地鐵車站深基坑開(kāi)挖支護(hù)施工淺析

殷永書(shū)

摘要：伴隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，為了緩解城市交通擁堵，提高出行效率，地鐵在大都市得到建設(shè)和發(fā)展。而在地鐵工程施工中，車站施工一般采用明挖法，當(dāng)開(kāi)挖深度超過(guò)5m，屬深基坑施工。對(duì)于換乘車站而言，基坑的規(guī)模和深度則更大，施工單位更需做好深基坑的開(kāi)挖和支護(hù)工作，以保證其施工質(zhì)量和施工安全。本文以實(shí)際工程為例，對(duì)地鐵車站施工中采用的深基坑開(kāi)挖和支護(hù)施工工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹，希望能夠?yàn)轭愃乒こ痰氖┕そㄔO(shè)提供借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;深基坑;開(kāi)挖;支護(hù)施工

一、前言

在城市交通運(yùn)輸方式中，地鐵是非常重要一項(xiàng)交通設(shè)施，是緩解城市交通運(yùn)輸壓力非常重要的手段。然而，地鐵在建設(shè)過(guò)程中受到眾多因素的影響，導(dǎo)致地鐵工程安全性與穩(wěn)定性難以得到保障，尤其是深基坑開(kāi)挖工程，更是受到地鐵地下管線、土層分布等多方面因素的影響。因此，有必要詳細(xì)分析地鐵工程深基坑開(kāi)挖及支護(hù)施工技術(shù)，以提高地鐵車站深基坑工程的施工質(zhì)量。

二、工程概況

1、車站情況

五一路站為昆明市軌道交通5號(hào)線工程的第8個(gè)車站，車站有效站臺(tái)中心里程為右DK7+672.060，車站設(shè)計(jì)起點(diǎn)里程右DK7+606.684，設(shè)計(jì)終點(diǎn)里程右DK7+737.984。車站總長(zhǎng)131.300m。車站采用蓋挖法施工，車站主體總建筑面積約為16483㎡，車站主體總外包長(zhǎng)度約131.3m，中心里程外包寬度36.85m，基坑深度約34.10m～35.60m，覆土厚度約3.40～4.10m。

2、圍護(hù)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況

圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1500mm厚地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐方案。標(biāo)準(zhǔn)段連續(xù)墻插入深度為18m（局部20m），盾構(gòu)段連續(xù)墻插入深度為21m。本站地連墻與后期主體結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻形成疊合墻。

內(nèi)支撐形式：標(biāo)準(zhǔn)段采用三道混凝土支撐（一、三、四），三道鋼支撐（二、五、六），一道倒撐。盾構(gòu)段亦采用三道混凝土支撐（一、三、四），三道鋼支撐（二、五、六），一道倒撐。

3、土方工程概況

本站主體基坑標(biāo)準(zhǔn)段開(kāi)挖深度約為34.10～35.60m，地層從上到下依次為：素填土、圓礫、粉土、粉質(zhì)粘土、粉砂巖等;車站底板位于粉質(zhì)黏土與粉砂巖中。

開(kāi)挖時(shí)嚴(yán)格按照“時(shí)空效應(yīng)”分層、分段、分塊開(kāi)挖土方。

4、施工環(huán)境

（1）五一路站周邊管線情況

五一路站線間距16.00m，大里程端與3號(hào)線通道換乘。五一路站周邊地下主要有電力、通信、煤氣、給水和雨污水管，無(wú)較大管徑及較大埋深的控制性管線。

（2）交通情況

一期交通疏解占用五一路部分道路施工車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)及主體結(jié)構(gòu)，道路導(dǎo)改后需臨時(shí)占用公安廳場(chǎng)地，臨時(shí)拆除大門(mén)及鐵柵欄（磚砌大門(mén)：3m、鐵柵欄：85m）。根據(jù)道路導(dǎo)改原則將五一路行車道向景星公園側(cè)平移，變?yōu)?條機(jī)動(dòng)車道（3.5m）+2條人非道（3m），在導(dǎo)改路范圍內(nèi)上均鋪設(shè)瀝青混凝土，鋪設(shè)面積為約 3650㎡。同時(shí)因五一路道路不能長(zhǎng)時(shí)間占用，需在車站范圍內(nèi)需設(shè)置蓋板（五一路道路），蓋板長(zhǎng)100.42m，寬14.54m，厚0.4m。蓋板下設(shè)綜合管廊和11根格構(gòu)柱，管廊長(zhǎng)度為100.42m，寬度為7.95m，高2.2m。

三、基坑開(kāi)挖及支護(hù)

1、基坑開(kāi)挖施工流程及工藝

該工程基坑開(kāi)挖采用明挖法，按照“分段、分層、對(duì)稱、平衡、快速開(kāi)挖、快速支撐、快速施工”的原則進(jìn)行具體施工，總體采用縱向分段的施工方式。為了確保施工安全，在施工前進(jìn)行降水處理。采用φ273 mm 鋼花管作為本次工程施工的降水井濾水管，在下管處理以前，施工單位先進(jìn)行了測(cè)量孔深以及設(shè)置扶正器的處理，濾水管保持連續(xù)下降，在濾水管已經(jīng)被下放到實(shí)現(xiàn)設(shè)定好的標(biāo)高以后，對(duì)井口進(jìn)行居中固定，之后進(jìn)行濾料填筑，控制濾料總量大于設(shè)計(jì)總量的95%，最后安裝水泵進(jìn)行試抽處理?；娱_(kāi)挖基本工作流程如下：首先，依據(jù)提前調(diào)查好的地下管線情況進(jìn)行管線改遷工作，同時(shí)在施工附近建立圍護(hù)樁，并完成冠梁及臨時(shí)支柱樁的施工工作。其次，進(jìn)行第一次施工段開(kāi)挖，位置是第一道支撐中心正下方的0.5m處，同時(shí)進(jìn)行冠梁及混凝土支撐工作。再次，進(jìn)行第二次施工段開(kāi)挖，位置是第二道支撐底面下方，深度與前一次保持相同，在處理工藝上則改為掛網(wǎng)噴錨，同時(shí)進(jìn)行第一道鋼支撐的架設(shè)工作。之后，進(jìn)行第三次施工段開(kāi)挖，深度保持相同，位置是第三道支撐底面下方，處理工藝與第二次施工段開(kāi)挖保持相同。然后，開(kāi)挖至基坑底。最后，對(duì)基坑底板做防水處理，同時(shí)完成混凝土澆筑工作。

2、基坑支護(hù)施工

該工程在設(shè)置第一道支撐時(shí)，采用的是鋼筋混凝土，其優(yōu)勢(shì)在于可以提高整體結(jié)構(gòu)的剛性，借助冠梁實(shí)現(xiàn)同圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的相輔相成，從而為工程安全性與穩(wěn)定性奠定良好基礎(chǔ)。在施工之前，進(jìn)行支撐預(yù)拱度的設(shè)置處理，在墊層時(shí)需要填充5cm左右的砂漿，從而保證支撐穩(wěn)定性，之后綁扎混凝土支撐鋼筋，同時(shí)安裝好預(yù)埋件，并通過(guò)混凝土連系梁進(jìn)行連接。側(cè)模的拼接方式選擇鋼模板對(duì)拉固定方式，控制拉桿間距在60cm×100cm。等到混凝土徹底凝結(jié)后，才可以進(jìn)行模板的拆除處理，初凝時(shí)還需進(jìn)行表面的二次收面處理，并進(jìn)行保溫處理。支撐預(yù)拱度應(yīng)預(yù)留出千分之二，等到支撐強(qiáng)度超過(guò)80%后，才可以進(jìn)行下一階段的施工。

在基坑開(kāi)挖施工以后，側(cè)向土將對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成壓力沖擊，從而導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形情況。為保障施工安全，需要在基坑中央設(shè)立臨時(shí)立柱樁，同時(shí)為了加強(qiáng)承重，還需要同連系梁之間進(jìn)行固定處理。當(dāng)?shù)谝淮问┕ざ伍_(kāi)挖結(jié)束以后，需要依次完成鋼圍檁托架、鋼圍檁的安裝工作。

在對(duì)鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力的過(guò)程中，一定要保證與千斤頂伸力保持相同，因此一定要仔細(xì)計(jì)算，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)與準(zhǔn)確。在基坑內(nèi)需要設(shè)置格構(gòu)柱，并同連系梁之間采用箍圈進(jìn)行固定，同時(shí)用鋼板減小鋼支撐同連系梁的空隙大小。為了保障工程的安全，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼支撐軸力，出現(xiàn)異常時(shí)需要進(jìn)行相應(yīng)處理。為了避免鋼支撐脫落，施工單位必須安排專職指揮人員進(jìn)行監(jiān)管，確保鋼支撐軸力保持在規(guī)定范圍內(nèi)。同時(shí)通過(guò)扭力扳手在滿足扭矩基礎(chǔ)上進(jìn)行鋼支撐拼接工作，同時(shí)要求施工人員禁止在鋼支撐上行動(dòng)或擺放建筑材料，同時(shí)還可以通過(guò)鋼絲繩將支撐進(jìn)行連接，提高鋼支撐的穩(wěn)定性。

最后，施工需要注意的重要事項(xiàng)便是鋼支撐拆除工作，在拆除過(guò)程中，必然會(huì)形成對(duì)其他支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力沖擊。因此，在具體施工之前，需要保證受到壓力沖擊的支護(hù)結(jié)構(gòu)可以滿足穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求。標(biāo)準(zhǔn)段、盾構(gòu)段：底板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，撤除第六道支撐;待地下四層側(cè)墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，架設(shè)倒撐拆除第五道支撐;地下三層板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，撤除第四道支撐;地下二層板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，撤除第三道支撐;地下一層板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，撤除第二道支撐;頂板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，撤除第一道支撐及倒撐;頂板強(qiáng)度達(dá)到100%后回填覆土，恢復(fù)路面。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，地鐵車站深基坑開(kāi)挖及支護(hù)工程具有非常高的風(fēng)險(xiǎn)性，在具體施工過(guò)程中一定要嚴(yán)格控制施工工藝，相關(guān)人員必須落實(shí)好具體施工前的準(zhǔn)備工作以及施工過(guò)程中的監(jiān)管工作，只有如此，才能保障地鐵車站深基坑施工本身的安全性，以及不對(duì)周圍居民及建筑造成不利影響。

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