地铁车站怎么挖：明挖、盖挖、暗挖怎么选，一座车站要出土近六千车

发布于 2027-05-08｜相关行业：公路桥隧

车站比区间难，难在又大又浅，底下还压着马路和管线

地铁区间隧道大多是盾构打出来的，直径六米上下，埋在地下几十米深的地方，地面上的人感觉不到它。车站就不一样了。车站要给乘客留站厅、站台、换乘通道，还要给设备和风道留地方，所以它又宽又长，常见的长度在一百五十米到两百五十米之间，宽二十米出头，挖下去深十几米到二十米。

更麻烦的是位置。车站大多设在城市主干道或路口下面，这些地方交通量大，路面不能说封就封。地面上有车道、人行道、公交站、路灯和信号杆；地下有给水、排水、燃气、电力、通信的管线，有时还有已经建好的其他线路和地下室。挖一个大坑，等于在这些东西中间动刀。

所以车站施工要回答的问题，和区间不一样。区间主要问「怎么把一条洞打通」，车站主要问「怎么在不停掉马路、不伤到周围建筑的前提下，挖出一个又大又深的坑，再把它做成结构」。三种施工方法，就是对这个问题的三种回答。

一座车站长什么样：两层、几个出入口、一两座风亭

地铁车站里面，最常见的是两层结构。上层是站厅层，乘客在这里买票、刷卡、进出闸机，换乘也在这一层。下层是站台层，两侧或中间布置站台，轨道从站台边穿过去。两层之间用楼板隔开，楼板要承受人流和设备的荷载，也要把车站的侧墙连成一个整体。

车站不只有地下这一部分。地面上要有出入口，出入口一般是一段向下的台阶或自动扶梯，外面有顶棚和玻璃幕墙，有的还带无障碍电梯。车站一端或两端还要有风亭，风亭是一根竖起来的风道，顶部有百叶风口，把车站里的空气送出去或吸进来。这些地面部件和地下主体用通道连在一起，施工时也要一起考虑。

施工的第一个数是车站的尺寸。下面这张剖面图，把两层车站、两侧的出入口楼梯、一座风亭和覆土的位置都画在一起，编号一到五分别对应站厅层、站台层、出入口、风亭和顶板覆土。图里看不到的部分，就是施工要挖的那个坑。

三种办法怎么分：看地面能不能封、埋多深、土怎么样、旁边有什么

车站施工主要有三类办法：明挖法、盖挖法和暗挖法。三者的区别，说到底是两件事：一是地面的交通要不要断，断多久；二是坑要不要从地面整个挖开。明挖是从地面整个挖下去，再把结构从下往上做起来；盖挖是先在地面做一层顶板，把交通恢复，然后在顶板下面挖；暗挖是不挖开地面，从洞里一步步把结构做出来。

选哪一种，先看四件事。第一是地面能不能封，封多久。主干道路口能封的时间很短，就得优先考虑盖挖或暗挖。第二是埋深。埋深浅，明挖最省事；埋得深，挖一个大坑的代价越来越高，暗挖反而有优势。第三是土和水。软土、高水位的地方，明挖要降水、要做牢固的围护；比较硬、自稳性好的地层，暗挖才有条件。第四是周边的建筑和管线。紧挨着楼房、地下管线密集的地方，挖坑引起的沉降必须控制到很小，这时候明挖的大坑就很难接受。

下面的对比表把三种办法放在一起。表里的说法是定性的，具体用哪一种，要以勘察报告、设计图纸和当地的规范为准。

明挖顺作：先挖到底，再从下往上一层层做出结构

明挖顺作是最直观的办法，也是最常用的办法。它的顺序大致是：先做围护结构，把坑的四周围住；然后降低地下水位，让坑底保持干燥；接着分层往下挖，每挖一层就架一道支撑；坑底挖到设计标高后，先浇底板，再由下往上依次浇下段侧墙、中板和上段侧墙，最后浇顶板；结构做好以后，拆掉临时支撑，回填土方，把路面恢复。

这个顺序的关键是「先挖后做」，而且拆撑有讲究。坑没挖到底，结构就没法浇；结构还没成形，周围的土就要靠支撑顶着。拆撑不能一把拆光：中板浇好以后，中板以下那道撑才能拆，因为中板能接替它的作用；中板以上的支撑仍要顶着墙，直到上段侧墙和顶板都做好。所以节奏是挖一层、撑一层、浇一层，拆撑也是一层一层地拆。

下图按顺序画了四步。第一步挖到一半深，两侧墙已经打好，墙顶附近装第一道撑；第二步挖到底，坑内装了三道撑，坑底铺了垫层；第三步底板、下段侧墙和中板浇好，只拆掉中板以下那道撑，中板以上的两道撑仍在，墙上段有撑；第四步支撑全部拆完，顶板和上段侧墙做好，上面回填土，路面恢复。

基坑里的土：五层挖完约七万立方，出土要按车次排

明挖最直接的工作量是土。以一座两百米长、二十一米宽、十七米深的标准车站算，基坑里的土大约有七万一千四百立方米。这是挖之前原状土的体积。土挖出来以后会变松，体积要按一点二五倍算，所以运出去的是约八万九千立方的松土。每车按十五立方米装，总共要跑约五千九百五十车。

这个数不能只看总量。基坑一般分五层开挖，每层约三点四米厚，每层约一千一百九十车。每层的车次一样，不一样的是每车要被提升的高度：第一层的土只需要提升约一点七米，第五层的土要从十五米多深的地方提上来。提得越高，单车的周期越长，所以越往下，出土越慢。按每天五十车的出土能力，五千九百五十车要跑约一百一十九天，也就是四个月上下。这一段是车站工期里最容易拖的部分。

下面这张图画的是每一层的平均提升高度。算法是取每层中点的深度，它表示的是各层之间的相对关系，不是某座车站的数据。实际施工要根据运输路线、出坑方式、路口的通行条件和当地的夜间施工规定调整。

钢支撑扛土压：越往下压力越大，支撑要一层层加

明挖坑的四周是墙，墙外是土。土会往坑里推，推力随深度增加。最简单的估算用朗肯主动土压力：水平土压力等于土的主动土压力系数乘以土的重度，再乘以深度。深度每增加一米，压力就增加一截，所以坑底附近的墙受到的推力最大。

支撑的作用是把墙顶住，不让墙往坑里倒。支撑一般用钢管或型钢，水平横着架在坑两侧的墙之间，每隔几米一道。每一道支撑扛的，是它上下两侧各一半范围内的土压力。支撑越往下，它管的那一段土越厚，压力就越大。这就是为什么支撑要分层往下加，不能一次装到底：挖一层就装一层，压力才能跟着分担。

下图用一个算例把这件事算了一遍。土的内摩擦角取二十八度，重度十八千牛每立方米，支撑水平间距三米，三道支撑分别在四米、八点五米和十三米深的地方。算出来，最上面一道的轴力约三百八十千牛，中间一道约七百四十千牛，最下面一道约一千六百九十千牛，最下面的一道是最上面的四倍多。这还没有算地面的超载和水压，真实工程要按设计院的计算书定。

车站是个空箱子，地下水要把它托起来

车站的结构是一个大空箱子，里面有空间，外面是混凝土，平时压在土里很稳。但它是埋在地下水里的。水对物体有浮力，浮力的大小等于它排开的水的重量，深埋在水里的空箱子，浮力会很大。如果结构的自重加上上面的覆土，还不够抵消这个浮力，车站就会往上浮，底板会拱起、结构会开裂。这件事叫抗浮，是车站设计里必须算的一项。

算的办法很直接：抗浮系数等于抗浮力除以浮力，抗浮力是结构自重加覆土重，浮力是地下水头乘以宽度。常用的要求是这个系数不小于一点零五。算例里，车站底板埋在十七米深，地下水位在一点五米深，水头约十五点五米，每米长度的浮力约三千二百五十五千牛。结构自重和覆土加起来约两千九百一十九千牛，抗浮系数只有零点九。

不够怎么办？常见的办法有三种：加厚底板或侧墙，增加结构自重；在底板下面做抗拔桩，把结构拉住；或者用降水的办法让地下水位降低。算例里，要补的拉力约每十米长四千九百八十八千牛，取单根抗拔桩六百千牛，每十米约需要九根。这个数只说明量级，真正的抗拔桩数量要由试验和设计定。

围护结构只讲车站用到的部分：墙要挡土，支撑要顶墙

明挖基坑的墙一般用地下连续墙或钻孔灌注桩排成一排。地下连续墙是在地下挖出一条窄槽，放入钢筋笼，灌注混凝土，一段一段连起来，墙本身就是止水和挡土的主体。钻孔灌注桩是一根根桩排在一起，桩与桩之间要做止水处理。车站用哪一种，看地质、地下水和周边的环境。

墙的深度要超过基坑底，墙脚要插进比较稳定的土层里，否则墙会从底下被推出来。墙顶一般有一道压顶梁，把墙连成整体，再和支撑的端部连在一起。车站的墙比一般的建筑基坑要深，所以对墙的刚度和止水要求更高。

下图是一个三维剖切的示意：两侧是地下连续墙，墙上有压顶梁，坑内有三层水平钢支撑，支撑之间有立柱和斜撑，坑底是垫层。图里没有标注，它的作用是让读者看清墙、支撑和坑底之间的关系。原理部分，基坑支护那期已经讲过，这里不重复。

盖挖逆作：先做顶板把路恢复，再在顶板下面一层层往下挖

盖挖法的核心是「先盖后挖」。在路面下先做围护结构和中间的立柱桩，然后在地面上做一层顶板，顶板搁在两侧的墙顶和中间的立柱上。顶板做好以后，把路面恢复，车辆和行人就能重新通行。下面的土方在顶板的保护下开挖，所以它在施工期间对地面交通的影响，比明挖小得多。

盖挖分两种做法。一种是顺作：顶板做好后，在顶板下把坑挖到底，然后由下往上浇结构，最后拆掉临时的支撑。另一种是逆作：顶板做好后，边挖边往下做结构，先做中板、再做底板，由上往下一层层浇，中板和底板直接与立柱、侧墙连接在一起。逆作的好处是顶板之下的结构和上部的结构能同时施工，工期更短，对周边沉降的控制也更好，但对接头和立柱的要求更高。

下图按四步画了逆作的顺序：第一步围护墙和立柱桩打好；第二步顶板盖上，路面恢复；第三步在顶板下向下挖土，挖到一半深；第四步挖到底，底板和中板都浇好，顶板仍在最上面。

暗挖：不挖开路面，从洞里一步步做出来

暗挖法是不挖开地面，从竖井或出入口进去，在地下用小断面一步步开挖，再把结构做在洞里。大跨度车站常用洞桩法，也叫 PBA 工法。它的顺序大致是：先在断面的两侧和中间挖出小导洞；在导洞里施作边桩和中柱，桩柱从导洞底下一直打到坑底；桩柱顶部用冠梁连起来，再扣上一道弧形顶拱；拱的保护下，把拱下的土一层层挖空，最后做中板和底板，把结构连成一体。

断面上的柱子数要前后对得上。一侧的边桩在横断面上只露出一根，中柱也只有一根，它们都从导洞里施作下去。所以导洞的位置要和桩柱一一对应：两侧的导洞对应边桩，中间的导洞对应中柱。导洞不能在中途凭空消失，桩柱也不能凭空冒出来，这是读 PBA 断面图时最先要对的东西。

这样做的理由是：洞顶先做，顶拱把上方的土撑住，地面的沉降能被压住；拱下的土分块挖，每挖一段就及时支护，不让土长时间暴露。洞内能操作的空间很小，工序要排得很紧，通风、出渣和运输都要专门设计。

下图按四步画了 PBA 的顺序。第一步挖出三个小导洞；第二步导洞里竖起两根边桩和一根中柱，桩柱打到坑底；第三步桩柱顶部连起冠梁，扣上弧形顶拱，拱下的土还没有挖；第四步拱下的土挖空，做中板和底板，结构连成一体。第二步之后，柱子的数量就没有再变过。

暗挖的难处：洞小，人和机器都转不开，出渣和通风全靠设计

暗挖最大的难处，是作业空间太小。导洞的断面通常只够一台小型机械和几个人转身，挖出来的土要靠小车、皮带或者竖井里的吊装运出去，每一次出渣都要占用洞内的通道，它和施工进度直接挂钩。出渣慢了，挖土就停，支护就跟不上，地表沉降会跟着上来。

通风同样关键。洞内有施工机械排出的废气，有混凝土和防水材料的挥发物，还有人员的呼吸，空气要靠专门的通风设备一直送进去、排出来。通风管的布置会占用洞内的空间，它和出渣通道要一起排，否则两个都做不好。

暗挖还要处理好洞内的排水和照明。地下水从洞壁渗出来，要有排水沟和集水坑，抽出的水要送到地面；洞内的光线不好，照明要按规范布置，还要防止线路和水的接触。这些事情看着琐碎，但每一项出了问题，都会拖慢整个工序。

洞里开挖不能一次挖满：分块越细，每次暴露的面积越小

暗挖的断面很大，一次挖满会让土在没有支护的时候暴露太久，沉降会很快起来。所以工程上常把断面分成几块，一块一块挖，每挖完一块就做支护。这几种分法都很常见：全断面法是一次挖满，只适合土质非常好的地层；台阶法把断面分上下两部分，上台阶先挖，下台阶跟着挖；中隔壁法（CD 法）在中间竖一道临时隔壁，把断面分成左右两部分；交叉中隔壁法（CRD 法）再在隔壁之间加横向支撑，把断面分成四块。

算一个例子。把断面简化成十四米宽、九米高的矩形，面积一百二十六平方米。全断面法一次挖满，单次面积就是一百二十六平方米，跨度十四米；台阶法上下各挖六十三平方米；CD 法和 CRD 法分成四块，每块只有三十一点五平方米，跨度减到七米。块越小，每一步暴露的土越少，地表沉降越容易控制；代价是临时支护多、工序多、工期长。

下图只画了这四种分法的单次最大面积，算的是几何，不涉及具体工程。实际选哪一种，要看地层、埋深、周边建筑的位置和允许的沉降值。

暗挖最怕地表沉降：挖一个洞，地面会沉成一道槽

暗挖的洞挖在地下，地面不动，但地表会沉。挖掉的土如果没有及时由支护补上，洞周围的土就会向洞里移动，地表跟着下沉，形成一道中间深、两边浅的槽。这道槽的形状常用 Peck 公式描述：沉降等于最大沉降乘以一个钟形函数，钟形的宽度由埋深乘一个系数决定。

这里要分清两件事。埋深决定槽的宽窄：埋得越深，槽越宽、越浅。损失率决定沉降的多少：最大沉降由损失体积决定，损失就是开挖的土比设计多挖了多少，占开挖面积的比例叫损失率，最大沉降与损失率成正比。算例里，单洞开挖面积八十平方米，埋深十五米，损失率零点五个百分点时最大沉降约二十一毫米，损失率一个百分点时约四十三毫米。

施工能直接控制的是损失率，也就是少超挖、早支护、稳住进度；埋深是设计给定的，施工改不了。超挖一点，沉降就多一截；支护晚一步，沉降就快一截。下图的两条线形状一样，只是损失率不同，所以高度差一倍。

三种办法的代价，放在一起看

前面分别讲了三种办法的做法，这里把它们的代价放在一起。占路时间、工期、施工对周边的影响和造价，是决定选择的四个主要因素。下面的说法是典型情况下的相对比较，不是某个工程的数据。

明挖的占路时间最长，因为坑要整个挖开，路面要封很久，回填和恢复又要一段时间。它的工期也不短，降水、支撑、分层开挖和逐层做结构，每一步都占时间。好处是施工简单、质量容易检查，工人和机械可以大面积展开。

盖挖的占路时间比明挖短得多，顶板做好以后就能恢复交通，后面的土方在顶板下面进行。代价是顶板之下的施工空间受限，立柱、接头和出土通道都要专门考虑，造价也比明挖高一些。

暗挖的占路时间最短，只在竖井和出入口处占用路面。它对周边的影响主要是沉降，需要靠精细的开挖和支护来控制。它的工序多、洞内空间小、通风和出渣难，对施工组织的要求最高。

地面出入口和风亭，也是施工的一部分

车站不只是地下那个大箱子，地面上的出入口和风亭也要施工。出入口的台阶、自动扶梯和顶棚一般和主体分开施工，施工时要和地下的主体连在一起，防水要做好，防止雨水顺着通道灌进车站。风亭是一根竖起来的风道，它的基础要和车站结构连通，顶部的风口要防止雨水和杂物进入。

这些地面的部件大多在路边或者人行道上，施工时要用围挡隔开，并且保证行人和车辆的通行。它们的位置一般在车站两端，出入口的数量和风亭的数量，要看车站的客流和通风的要求。下图是一个街道边的出入口和风亭的写实示意，图中不出现具体的线路和站名。

降水：坑底要干，地下水先得降下去

明挖坑如果地下水位高，挖到底的时候，坑底会往上冒水、冒砂，坑壁会渗水、塌方，结构也没法在干的地方浇。所以在挖土之前，要先把地下水位降到坑底以下。常用的办法是在坑的周围打一圈降水井，井里放水泵，持续抽水，让水位慢慢降下去。

降水有两个要点。一是水位降到哪里：要降到开挖面以下一定深度，并且在整个开挖过程中一直保持，不能抽一阵停一阵。二是降水对周边的影响：水位降下来，周围的土会因为失去水的支撑而压密下沉，附近的老房子、管线都可能受影响。所以降水前要查清周边的建筑和管线，降水过程中要监测地下水位和地面沉降。

降水的代价不只在抽水本身。抽出来的水要排掉，排水要符合环保的要求；井要成孔、下管、填滤料，每一口井都是一道工序。井的数量和深度，要按勘察给出的渗透系数和设计的水位降深来算，不能凭经验。

监测：每天看数字，超过报警值就停下来

车站施工的大部分时间，都在和数字打交道。围护墙的水平位移、墙顶的竖向位移、支撑的轴力、坑底的隆起、周边建筑的沉降、地下水位，这些都要有专门的监测点，按设计的频率每天或者每隔几天读一次数。

监测的意义在于两个值：一个是报警值，一个是控制值。数字接近报警值，就要加密监测、检查施工；超过控制值，就要停下来分析原因，必要时加固支撑或者调整开挖顺序。报警值由设计和规范定，不同的周边环境，允许的变形不一样，靠近重要建筑的，允许值要定得更严。

监测数据不能只看一次。变形是随时间积累的，同一个数，今天和昨天的差值，比它本身更能说明问题。把每天的数据连成曲线，看速度是不是在加快，才是判断的关键。

施工中最容易出的几类问题：超挖、支撑晚装、接头漏水

车站施工出问题，大多集中在三个地方。第一是超挖。土挖多了，坑壁就失去了原来的支撑，周围的土会往坑里移动。超挖在暗挖里最危险，在明挖里则表现为坑底挖到了设计标高以下，要用混凝土或者土回填，结构的底板也就不平了。

第二是支撑晚装。挖完一层，支撑要立刻装上，装晚了，墙就会先往坑里位移。支撑的预加轴力也要施加到位，支撑和墙之间的节点要紧密，否则支撑起不到作用。这就是为什么施工组织里，挖土和架撑要排成一条紧接着的线。

第三是接头和防水。地下连续墙之间的接头、墙与底板之间的施工缝、结构之间的变形缝，都是渗水的常见地方。接头要做止水，施工缝要按规定留设，防水层要整体连续。车站一旦渗水，修补的代价很高，而且会长期影响使用，所以防水的每一道工序都要现场检查。

施工组织：挖、撑、浇要排成一条线，慢一步就是一步的代价

车站施工的工期，很大程度上取决于工序之间怎么衔接。明挖的基本节奏是挖一层、撑一层、浇一层，三件事前后咬合。挖土的速度快，支撑跟不上，墙就会变形；支撑装得快，结构却浇得慢，支撑就要在坑里多待很久，占用空间，增加费用。所以施工组织的重点，是把每一层的挖土量、支撑的装拆时间和结构的养护周期，排成一张能够执行的计划。

场地布置也是组织的一部分。坑口要留出出土的车道、堆放钢筋和模板的场地、混凝土的输送位置。坑边的堆土不能压在墙上，堆载要离开坑口一定距离。这些布置如果不提前想清楚，挖到一半才发现车进不来、土运不出去，只能停下来重新安排。

车站工期还要和交通、夜间施工、环保要求一起排。很多城市规定，白天要保证路面通行，土方和材料运输只能放在夜间或者非高峰时段，这会把每天的有效施工时间压缩很多。前面算的一百一十九天出土，在实际中往往要按夜间能跑的车次重新算。

组织的另一个要点是留出余量。地质条件会变，遇到硬岩、孤石或者未探明的管线，挖土的速度会降下来，支撑要加强，计划要调整。把工期排满、不留余地，一旦出现变化，整条线都会跟着拖。好的施工组织，会在关键节点留出几天的机动时间，并且事先想好遇到问题时的备选方案。

拆撑、回填和恢复路面：结构做完，才算施工完

结构做完以后，还要拆掉临时支撑。拆撑的顺序和装撑的顺序相反，先拆最下面一道，但要保证结构的强度已经达到设计要求，而且结构的侧墙已经能够接替支撑的作用。拆撑时要有人值守、有监测，发现异常立即停止。

拆完支撑，就要回填。回填的土要分层压实，每层的厚度和压实的程度都有规定，回填不实，路面以后会沉陷。结构顶板上方的覆土厚度，要满足路面和管线的要求，有些地方还要做防水层和保护层。

最后恢复路面。路面结构要按原来的标准做，包括基层、面层和路缘石。管线要按原来的位置和标高恢复或者迁改，地面的标识、信号和照明也要重新接好。只有这一步做完，车站的地面施工才算结束，交通才能完全恢复到原来的状况。

怎么选：先问四个问题，再定办法

把前面的内容收成一个选择的思路。第一个问题：路面能不能封，能封多久？不能封或者只能封很短，就排除明挖，先看盖挖和暗挖。第二个问题：埋深多少？浅埋可以考虑明挖和盖挖，深埋要看暗挖的可行性和成本。第三个问题：地质和水怎么样？软土、高水位的地方，要把降水和围护的代价算进去；硬土和岩层，暗挖的条件较好。第四个问题：周边有什么？紧邻建筑和密集管线，沉降要控制得很小，这时候往往要选盖挖或暗挖，并且配合更严格的监测。

顺带一提，车站也是盾构始发和接收的地方：区间隧道的盾构机，就是从一座车站里推出去、再从另一座车站里吊出来的，所以车站的位置、大小和施工顺序，也会影响区间的施工。

四个问题都回答完，通常只剩一两个办法可选。最终用哪一种，要由勘察报告、设计院的方案和施工单位的组织设计共同决定，不能只看一张图。

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