上海轨道交通12号线工程车站结构施工及安全控制

12号线在车站结构方面最大的设计难点就是换乘车站设计中对既有车站的改造和车站基坑开挖对周边建筑物的保护。

2.3.1.1　对既有车站的改造

1.汉中路站

12号线汉中路站是与1号、13号线换乘的三线换乘车站，1号线是20世纪90年代建设的车站，已投入使用了20多年，本次换乘主要改造了站厅至站台的楼、扶梯，为满足换乘客流的需要，按建筑调整布置将原先三组楼、扶梯中的中间一组“剪刀”楼梯调整为两组双向自动扶梯（即增加4个自动扶梯），结构设计经过内力复核先将“剪刀”楼梯拆除、加固封孔，随后再将其两侧中板凿除、新增两个双向扶梯孔。

另一项改造内容就是侧墙开门洞，同样为满足换乘大客流的要求，在对应换乘通道的侧墙位置需开设近22 m的门洞，由于地下车站结构是按平面框架整体计算的，后期改造侧墙开孔过大，通过结构复核对车站顶板、中板及下二层侧墙受力影响较大，为此设计有针对性地采用了必要的加固、补强措施。由于顶板受其侧墙开洞影响，正弯矩增加较多，设计采用增加板厚措施（即局部去除顶板覆土，新增200mm厚度的钢筋混凝土），同时在新、老混凝土结合部位增设多道防水措施，以满足使用要求。本站与13号线汉中路站是同步建设的车站（两站为“十”字交叉），结构设计中主要是考虑如何控制差异沉降（结构底板深度不同）。由于本站周边需结合地块开发，故设计采取了大面积设桩、基础底板整体受力的模式来削弱不均匀沉降带来的不利影响。

2.陕西南路站

12号线陕西南路站是与1号、10号线换乘的三线换乘车站，该节点在设计中的主要难点还是对1号线车站的改造。为使付费区换乘通道宽度达到8～10 m，建筑布置中将1号线陕西南路站西侧、南侧的部分设备用房置换为换乘通道，为此结构设计需对车站端头井内的4m×4m活塞风孔进行封堵、南侧墙面全部打开，并重新复核设备用房的受力计算。除此之外，为增加换乘通道宽度，设计还将本站与其南侧“巴黎春天”地下室之间约5m的空间利用起来，形成一条净宽约4m的换乘通道。另外，为确保原1号出入口的功能，经过与商场协商，采用等面积置换的形式，在1号出入口处设置了一个进出站闸机，方便乘客的正常使用。具体设计要点如下：

（1）由于1号线陕西南路站当初是按单层衬砌（即单墙）设计的，其结构体系相对比较薄弱，为满足新增换乘通道连接口的要求，需新增多个侧墙门洞，但由于原车站外部环境未发生较大的变化，整个车站结构受力体系基本保持在原有的状况下，要增加侧墙门洞势必对原来的结构受力体系带来影响。为此，设计经过多工况（重力、水反力及地震力等）条件下的反复计算，在严格控制其门洞宽度大小和数量的前提下，在单层衬砌范围新增了一个净宽5m的门洞，在车站西端部新增宽度约10 m（中间设置0.4m宽的立柱）的门洞。

（2）在对原有的中板（站厅层板）封孔与开孔的设计中，按建筑布置要求，需将原车站端头井范围的一个活塞风孔（4m×4m）封闭，作为换乘通道的走廊使用，同时在其旁边新增一个大小类似的风孔。风孔设计难度较大，既要保证有足够的承载强度，又要方便施工确保洞口下方的列车正常运行，故设计采用钢、混相结合的结构，较好地满足了使用要求。由于新增风孔面积较大，而原有中板结构不可能凿除很大，故只有将新增风孔尽量设置在既有梁边，以减少对原有结构带来刚度过大的损伤。

（3）改造工程中的混凝土结构防水也是一个比较重要的问题，由于本换乘站接口改造较多，受新、老混凝土收缩、地基变形及施工条件限制（部分过梁混凝土浇筑密实度难以控制）等因素，导致连接部位出现局部渗漏水情况，为此设计时事前做足预案，采取内设橡胶止水带、遇水膨胀条、新老混凝土结合面涂刷水泥结晶剂和外加引水槽等多道防水措施，确保结构安全并满足正常使用要求。

（4）本车站除了与1号线车站换乘改造外，还有一部分就是在车站西侧地下一层与周边商业地下空间连接的问题。由于变化较大，事先预留的门洞到最后实施阶段都发生了很大的调整，导致后期地下一层侧墙调整很多，出现新建工程直接面临改造的局面。为此，设计本着安全、可靠的原则，凿除不需要的结构、尽量少利用原有结构，重新按新的门洞框架要求进行设计与施工。

3.龙漕路站

12号线龙漕路站是与3号线高架站的换乘站，秉持方便换乘的宗旨，在设计时尽可能缩短换乘距离，故将车站穿越3号线高架区间布置，使得12号线车站基坑距离高架区间桩基很近（仅1～2 m），且车站南侧附属基坑包裹了高架区间的一个桩基，导致其受力外部条件发生很大变化。

为此，结构设计对高架桥桩基进行加固，对相邻桩基进行了补强（各增加6根桩）和加固［采用MJS（Metro Jet System）工法对桩周边土体进行加固］，同时加强相邻范围的基坑支护刚度（采用局部顶板逆作、增设钢筋混凝土支撑、分块分段间隔施工等措施），严格控制基坑的变形，确保了在基坑施工期间高架结构的绝对稳定。具体要点如下：

（1）设计首先考虑加固原高架桥桩基和承台，经计算复核在原桩基周边新增6根直径600 mm的钻孔灌注桩、长度达42 m进入⑧2层灰色粉质黏土层，同时扩大原有承台使其共同受力。在与高架桥相邻段范围车站地下墙局部加深、在桩基范围受地下墙槽段开挖过大影响桩基受力，设计改用1.0m的钻孔灌注桩加MJS止水帷幕，并用MJS工法加固坑内土体。随后在桩基影响的20 m范围内基坑施工采用半逆筑法施工，在设置第一道钢筋混凝土支撑的前提下，基坑开挖至车站顶板（约3.8m）位置处即施工车站顶板结构，这样就能较好控制基坑在初始开挖阶段的变形，从而保证运营中高架区间的安全。后期的附属结构基坑在采取部分逆筑法施工的基础上把原有的一个基坑划分为5个小坑，间隔施工，从缩小空间的角度来减少基坑开挖引起的土体隆起对高架桥基础的影响。

（2）整个设计过程的重点在于基坑设计中的稳定性分析和变形及内力分析，其中包括基坑整体稳定性、抗隆起稳定性、抗倾覆稳定性、抗渗流或抗管涌稳定性及抗承压水稳定性。在基坑开挖过程中重点研究卸荷对运营中3号线高架桥区间结构的影响及控制措施，其中包括周边地层土压力或应力的变化、周边地层变形及地表沉降、高架桥墩及桩基的位移及高架桥梁的侧移等。除此之外还研究了在基坑开挖过程中对既有高架桥桩基承载力损失的补偿方案和保护措施等。

（3）在对3号线高架车站改造方面，重点是对地面站厅层的楼梯转向、部分设备用房、管理用房的调整和侧墙门洞的调整等。通过对原结构的内力复核、增设立柱、过梁等技术措施，使改造设计安全、顺利地完成。

4.漕宝路站

12号线漕宝路站是与1号线换乘的地下四层车站。1号线车站受当时建设条件、周边环境及地下管线（在车站上方有电缆箱涵穿越，使原先建设的车站地下一层站厅被切割成南、北厅而不连通）限制，车站规模相对较小，顶板覆土仅0.5 m，侧墙为单层（地下墙）衬砌，故其整个结构体系较为薄弱。在换乘设计中最主要的思路是如何通过改造来改善原有车站的使用功能，即既要满足换乘的要求，又能改善原车站南北两厅不连通的问题。设计通过多方案比选、论证，确定了采用大型矩形（6.8m×4.0m）顶管穿越漕溪路连接漕宝路站北厅，采用中型矩形（4.8m×3.8m）顶管紧贴漕宝路站西侧连接南、北两厅；同时通过严格控制侧墙开门洞的大小，尽可能减少对原车站结构的影响。具体要点如下：

根据设计方案首先需在原1号出入口南侧新建一个出入口，随后在拆除原1号出入口位置新建换乘连接小厅（施工阶段的大小顶管接受与出发井）、在南端（紧贴车站西侧）再新建一个连接小厅（施工阶段为小矩形顶管接受井），通过二个顶管使其全部沟通。新建的南、北连接厅设计（包括与原车站的贯通）对原车站的影响存在很大的风险，由于原车站结构单薄（单层衬砌、顶板单跨预制加局部现浇、中板楼梯孔周边局部采用吊杆、车站埋深浅、顶板覆土薄等）、整体性差。新建南、北连接厅基坑虽然不深（开挖深度不到10m），但沿车站长度方向分别为46 m和30 m左右的挖土，使原车站侧向卸载、摩阻力降低等导致变形而影响1号线车站的正常运营。

为此设计选用了刚度相对较大、施工质量能够保证的地下墙围护+首道钢筋混凝土支撑（二至三层为钢支撑），并采用MJS（主要是为了减少对相邻车站的土体挤压影响）工艺对基坑内外进行加固。在对原车站侧墙开门洞方面，设计严格控制开洞宽度（主要是考虑尽量减小对原车站整体稳定的影响），经过计算，在新增的南、北连接厅内各新开了2个宽度不大于4m的门洞，并要求新增门洞位置尽可能地避开中板楼梯孔的部位。通过施工单位的精心安排，使整个施工过程处在完全受控状态，经实测对原车站沉降控制在5～7mm、位移控制在2～3mm范围之内，从而使整个车站的整体性得到了保证。本换乘节点投入使用后得到了预期的效果，获得了乘客的好评。

5.巨峰路站(www.xing528.com)

本工程巨峰路站与6号线巨峰路高架站主要是通过由地下到高架天桥的形式沟通的，结构设计对原6号线高架站南侧过街天桥、楼扶梯及垂直电梯等进行了改造，并增设了付费区换乘通道天桥。本站换乘通道原设计为12号线巨峰路地下站通过新建地下换乘通道与6号线高架车站之前预留的地下接口连接，但新建地下换乘通道需穿越杨高北路，受其地面道路封交、地下管线搬迁等影响导致地下换乘通道难以实施，故经多方案比选，确定以新增高架天桥的形式连接换乘通道，高架天桥采用下承式钢结构桁架体系。连接高架站端的天桥基础采用桩基，该桩基施工受高架车站净空高度的限制，采用“钻孔压桩”的方式施工，确保了天桥结构与高架站厅之间的稳定。而为快速、方便输送换乘客流，设计采用在12号线巨峰路站地下一层（站厅层）直接连接换乘高架天桥，并通过设置多台自动扶梯，较好地满足了换乘客流的需求。

2.3.1.2　对周边建筑物的保护

1.汉中路站基坑

由于本换乘节点周边环境条件复杂，且地下基坑开挖深度各不相同、面积大小不一，这样不但增加了设计难度，而且施工风险也很大。为此设计结合地下空间的布置情况，采取先深后浅、控制基坑开挖面积、限制降承压水范围等技术措施，把该范围内的地下空间按不同功能、不同深度等要求分割成12个大小不等的基坑分别施工。

1）化整为零、降低风险

12号线汉中路站是与13号线换乘的地下五层车站，标准段基坑开挖深度达到31 m、端头井开挖深度达32.8m，且考虑到92号地块地下空间开发等原因，13号线车站南端增加长度约50m，使之全长达204m。12号线车站为地下四层，标准段基坑开挖深度达到24.2m、端头井开挖深度达26 m，车站长度189 m。

整个区域地下空间占地面积约2.7万m2，设计从深到浅、分车站主体和附属地下空间、92号和95号地块地下空间将整个范围划分为12个深度、形状及大小不等的基坑，围护结构根据开挖深度的不同采用1.2～0.8 m的地下连续墙，其中最深的基坑开挖深度32.8m、地下墙全长62 m，墙趾插入于⑧2层灰色粉质黏土夹砂4.8m，插入比约为0.91。沿基坑深度方向设置九道支撑，其中第一、四、六道为钢筋混凝土支撑，其余均为Φ609（t=16mm）钢支撑，第八道钢支撑采用双拼型式。在不规则大面积三角形基坑，则全部采用钢筋混凝土支撑。

施工过程中采用如下地基加固措施：为控制混凝土支撑绑扎钢筋和养护混凝土期间基坑变形，对位于④层淤泥质黏土的第四道钢筋混凝土支撑及位于⑤1-2层粉质黏土的第六道钢筋混凝土支撑施工时的坑底下2 m范围进行旋喷裙边+抽条加固，要求qu（28）≥1.0MPa。

由于工程的施工难度和环境保护要求极高，本工程结合多项上海市科委科研项目引进多项新的施工工艺和管理措施，如地下承压水的抽灌一体化综合治理方法、轴力自动补偿的基坑支撑体系、深基坑工程的集成信息化管控中心等，为工程的质量、安全保驾护航。

2）增强结构刚度、确保整体稳定

本工程区域范围内结构基础埋深不同、地面建筑高度不同，而地下轨道交通对控制沉降要求又特别严格，为此设计从分离式与整体式两方面进行多方案比较，最终确定了基础整体受力、采用大面积桩基的处理方式来达到整体稳定的目标。即适当增加12号、13号线车站底板厚度至1.5m，并设置与周边地块高层基础相同的控制变形（包括沉降与上浮）的桩基，桩径800mm、有效长度65m，桩尖进入⑧2粉质黏土。95号地块超高层建筑地下三层基坑开挖深度18m、基础底板厚2.5m、桩基直径800mm、有效长度78m，桩尖进入⑧2粉质黏土持力层。通过结构竖向整体计算分析，随着地面超高层结构的不断施工，竖向荷载也不断增加，最终的沉降控制在20 mm左右，基本满足地下轨道交通沉降控制要求。

2.东陆路站基坑

位于浦东东陆路与浦东北路丁字路口的多栋居民住宅小区范围内，站位所处的道路宽度有限，该站为地下三层岛式车站，端头平面宽度较大，埋深达20 m，车站主体基坑距离周边居民房屋很近，且车站地下二层附属基坑都是在已拆除居民住宅的情况下施工。设计除了加大围护地下墙厚度、设置钢筋混凝土支撑等增加基坑自身体系的刚度外，还通过设置封堵墙（减少基坑开挖面积）、地基加固、中板逆作等技术措施来控制基坑开挖对周边居民房屋的影响。

3.爱国路站基坑

位于规划的长阳路与爱国路交叉口，站位道路较小，车站主体基坑一倍深度范围外（车站东端）就有多层居民住宅。特别是1号出入口基坑，虽然开挖深度只有10 m左右，但距离最近居民住宅不到10 m，设计中采用了多道技术措施，包括地基加固、增加支撑及缩短施工周期等，实际基坑开挖（从主体到附属）对周边房屋还是产生了6～7cm的沉降影响。

4.客运中心站基坑

位于虹口区的东大名路上（旅顺路与新建路之间），本站南侧为新建的“白玉兰”广场，有四层地下空间（深度超过20 m），二者之间共用地墙围护结构，由于两工程进度不同，导致车站浅基坑（开挖深度13 m）先期施工，形成先浅后深的局面，故后期深基坑在施工过程中对已建成的车站结构的影响（包括如何控制水平位移、地基沉降、基坑支撑设置等）就变得特别重要。而且本站为12号线工程中唯一的一座带双列位停车的折返配线车站，整个车站长度达500 m，其中与周边共墙开发的长度有约300 m，所以地铁车站设计除了依靠两侧地墙控制沉降外，还在车站底板上设置控制竖向变形（即沉降或上浮）的桩基，同时加大结构断面厚度，增加车站结构整体刚度，减少后期相邻深基坑施工带来的影响。而在车站北侧间隔一条马路（即东大名路，宽12～14 m）就是20世纪20—30年代的2层老式居民住宅，距离车站基坑开挖深度都在一倍范围左右，这类建筑对沉降、变形特别敏感，为此设计除了适当加大围护地墙的插入深度、增加钢筋混凝土支撑外，还采用宽厚度“裙边”加固等措施，减少基坑施工对周边环境的影响。

5.南京西路站基坑

位于静安区南京西路与茂名路，车站沿茂名路南、北向布置在西侧的地块内，本站结合地块开发同步建设，车站考虑覆土层架空为地下四层、基坑开挖深度在24～25 m。在基坑边缘15～20 m范围都是20世纪20—30年代的2层老式里弄石库门住宅（为区级保护建筑），车站基坑设计重点是确保周边建筑物的安全与稳定，为此基坑设置分隔墙，减小基坑开挖面积，采用钢筋混凝土支撑与下二层中板结合及增加基坑加固宽度等技术措施，以减少车站基坑施工对周边环境的影响。

6.大木桥路站基坑

位于徐汇区大木桥路与中山南二路和零陵之间，本站与运营中的4号线“丁”字换乘，为地下三层岛式车站，基坑开挖深度达24m，车站两侧（15～20m）均为20世纪50—60年代的老式砖混结构公房。车站基坑设计采用两道分隔墙将车站基坑分为3个长度在50～70 m大小的基坑，以通过减小基坑开挖空间为主要目的从而控制对周边房屋的影响。同时加大地墙插入比，增加地墙接缝旋喷桩止水，采用多道钢筋混凝土支撑与钢支撑相结合的围护结构体系和地基加固等技术措施，确保了车站基坑施工的安全和稳定。