地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)施工

牛志杰

摘 要：將明挖法應(yīng)用于現(xiàn)代地鐵車站施工中具有顯著的社會和經(jīng)濟效益，而在采用明挖法進行施工時，圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)置顯得尤為重要。同時，圍護結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁、旋噴樁相結(jié)合的施工工藝能夠提高圍護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，還能保證止水帷幕的有效性，本文筆者結(jié)合施工經(jīng)驗，探究地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)施工的主要方法和要點，以供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；圍護結(jié)構(gòu)；施工

引 言

地下鐵道是城市公共交通的骨干。它具有節(jié)能、省地、運量大、全天候、無污染又安全等特點，特別適應(yīng)于大中城市。中國主要城市對地下鐵道有較大需求，建設(shè)積極性較高，地下鐵道交通發(fā)展迅猛，已有30多座城市建成了或正在新建、或擬就了建設(shè)規(guī)劃。因此對地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)施工進行探究有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 對地鐵車站的圍護結(jié)構(gòu)比較

1.1 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻，一般定義為利用各種挖槽機械，借助于泥漿的護壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內(nèi)澆注適當(dāng)?shù)牟牧隙纬梢坏谰哂蟹罎B水、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體。作為地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)的最常用的支護形式，在承載力和防水等方面有著巨大的優(yōu)勢，因此一直以來在地鐵建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在沿海地區(qū)，有效的處理了軟弱土的地基問題。但是這種圍護結(jié)構(gòu)也有自身缺陷，主要是建設(shè)成本太高和對城市的市政管線建設(shè)有比較大的影響。

1.2 排 樁

排樁是以某種樁型按隊列式布置組成的基坑支護結(jié)構(gòu)。排樁的應(yīng)用也非常廣泛，同時技術(shù)也很成熟，在許多內(nèi)陸城市，包括西安等黃土地區(qū)中有著廣泛的應(yīng)用，最常使用的就是鉆孔灌注樁。排樁的承載力比較高，施工較地下連續(xù)墻容易，但不能解決防水的問題，一般施工中需在排樁的間隙處噴射樁間網(wǎng)噴混凝土，以解決防水問題。排樁的缺點也同樣是成本比較高，不是很經(jīng)濟。

1.3 SMW樁

SMW工法是以多軸型鉆掘攪拌機在現(xiàn)場向一定深度進行鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土反復(fù)混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補強材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。

1.4 TRD工法

TRD工法是將鏈?zhǔn)角邢髌鞑迦胪林?，靠鏈?zhǔn)角邢髌鞯霓D(zhuǎn)動并沿水平方向掘削前進，形成連續(xù)的溝槽，同時將水泥漿從切削器的端部噴出，與土在原地攪拌混合，形成水泥土地下連續(xù)墻，并在水泥土墻中插入型鋼，以增加連續(xù)墻的強度和剛度，最后在主體結(jié)構(gòu)施工完畢后拔出型鋼。TRD工法可以說是SWM工法樁的改進，擴大應(yīng)用了范圍，加深了處理深度。

TRD工法的特點：①整機的地上高度不超過10m，其地上高度與切削溝槽的深度無關(guān)，同時箱式刀具在筑造墻體時經(jīng)常插入地中，故而裝置的整體穩(wěn)定性好。②筑成的墻體垂直精度高，并適合于各種土質(zhì)條件下施工。③筑成的墻體連續(xù)無接縫等厚度，故而可適用于作止水墻體。④在切削溝槽時，因為是在全切削深度的內(nèi)進行全區(qū)域的混合攪拌，故而墻體的質(zhì)量均勻。⑤可在筑成的墻體內(nèi)按實際計算結(jié)果以最佳間距設(shè)置芯材。

TRD工法具有施工效率高，工程造價低，成墻效果好，地層適應(yīng)性好，環(huán)保等優(yōu)點；TRD工法在地鐵車站的基坑工程中的應(yīng)用在技術(shù)上是可行的，在經(jīng)濟上是相當(dāng)有優(yōu)勢的。

2 地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)施工要點

2.1 鉆孔灌注樁施工要點

以某地鐵車站為例，該工程采用鉆孔灌注樁，圍護采用鉆孔灌注樁加水泥選噴樁作為止水帷幕，鉆孔樁數(shù)量大、樁身長，施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到樁基和圍護工程質(zhì)量，更關(guān)系到整個工程的質(zhì)量，因此，必須正確地選用科學(xué)合理的施工工藝，使鉆孔灌注樁達(dá)到全部優(yōu)良。

灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，對其施工過程中的每一環(huán)節(jié)都必須要嚴(yán)格要求，對各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮，如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不嚴(yán)，就會在灌注中發(fā)生質(zhì)量事故，小到塌孔、縮頸，大到斷樁報廢，以致對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以，必須高度重視并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，盡量避免發(fā)生事故及減少事故造成的損失，以利于工程的順利進行。

該車站根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，有針對性地選擇鉆孔施工方法：其中位于車站兩側(cè)的樁采用旋挖鉆進行施工；橫跨公路的中間段，由于地質(zhì)條件良好，旋挖鉆施工影響城市交通，采用人工挖孔樁的施工方法成孔。部分巖層較淺的車站圍護結(jié)構(gòu)亦可采用沖擊鉆沖擊成孔的施工工藝。在圍護結(jié)構(gòu)的樁基施工中，樁基靠近主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻一側(cè)，宜遠(yuǎn)離側(cè)墻邊距離10cm左右，并在施工時保證樁基的垂直度，避免侵入主體結(jié)構(gòu)。

水下澆注混凝土是用混凝土從孔底開始灌注，將孔內(nèi)泥漿置換出來，成為混凝土樁的。在澆注過程中，應(yīng)及時掌握孔內(nèi)混凝土面上升的高度及導(dǎo)管插入的深度，測定每個混凝土面位置應(yīng)取兩個以上的測點，測繩受拉伸、濕度等因素的影響，所標(biāo)長度變化較大，須經(jīng)常校正。

2.2 旋噴樁施工要點

為保證鉆孔灌注樁之間間距的止水性能，必須在灌注樁施工完成后繼續(xù)施工旋噴樁。高壓旋噴樁對處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，在地鐵車站施工中適用于圍護結(jié)構(gòu)止水。旋噴樁與鉆孔樁一起形成圍護結(jié)構(gòu)止水帷幕，防止明挖施工過程中地下水的匯集、噴涌。

旋噴樁樁底一般施工至強風(fēng)化巖層，鉆桿無法下行為止。鉆機采用雙管高壓旋噴樁及高壓注漿泵，當(dāng)鉆桿鉆到既定標(biāo)高后用高壓旋噴機把安有水平噴嘴的注漿管下到孔底，高壓噴射水泥漿沖擊切割土體，隨著注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升而形成圓柱體樁體，漿與土體經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，固結(jié)成樁。旋噴樁截面必須與鉆孔樁相互咬合，以便于保證支護、止水效果。

旋噴樁施工工藝屬于一種比較成熟的工藝，在地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)止水有非常良好的應(yīng)用效果，能夠使開挖后的基坑不受潛水、地下涌水的影響。旋噴樁施工必須逐排進行施工，保證施工樁長及樁徑。在開挖后如發(fā)現(xiàn)旋噴樁與地層相接處有涌水現(xiàn)象，必須及時補樁、堵漏。

2.3 支撐體系施工要點

支撐體系施工屬于土方開挖前必須施工的臨時構(gòu)造，是為保證開挖后圍護結(jié)構(gòu)阻擋被動土壓力所設(shè)置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)階段地鐵車站所采用的支撐種類，分為鋼管支撐與混凝土支撐兩種，兩種支撐各有優(yōu)缺點?；炷林尉哂辛己玫姆€(wěn)定性，且適用于復(fù)雜部位的支撐，但施工進度慢，影響土方開挖。鋼管支撐具有施工簡易、安拆方便等優(yōu)點，但對于特殊要求的部位難以應(yīng)用。

針對明挖車站的施工，為保證整個圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，第一層支撐應(yīng)全部采用混凝土支撐，第二、三層支撐標(biāo)準(zhǔn)截面宜采用鋼管支撐，非標(biāo)準(zhǔn)截面采用混凝土支撐。如果第一道支撐體系應(yīng)用鋼管支撐，整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能就非常有可能得不到保證，地鐵車站坍塌事故往往出現(xiàn)在該問題的對待和處理上，如杭州鳳起某車站。同時在開挖過程中，要對露出的圍護結(jié)構(gòu)樁基截面進行噴射混凝土施工，使其表面盡量平整，還要對有涌水的位置進行引流、堵漏處理。基坑內(nèi)、外不宜做降水處理，但必須實時監(jiān)測基坑周邊以及圍護結(jié)構(gòu)水位、土體傾斜度的變化。

3 結(jié) 語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，建筑新技術(shù)及新工藝也不斷發(fā)展并完善起來。相當(dāng)多的科研人員及業(yè)內(nèi)人士非常重視地鐵圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工，其作為地下明挖施工的一個重要組成部分，對保證施工的安全、質(zhì)量與進度具有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]高志宏.淺談明挖法地鐵車站的設(shè)計分析方法[J].甘肅科技，2010（09）.

[2]楊磊，地鐵深基坑支護方案優(yōu)化探討[D]，武漢理工大學(xué)，2011.