建设者谈：福州地铁4号线如何啃下“硬骨头”

8月27日，福州地铁4号线首通段开通运营。回顾4号线的建设历程，一个又一个难啃的“硬骨头”被福州地铁攻克，创造了许多地铁建设工程上的亮点。

亮点1

照顾换乘便利

“零距离”下穿既有1号线

城门站为1、4号线换乘车站，两个车站呈90°正交，4号线在地下三层，1号线在地下二层，两条线路共享地下一层站厅层。这样的设计是为了让换乘更快捷，但也意味着福州地铁建设者要面临巨大挑战——4号线城门站工程要“零距离”下穿既有1号线。

1号线为已运营车站，下穿段4号线结构顶板距1号线车站底板净距仅0.3米，是福建省内地铁最小净距下穿既有车站工程，也是福州地铁建设有史以来施工风险最大的车站工程之一。

福州地铁建设有限公司总经理王欣介绍，4号线城门站采用了冷冻暗挖法，就是先把松软的地层冻结实，就像把豆腐冻成冻豆腐，再进行开挖，以防止塌陷。由于两条隧道过于贴近，4号线地层冷冻后体积不断膨胀，极易使1号线轨道被挤压变形，影响车辆运行。

“我们对1号线轨道变形的控制是毫米级的，当时1号线轨道变形的值已经接近允许的极限值了，我们就要通过加温水解冻、从上面的0.3米中取土等措施，阻止变形加剧。”王欣说，最大的难点就是要在4号线施工安全和1号线运营安全之间找到平衡，既要保证冰冻体的存在，又不能让它无限放大。

据悉，工程先后克服穿越弱承压水地层、1号线冻胀隆起、防水板渗水等多个重大风险点，最终实现“零距离”下穿既有线，创下省内首次采用冷冻暗挖法成功实现“零距离”下穿既有线的新纪录。该工程的成功实施，为今后类似项目提供了非常重要的参考。

亮点2

“软硬通吃”

双模盾构长区间掘进

林浦至城门区间左线长2183米，右线长2173米，水文地质条件复杂，尤其掘至隧洞中段遭遇全断面微风化熔结凝灰岩，该段岩层强度极高，整个区间地层就像一颗裹着棉花糖的坚果，给盾构施工加大了难度。

根据以往施工经验，单一模式盾构机无法满足软硬交替变化地层的施工需求，福州地铁与施工单位、设备厂家联合设计制造，为此区间量身定制集土压平衡（EPB）和硬岩掘进（TBM）两种功能模式于一体的“软硬兼施”的双模式盾构机。

王欣介绍，与传统盾构机相比，双模式盾构机的土压平衡模式能满足软土地层及上软下硬地层掘进，硬岩掘进模式又能在长距离超硬岩地层内实现高效破岩掘进，月进尺达137米，远超复合盾构掘硬岩40-50米/月的速度。

2021年9月，4号线城门站右线盾构接收，福建首个双模式盾构区间双线实现了贯通。

王欣介绍，福州地铁2018年定制双模式盾构机，当时国内还比较少见，如今这样的双模式盾构机已经运用得很广泛了。

亮点3

迁就路面交通

运用大跨度顶管隧道施工

根据地铁设计相关规范要求，地铁每隔5-6个站，需要设置一处停车线，俗称“刀把”，用于存放备用列车或列车折返，建设时需要比一般线路多出一条车道的宽度。4号线省立医院站至东门站区间就有这样一段“刀把”。

王欣介绍，由于这一区间穿越建筑密集区，使用传统的明挖法施工会给交通出行带来诸多不便，福州地铁建设者大胆采用顶管法暗挖工艺，“这段软土地层也正好适合用顶管法”。

有别于地铁隧道常用的盾构施工法，顶管法是在工作井内使用千斤顶等设备，将管节逐一推入土体，同时挖除并运走管节正面的泥土，让隧道得以不断向前延伸。顶进系统由32个千斤顶编组而成，具备万吨推力，每当顶管机向前掘进一个管节的距离，千斤顶编组就精准地施力，推进已铺设的顶管向前移动。

相比明挖工艺，顶管法是非开挖方式，只需要设置一个工作井，作业面减少了一半。这段顶管隧道也是目前全国范围内应用于地铁区间中最大跨度的超大断面顶管隧道。

亮点4

首创单风亭车站

减少拆迁1.3万平方米

省立医院站及光明港站周边建筑密集，现有场地条件下，要满足车站常规平面布局，必须拆迁部分建筑，但前期协调摸查反馈拆迁难度极大，当时甚至有人提出取消站点。为确保两车站站址和服务功能不变，地铁4号线项目设计组结合相邻区间长度等既有条件，因地制宜创新推出国内首个未在区间设置风井的单端车站。

广州地铁设计研究院东南分院副院长兼福州分院院长张羽介绍，为解决地铁列车隧道里通风、温度问题，一般会在车站两端各设置一组风亭，形成活塞效应，列车通过时，就像拉风箱一样，把隧道里的热量带出去，再把新鲜的空气带进来。采用单风亭方案，就意味着要直接取消一组风亭，当时在国内尚无先例。

直接减少一组风亭，该如何保障安全？项目设计组多专业反复模拟论证并组织专家咨询把脉，通过优化车站活塞风道布置、重新计算调整隧道风机的功率、调整车站层高、整合车站各功能房间总体布局、前后车站的联动等一系列措施，保障单风亭能满足两组风亭的消防、通风等功能，新方案终获专家论证认可并落地实施。

在满足地铁各方面功能和安全要求基础上，车站建筑面积减少约3000平方米，拆迁面积减少1.3万平方米，节约工程投资约4.5亿元。

张羽表示，单风亭方案目前仍然是一个非常规的做法，并不能普遍性地使用。在条件允许的情况下，车站还是需要建设两组风亭，如果再次遇到类似的情况，也要因地制宜，根据项目场地情况、前后区间长度等条件，来判断能否采用单风亭方案。

亮点5

减少施工占道

避易就难采用盖挖逆作法施工

西门站、东街口站、省立医院站位于市中心繁华地段，周边高楼林立、管线密集、交通繁忙。为减少施工占道，福州地铁建设者避易就难，连续在3座车站采用盖挖逆作法施工。

相比传统的明挖顺做法从下往上盖，盖挖逆做法先做车站盖板恢复交通，再施工地下结构，围挡面积缩小三分之一。

王欣介绍，盖挖工艺增加了造价，对施工中的工艺要求、细节把控要求特别高，并不适合大规模推广，后续只能因地制宜地采用。（文字：刘丰 蒋巧玲 资料来源：福州地铁）