軌道交通工程車(chē)站明挖施工技術(shù)

（金華市金義東軌道交通有限公司，浙江金華 321000）

1 工程概況

金華-義烏-東陽(yáng)市域軌道交通工程由金華-義烏和義烏-東陽(yáng)兩段線(xiàn)路組成，兩線(xiàn)在秦塘站呈雙島四線(xiàn)同站臺(tái)換乘。初步設(shè)計(jì)方案線(xiàn)路總長(zhǎng)約為107.17 km，地下線(xiàn)長(zhǎng)約為26.22 km，山嶺隧道長(zhǎng)約2.465 km，共設(shè)站31座，地下站共13座，高架站18座，平均站間距3.57 km，全線(xiàn)設(shè)一段三場(chǎng)，設(shè)控制中心1個(gè)，不設(shè)主變電所。

金華站總長(zhǎng)度371 m，車(chē)站里程位置JYCK0+125.000，該站設(shè)計(jì)為地下兩層，其主體由單柱式雙跨和局部雙柱式三跨式結(jié)構(gòu)構(gòu)成。該車(chē)站把標(biāo)準(zhǔn)段的跨度設(shè)置為21.3 m，對(duì)頂板進(jìn)行覆土?xí)r，厚度為3.48 m，底板應(yīng)埋在地下17.04 m的位置；車(chē)站端頭井寬26.2 m，底板埋深為18.48 m。站區(qū)內(nèi)頂板、中板及線(xiàn)路均采用平坡，底板坡度為2‰，該站主體工程采用明挖技術(shù)施工。

2 土石方開(kāi)挖

2.1 基坑土石方開(kāi)挖施工方案

應(yīng)具備、充分的開(kāi)挖前提準(zhǔn)備、符合要求的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑降水符合要求三個(gè)條件，方可進(jìn)行基坑土石開(kāi)挖施工。

（1）在開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)注意“分層、分步、對(duì)稱(chēng)、平衡、限時(shí)”這五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)；（2）在豎向、縱向、橫向分別對(duì)其進(jìn)行分層、分區(qū)和分塊開(kāi)挖；（3）嚴(yán)格依照結(jié)構(gòu)，逐段開(kāi)挖，遵循先支后挖原則；（4）由于開(kāi)挖過(guò)程跨度相對(duì)較大，開(kāi)挖大基坑時(shí)應(yīng)分區(qū)塊進(jìn)行。

第一道混凝土支撐標(biāo)高以上的土方和支撐以下的土方進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)分別選用分層分段和分塊的常規(guī)形式。開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)按照從端頭井往中間放坡的方向進(jìn)行。上下土方進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，上部土方使用普通挖機(jī)配長(zhǎng)臂挖機(jī)開(kāi)挖，下部土方采用“小挖機(jī)+鉤機(jī)”配合長(zhǎng)臂開(kāi)挖，采用大型自卸車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸，對(duì)于混凝土蓋板下的土方，需要使用小型挖機(jī)將其移至兩側(cè)，再由長(zhǎng)臂挖機(jī)將其挖出。

因該站基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)有中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，土體強(qiáng)度較高，因此，為保證開(kāi)挖不超深超寬，應(yīng)采用炮頭機(jī)分層鑿除開(kāi)挖，以確保鑿除開(kāi)挖不超深、不超寬。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)道路橫坡及邊坡比放出坡腳線(xiàn)和坡頂線(xiàn)，分段流水施工，以便鑿除的風(fēng)化巖可被及時(shí)清運(yùn)，同時(shí)便于高程的測(cè)量。

完成上述步驟后，應(yīng)參照其采取分段流水的方式。為了方便在后期找平、修坡，開(kāi)挖時(shí)應(yīng)保留一個(gè)保護(hù)層，厚度在0.2～0.3 m。若出現(xiàn)開(kāi)挖的基坑大于設(shè)計(jì)要求或道路結(jié)構(gòu)層標(biāo)高不一致的現(xiàn)象，首先應(yīng)明確此種現(xiàn)象較正常，因?yàn)樵撏练綄?shí)質(zhì)上是風(fēng)化巖，在開(kāi)挖時(shí)應(yīng)逐層對(duì)邊坡進(jìn)行控制，挖掘機(jī)無(wú)法開(kāi)挖到設(shè)計(jì)范圍內(nèi)也造成了這一現(xiàn)象。

在開(kāi)挖過(guò)程中沒(méi)有控制好深度，可能會(huì)出現(xiàn)挖除部分超深、地基不符合規(guī)范等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)使用碎石或6%灰土對(duì)其進(jìn)行填筑或整平，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，完成工程。

2.2 基坑內(nèi)縱坡放坡開(kāi)挖施工方法

（1）按照“由上而下，分階段開(kāi)挖”的順序進(jìn)行土方開(kāi)挖。挖方時(shí)應(yīng)對(duì)挖方平面位置、水平標(biāo)高和邊坡坡度進(jìn)行測(cè)量和檢查。邊坡腳部設(shè)置分級(jí)平臺(tái)，分級(jí)平臺(tái)上有0.3 m×0.2 m的排水溝。

（2）依據(jù)基坑深度，分別采用小挖機(jī)+鉤機(jī)配合，長(zhǎng)臂式挖土機(jī)挖掘，自卸車(chē)應(yīng)將土方外運(yùn)至棄土場(chǎng)。

2.3 基坑土石方開(kāi)挖方法

2.3.1 道路路面破除

該項(xiàng)目應(yīng)打破現(xiàn)狀路面和基坑中的臨時(shí)硬化場(chǎng)地，采用松土器和液壓錘結(jié)合反鏟裝碴自卸汽車(chē)棄碴進(jìn)行打破操作。

2.3.2 冠梁土方開(kāi)挖

采用PC220鏟式挖掘機(jī)直接開(kāi)挖冠梁和第一道混凝土支撐，使用自卸車(chē)裝運(yùn)。施工中需要開(kāi)挖冠梁土方，放坡比為1∶3，土方開(kāi)挖后應(yīng)立即平整開(kāi)挖面，及時(shí)施作冠梁和第一道混凝土支撐。

2.3.3 基坑土石方開(kāi)挖

開(kāi)挖時(shí)應(yīng)根據(jù)“分層、分段、對(duì)稱(chēng)”的原則施工，對(duì)臺(tái)階進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)先拉槽，并且兩側(cè)應(yīng)預(yù)留一個(gè)三角土護(hù)坡，將每級(jí)臺(tái)階長(zhǎng)度控制在8 m左右，以符合機(jī)械開(kāi)挖的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)支撐的分布情況，每層土方開(kāi)挖高度應(yīng)適當(dāng)分層，不宜大于3 m。

支撐架設(shè)層以支承標(biāo)高30 cm為各層開(kāi)挖分界線(xiàn)，破碎巖層的基坑上部采用鉤機(jī)，中間下部采用長(zhǎng)臂式挖掘機(jī)，采用鉤機(jī)和小型挖掘機(jī)相結(jié)合的方式進(jìn)行挖土?；拥酌嬉陨?.3 m的土方采取人工和小型挖機(jī)相結(jié)合的方式開(kāi)挖找平，挖方過(guò)程中，兩側(cè)土體應(yīng)按照“對(duì)稱(chēng)挖、平衡卸壓”的原則。

2.3.4 基坑土石方開(kāi)挖施工順序

（1）對(duì)冠梁和第一道混凝土支撐進(jìn)行施工，應(yīng)滿(mǎn)足圍護(hù)結(jié)構(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)、地下水位高度降至規(guī)定標(biāo)高、開(kāi)挖深度須至冠梁底部以下150 mm處等標(biāo)準(zhǔn)。（2）第一道混凝土支撐、冠梁的強(qiáng)度和基坑降水均符合要求時(shí)，豎向方可分兩層，分段開(kāi)挖至第二道支撐底部標(biāo)高處，直至第二道支撐的標(biāo)高后再進(jìn)行下一道支撐的施工。（3）反復(fù)進(jìn)行第二步，待鋼支撐預(yù)加軸力完成后再挖下一層土方。（4）對(duì)最后一層土方進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)注意分段進(jìn)行，使小型挖機(jī)配合人工修整，采取隨挖隨鋪的方式對(duì)局部深處和地梁進(jìn)行開(kāi)挖；基坑開(kāi)挖應(yīng)嚴(yán)格按照1∶3的放坡比進(jìn)行施工，避免出現(xiàn)過(guò)大的垂直土壁。

2.3.5 基坑開(kāi)挖技術(shù)要點(diǎn)

（1）在開(kāi)挖至坑底以上30 cm過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)堵住圍護(hù)樁滲漏點(diǎn)。（2）施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制開(kāi)挖深度和范圍，禁止超挖；嚴(yán)格按照安全坡度進(jìn)行放坡；為了避免發(fā)生滑坡現(xiàn)象，應(yīng)使用鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土的方式對(duì)暴露時(shí)間長(zhǎng)或受暴雨沖刷的縱坡進(jìn)行坡面防護(hù)工作[1]。（3）開(kāi)挖至基底后，先行開(kāi)挖排水溝和集水井，挖至標(biāo)高位置，第一時(shí)間檢查基底，無(wú)誤后對(duì)基底進(jìn)行封底墊層。（4）應(yīng)選用機(jī)械開(kāi)挖和人工相結(jié)合的方式進(jìn)行施工；為了使坑底保持原貌，基底上30 cm的地方應(yīng)由人工操作。

3 鋼支撐施工

鋼支撐架設(shè)可使基坑保持穩(wěn)定，避免圍護(hù)樁位移。其是否發(fā)生變形源與施工能否及時(shí)完成相關(guān)聯(lián)，對(duì)撐和斜撐的有效時(shí)間分別為8、12 h，再及時(shí)對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力。選用規(guī)格為Φ609×16 mm的鋼管進(jìn)行鋼支撐架設(shè)。安裝時(shí)，先在地面上進(jìn)行拼裝，再基坑內(nèi)采用履帶吊、人工相結(jié)合的方式進(jìn)行安裝?？衫糜蛪呵Ы镯敺旨?jí)進(jìn)行施加軸力；拆除時(shí)，先逐級(jí)釋放需要拆除的鋼管支承軸力，再采取吊機(jī)雙吊的方式將其提至地面，最后拆除支架和托板。

3.1 鋼支撐堆放

不同長(zhǎng)度的鋼支撐應(yīng)按照相應(yīng)的順序擺放在不用的位置，并對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)標(biāo)識(shí)，檢驗(yàn)審查堆放和拼裝的場(chǎng)地是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)。依照?qǐng)D紙審核鋼支撐的型號(hào)、規(guī)格及外觀質(zhì)量是否達(dá)到要求。

3.2 試拼接長(zhǎng)

對(duì)照基坑的寬度，選用強(qiáng)度相對(duì)較高的螺栓和墊片連接管節(jié)，對(duì)鋼支撐進(jìn)行試拼裝；檢查鋼支撐的拼裝長(zhǎng)度和兩端接觸面的長(zhǎng)度，以確保質(zhì)量，禁止使用不合格產(chǎn)品。

3.3 吊裝就位

吊裝應(yīng)在試接拼長(zhǎng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才可實(shí)施，在安裝起吊過(guò)程中，為了避免出現(xiàn)單點(diǎn)起吊的情況，應(yīng)檢查吊點(diǎn)的位置。在安裝支撐過(guò)程中，為了避免水平向就位偏差大于100 mm，應(yīng)仔細(xì)檢查鋼架支座的位置和間距等。

3.4 預(yù)加軸力

標(biāo)準(zhǔn)要求值的70%為鋼支撐預(yù)加軸力的值，選用兩個(gè)千斤頂分兩次進(jìn)行，且應(yīng)保持對(duì)稱(chēng)同步，確?？煞旨?jí)加載?？稍谕粋€(gè)液壓泵站上方外接T形閥門(mén)，再將其接至組合千斤頂上方。預(yù)加軸力加載完成后，使用鋼楔塊將滑移槽塞緊，再通過(guò)焊接將其固定。第一次預(yù)加應(yīng)力完成后，觀察預(yù)應(yīng)力在12 h內(nèi)的損失情況和圍護(hù)樁體的位移變化情況，若有損失，應(yīng)添加應(yīng)力至要求值。

3.5 防脫落措施

在預(yù)加軸力完成后，由于受力損失、碰撞和施工振動(dòng)等原因，鋼支撐易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，為保證基坑施工的安全性，應(yīng)采取必要的防滑脫措施，每道鋼支撐兩端采用2Ф25 mm鋼筋套住鋼支撐，另一端通過(guò)緊固裝置連接在樁身上。

3.6 斜撐安裝

斜撐與直撐在安裝方法一致，需要在安裝前通過(guò)焊接，使斜撐的支座及鋼圍檁和圍護(hù)樁中的鋼板成為整體。

3.7 鋼支撐軸力

鋼支護(hù)設(shè)計(jì)為Ф609 mm，壁厚16 mm，基坑開(kāi)挖時(shí)隨挖隨支護(hù)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求設(shè)置支護(hù)體系，及時(shí)施加支護(hù)預(yù)應(yīng)力，第二道支護(hù)計(jì)算軸力70%。

3.8 鋼管支撐施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）應(yīng)分級(jí)加載千斤頂?shù)念A(yù)加軸力。

（2）設(shè)置的鋼支撐時(shí)間須符合要求，采取分段分層的方式對(duì)土方進(jìn)行開(kāi)挖，架設(shè)鋼支座時(shí)應(yīng)結(jié)合開(kāi)挖的時(shí)間以及深度。

（3）鋼管支承的所有連接處均應(yīng)具有緊密的墊層，防止鋼管支承偏心受壓。

（4）為了確保支撐的軸心可均勻受力，設(shè)計(jì)端支斜撐的鋼圍檁和支撐頭時(shí)，應(yīng)保證其尺寸和角度均按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接和安裝。

（5）拆卸時(shí)應(yīng)分階段釋放軸力，為了保證不出現(xiàn)瞬間預(yù)應(yīng)力過(guò)大導(dǎo)致局部結(jié)構(gòu)變形、開(kāi)裂的現(xiàn)象，進(jìn)行拆卸時(shí)應(yīng)注意分階段釋放軸力；更換支撐需要利用主體時(shí)，須檢查混凝體強(qiáng)度是否達(dá)到要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本車(chē)站范圍內(nèi)主要分布巖土層為人工填土、粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖與中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。附屬基底位于中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層中，基坑開(kāi)挖深度約12 m。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，由于樁間未設(shè)置旋噴止水樁，開(kāi)挖過(guò)程在水土壓力和施工擾動(dòng)的情況下易產(chǎn)生流變和管涌現(xiàn)象，導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形、基坑邊坡失穩(wěn)以及基坑隆起等不利現(xiàn)象，引起周邊建筑物和地下管線(xiàn)的不均勻沉降破壞。確保基坑穩(wěn)定、控制地表沉降，保證周邊地面、周邊建（構(gòu)）筑物安全是本工程施工的重點(diǎn)。