹也完好無恙，周圍建筑物也未損壞，所以基本上達到環境保護的要求。?
從總體上來說，靜安寺車站的施工是成功的，不但在技術上有所創新，在節約工程投資方面上了一個臺階，而且在施工速度水平上更是創造了一個新的高度，可供今后類似工程借鑒。
