半幅鋪蓋地鐵車站基坑開挖關(guān)鍵技術(shù)

陳浩然 喬沭河

摘要：本文主要研究半幅覆蓋地鐵車站基坑開挖相關(guān)技術(shù)問題，隨著城市地鐵交通網(wǎng)絡(luò)的深入發(fā)展，地鐵車站在建設(shè)的過程中也在不斷提升工藝和技術(shù)水平。地鐵車站的深基坑開挖技術(shù)有很強的綜合性，在施工的過程中受多種因素影響存在很大的風(fēng)險，因此必須使多個工序緊密配合，不斷提升信息化監(jiān)測技術(shù)從而保障施工過程的安全性和有序性。

關(guān)鍵詞：半幅鋪蓋;地鐵車站;基坑開挖

1 基坑工程概況特點

已知某地鐵車站五號線路全長135米，設(shè)計的平均深度為22.3米。在基坑開挖設(shè)計過程中，一般會結(jié)合實際情況選擇半幅鋪蓋、明挖順筑以及分期倒邊等方法。基坑中間設(shè)有臨時立柱，由現(xiàn)澆疊合層、預(yù)制蓋板和瀝青面層等部分組成，是地鐵車站基坑開挖時機(jī)械設(shè)備進(jìn)出的主要交通道路。

2 土方開挖控制重點

由于案例地鐵車站位置處于繁華的商業(yè)區(qū)域，因此地下管線較為密集，周邊緊鄰其他地鐵線路站節(jié)點段，在基坑頂部有環(huán)形天橋越過。因此在進(jìn)行升級跟開挖的過程中需要保證地層位移的安全性，并采取措施來確保各施工環(huán)節(jié)與工序配合的緊密度有著非常高的要求。在進(jìn)行土坑開挖的過程中，需要嚴(yán)格控制開挖順序，并采取措施對支撐架設(shè)時間給予控制，同時還需要對分層分段參數(shù)給予綜合考慮和控制，盡可能避免地鐵車站基坑開挖對周圍地層的變形影響。實際上，該站需要進(jìn)行臨時鋪蓋路面，此時就需要在基坑開挖階段按照要求配備限載限速標(biāo)志，從而避免對中間臨時立柱造成影響。在該站基坑開挖過程中，可能會因為外界因素的影響而存在比較高的施工風(fēng)險，這樣就需要對各施工環(huán)節(jié)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，借助信息化技術(shù)手段來動態(tài)監(jiān)測施工管理對周邊環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。

3 土方開挖總體要求

在地鐵車站深基坑開挖過程中，需要對周邊環(huán)境特點給予綜合考慮，以此來確保深基坑開挖技術(shù)的應(yīng)用效果。一般來說，常見的車站深基坑在開挖的過程中必須要嚴(yán)格遵循分層、分段、對稱、平衡和限時原則，并且為了保持車站深基坑開挖過程中的安全性，必須要先做好支撐建設(shè)之后才能進(jìn)行土方開挖，所有的支撐建設(shè)都是限時的，在有限的時間內(nèi)嚴(yán)禁出現(xiàn)土方超挖的操作。在進(jìn)行土方開挖的過程中需要依靠大型的挖土器械，由于這些機(jī)械質(zhì)量較重，因此必須安排專門的行走路線和停放位置，在開挖的過程中也需要對機(jī)械設(shè)備的挖土順序進(jìn)行設(shè)置，在施工過程當(dāng)中涉及到的土方挪運和材料堆放等問題都需要在基坑開挖之前進(jìn)行設(shè)計，避免對基坑內(nèi)部的圍護(hù)樁和坑中的臨時立柱樁造成影響，影響基坑土方開挖的安全性。

在進(jìn)行土方開挖的過程中，降水設(shè)施和監(jiān)控設(shè)施的安裝和使用是非常必要的，土方的開挖需要一層一層進(jìn)行，當(dāng)上一層基坑開挖至支撐設(shè)計的位置時需要及時支設(shè)鋼架并施加預(yù)應(yīng)力之后才能開挖下一層土方。在深基坑開挖過程中，可以選擇分層臺階式開挖技術(shù)，并在具體開挖階段，對鋼支撐豎向間距與分層厚度給予有效控制，一般分段長度小于30米，分層的厚度也要小于鋼支撐的豎向間距。由于在進(jìn)行土方開挖的過程中需要機(jī)械和土方運輸車輛直接進(jìn)入基坑內(nèi)作業(yè)，因此必須要建設(shè)穩(wěn)定的坡道以供車輛設(shè)備的進(jìn)出。土坑內(nèi)建設(shè)的坡道寬度需要至少保證兩輛車輛能夠相向行駛，坡度要求根據(jù)地鐵車站基坑開挖實際需求建設(shè)，但是也需要至少確保在滿載的狀況下拉土車能夠爬坡出坑。實際上，在機(jī)械開挖土層階段，需要專門設(shè)置指揮人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控和管理，防止機(jī)械操作時意外碰觸臨時的立柱和支架等構(gòu)件。最后需要注意的是，在利用機(jī)械挖土的過程中需要挖至距離坑底20cm至30cm左右的位置，余下的土方可以通過人工和機(jī)械相結(jié)合對方式給予解決，以此來降低基坑開挖對坑底土方所產(chǎn)生的擾動現(xiàn)象。如果土坑按照設(shè)計要求挖至設(shè)計深度時，要對接地網(wǎng)進(jìn)行安裝，并做好墊層和封底工作，以免雨水對坑底產(chǎn)生不同程度的浸泡，影響基坑的整體穩(wěn)定性。

4 土方總體開挖方案

在綜合考慮工程特點、周邊環(huán)境影響以及施工工藝等多方面因素之后，最后選擇分層分段土方開挖策略，其具體流程如下：（1）構(gòu)建第一道混凝土支撐，并且按照要求在第二道鋼支撐以上開展土方開挖工作，從左到右選擇前進(jìn)式掏挖方式來對基坑進(jìn)行開挖，同時選擇不分段的連續(xù)性開挖施工。在開挖至第二道鋼支撐下面后，選擇由右向左的多級接力式后退式開挖技術(shù)，并且在所有土層開挖至最南端之后利用汽車吊運將多余的土方調(diào)運出坑，借助挖機(jī)設(shè)備來將坑內(nèi)預(yù)留的部分土方直接裝車，并運送出坑;（2）在土方開挖過程中，最好保證先撐后挖，在支撐設(shè)備和構(gòu)件安裝好后為其施加預(yù)應(yīng)力，并且在土層開挖至基坑底部時，要按照要求保留30cm的厚土層，由人工配合小型挖掘機(jī)進(jìn)行土方開挖作業(yè)，在開挖的同時對邊坡進(jìn)行修理。最后進(jìn)行網(wǎng)噴混凝土、鋼支撐鋼圍架等操作。

5 關(guān)鍵施工參數(shù)

5.1 施工分層

在進(jìn)行地鐵車站基坑開挖過程中，需要根據(jù)支撐設(shè)計位置，綜合考慮挖掘機(jī)的開挖能力，并將開挖深度設(shè)定為5層，并將分層厚度控制在4m-6m，每層挖土標(biāo)高要保證比支撐中心線低0.8m。

5.2 施工分段

通過對地鐵站底板結(jié)構(gòu)平面圖進(jìn)行分析后，需按誘導(dǎo)縫及橫向施工縫來對混凝土結(jié)構(gòu)分塊組織施工進(jìn)行設(shè)置，該過程需要將橫向施工縫間距控制在20m范圍內(nèi)，并對主體結(jié)構(gòu)施工流程和工程量的均衡性給予綜合考慮，在此基礎(chǔ)上在縱向劃分為6段進(jìn)行土方開挖施工。

5.3 階梯傳遞

在基坑開挖過程中，除第二道鋼支撐以上土方外，其他的基坑土方均可以采用“后退式階梯傳遞”方式給予開挖，并根據(jù)分層開挖要求來合理設(shè)置分層高度（3m-4m）、臺階寬度（4m-6m）以及臺階坡率（1：0.5）。

5.4 坑內(nèi)坡道及行走路線

在基坑開挖階段，坑內(nèi)坡道路要≥4m，坡率控制在1：8-1：10，坡面最好選擇鋪設(shè)混凝土塊，同時在面層還需要鋪設(shè)防滑鋼板20mm。

6 小結(jié)

綜上所述，在開挖地鐵車站基坑時，可能會因為各方面因素的影響，而存在一系列的安全風(fēng)險，針對半幅鋪蓋地鐵車站基坑開挖問題需要結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況對施工參數(shù)進(jìn)行有效控制。隨著城市地鐵軌道交通網(wǎng)絡(luò)的深入發(fā)展，在進(jìn)行地鐵車站基坑開挖時必須充分考慮安全性和穩(wěn)定性，對可能影響施工的各項因素采取針對性的控制手段，真正提升施工過程的信息化管理，避免地鐵車站基坑開挖過程中存在的安全隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1] 任建喜，馬霽南，白進(jìn)龍等.半幅鋪蓋法地鐵車站基坑中立柱變形規(guī)律研究[J].鐵道工程學(xué)報，2017（09）.

（作者單位：蘇交科集團(tuán)股份有限公司）