復雜環(huán)境地鐵車站工程深基坑支護施工技術(shù)研究

摘要：簡述了地鐵車站深基坑支護的重要性，闡述了車站主體基坑土方開挖施工流程、車站主體基坑開挖要點、深基坑內(nèi)部支護施工、冠梁頂土體網(wǎng)噴支護等方面的地鐵車站深基坑支護施工技術(shù)。通過工程實例，對本文提出的基于復雜施工環(huán)境的地鐵深基坑支護施工技術(shù)的可行性進行實驗、分析和驗證。驗證結(jié)果表明：本文提出的支護施工技術(shù)具有較高的可靠性和可行性，適用于復雜施工環(huán)境下的地鐵深基坑工程施工，且施工效果優(yōu)勢顯著。

關(guān)鍵詞：基坑井點；復雜環(huán)境；深基坑支護；托架

0 引言

在當前城市面臨地面空間擁擠和交通堵塞問題日益嚴重的背景下，地下空間的高效開發(fā)和利用變得越來越重要，其對于緩解地面交通體系超負荷運作和改善地面交通環(huán)境有著積極的影響[1]。與傳統(tǒng)的地面交通工具相比，地鐵具有行車速度快、運輸能力大、運營成本低等優(yōu)勢，給人們的生活帶來了便利[2-3]。

在地鐵工程中，車站深基坑工程起到了至關(guān)重要的作用，應(yīng)用適宜的車站深基坑支護施工技術(shù)，可確保地鐵車站的施工安全，避免深基坑附件地面建筑與地下結(jié)構(gòu)遭受開裂和破損的風險[4]。傳統(tǒng)的地鐵深基坑支護施工技術(shù)，主要依據(jù)文獻[2]提出的施工技術(shù)進行施工。但在面對復雜施工環(huán)境進行深基坑施工時，該技術(shù)可能會造成深基坑周邊土體擾動，從而給施工的安全與質(zhì)量造成不利影響。此外，支護結(jié)構(gòu)受到內(nèi)外土體的影響，容易造成深基坑圍護體發(fā)生不同程度的變形與沉降[5]。

為了改善上述問題，本文以某城市地鐵1號線M車站深基坑工程為例，開展了支護施工技術(shù)研究。通過工程實例，對本文提出的基于復雜施工環(huán)境的地鐵深基坑支護施工技術(shù)的可行性進行實驗、分析和驗證。

1 地鐵車站深基坑支護施工技術(shù)

1.1 車站主體基坑土方開挖施工流程

針對復雜施工環(huán)境，對地鐵車站深基坑土方采用明挖順作法進行開挖，具體開挖施工采取分層、分段、分塊的開挖方法。本文設(shè)計的地鐵車站主體基坑土方開挖施工流程如圖1所示。

1.2 車站主體基坑開挖要點

1.2.1 淺基坑開挖和深基坑擋土墻施工

在深基坑開挖之前，使用挖掘機開挖冠梁頂以上的淺基坑。在完成淺基坑開挖后進行地鐵車站主體基坑地下連續(xù)墻和冠梁施工[6]。車站主體基坑地下連續(xù)墻的厚度為0.8m左右，深度應(yīng)超過深基坑底部。在此過程中，時刻監(jiān)測深基坑井點降水情況，根據(jù)實際降水情況抽排基坑明水，避免井點降水出現(xiàn)異常。

1.2.2 深基坑土方接力開挖

在完成淺基坑開挖、冠梁及深基坑擋土墻施工的基礎(chǔ)上，從車站兩端向中間方向進行深基坑土方的接力式開挖。在距離深基坑底部30cm位置，采用人工挖掘和吊斗出土的方法，挖掘和清理基坑底部[7]。對于無法采用接力式開挖的部位，使用小型挖掘機進行倒土開挖，確保基坑土方開挖的施工安全。

1.3 深基坑內(nèi)部支護施工

1.3.1 鋼管支撐V4dU1gxlD8ONgPH53r273g==安裝方法

根據(jù)車站主體基坑深度進行分層開挖，并分層安裝鋼管支撐，確保深基坑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。鋼管支撐的結(jié)構(gòu)采用固定端與活動端相結(jié)合的方式，需根據(jù)實際工程施工要求定制加工不同長度的鋼管，以此架設(shè)鋼管支撐，滿足復雜施工條件下深基坑斷面寬度變化與斜撐長度的需求。

1.3.2 預埋鋼管支撐托架

在地鐵深基坑的地下連續(xù)墻內(nèi)預埋鋼管支撐托架。將鋼管支撐的一端放置在預埋件的托架上，將另一端與活絡(luò)接頭緊密連接。在鋼管支撐的中間部位采用鋼楔予以嵌固。在深基坑內(nèi)使用起重機將鋼管支撐豎向布設(shè)。若需加長鋼管支撐，則在接頭處焊接連接法蘭、將鋼管延長至所需長度，后使用螺栓予以緊固[8]。

1.3.3 安裝牛腿與斜支撐

在此基礎(chǔ)上，按照地鐵深基坑支護施工圖紙布置的間距，在基坑預埋鋼板上安裝牛腿與斜支撐，并加焊防滑擋塊，以避免后續(xù)支護過程中出現(xiàn)受力側(cè)滑問題。將鋼管支撐連接到基坑兩邊的連續(xù)墻上，確保支撐與連續(xù)墻墻面垂直。采用鋼支托將鋼管支撐固定后施加預壓力。

1.4 冠梁頂土體網(wǎng)噴支護

深基坑鋼管支撐安裝完畢后，開展深基坑冠梁頂和四周立面的網(wǎng)噴支護施工。首先在深基坑地面四周設(shè)置排水溝與擋墻，以避免施工產(chǎn)生的廢水與雨水進入深基坑對施工產(chǎn)生不利影響。然后在深基坑冠梁頂?shù)耐馏w上掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，并使用濕噴機在鋼筋網(wǎng)片上噴射混凝土進行土體加固支護，以提高深基坑坡面土體及其附屬圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[9]。

濕噴機技術(shù)指標及其參數(shù)如表1所示。按照表1所示的技術(shù)指標和參數(shù)設(shè)置濕噴機，并按照噴射施工技術(shù)規(guī)程自上而下噴射混凝土，完成基坑冠梁頂坡面土體掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片和噴射混凝土的支護施工。

1.5 其他支護措施

在深基坑相鄰鋼管支撐之間設(shè)置固定鋼筋，將固定鋼筋與鋼筋網(wǎng)片進行焊接。根據(jù)地鐵深基坑工程周邊的施工環(huán)境，冠梁和鋼筋混凝土支撐使用C30混凝土，選用HPB300熱軋光圓一級鋼筋。利用鋼筋混凝土作為基坑護壁，進行地鐵深基坑抗?jié)B墻混凝土澆筑。

注漿后安裝連系梁，并使用錨具錨固。根據(jù)深基坑內(nèi)側(cè)的土壓力和地下水的實際工況變化，做好相應(yīng)的專項支護設(shè)計，并結(jié)合局部回灌工藝控制地下水，保證深基坑內(nèi)的設(shè)施和構(gòu)筑物的安全，從而完成深基坑支護施工。

2 實例應(yīng)用分析

通過工程實例，對本文提出的基于復雜施工環(huán)境的地鐵深基坑支護施工技術(shù)，可行性進行實驗、分析和驗證，經(jīng)驗證符合技術(shù)要求后，方可正式投入地鐵深基坑工程中使用。

2.1 工程概況

某城市地鐵1號線的M車站工程的整體設(shè)計為地下二層島式結(jié)構(gòu)，其整體高度為10.54m，站臺寬度為11.5m，站臺長度為195m。該車站工程的深基坑采用明挖順作法和分層、分段、分塊的開挖方法進行施工，標準段基坑結(jié)構(gòu)的寬度為18.5m，端頭井基坑結(jié)構(gòu)的寬度為24.8m。

該地鐵車站深基坑開挖范圍內(nèi)地層分布不規(guī)律，土體承載力較低，施工作業(yè)面存在不穩(wěn)定性，施工過程中具有安全隱患。

2.2 深基坑開挖和支護結(jié)構(gòu)

在掌握地鐵深基坑工程概況后，按照本文所述深基坑支護施工技術(shù)，有針對性地開展基坑開挖和支護施工并對施工結(jié)果進行檢驗。該地鐵車站深基坑分層開挖和支護結(jié)構(gòu)如表2所示。

2.3 實驗結(jié)果分析

2.3.1 實驗方法

為了使實例應(yīng)用結(jié)果更加直觀且具有說服力，在此次實驗分析中，將本文所述支護施工技術(shù)設(shè)置為實驗組，將文獻[2]提出的支護施工技術(shù)和文獻[8]提出的支護施工技術(shù)分別設(shè)置為對照組1與對照組2，對這3種支護施工技術(shù)應(yīng)用后的施工結(jié)果進行客觀對比。選取該車站深基坑工程圍護體沉降值，作為支護施工效果的評價指標。圍護體沉降值越大，說明支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性越低、深基坑支護施工技術(shù)質(zhì)量和水平越差、施工效果也就越差。

利用上述3種支護施工技術(shù)，分別對該車站深基坑工進行模擬支護施工的整個施工過程。該深基坑施工結(jié)束后，在深基坑內(nèi)布設(shè)多組監(jiān)測點，并采用?16×900mm鋼筋作為測點，將其安裝在基坑內(nèi)堅硬的地面上，用砂漿填充。通過電子水準儀實時監(jiān)測深基坑圍護體沉降值的動態(tài)變化，進而對深基坑支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性作出安全評估。

2.3.2 實驗結(jié)果分析

對布設(shè)的監(jiān)測點進行標號處理，其標號分別為ZHSG-01、ZHSG-02、ZHSG-03、ZHSG-04、ZHSG-05、ZHSG-06。統(tǒng)計監(jiān)測點所在位置對應(yīng)的深基坑圍護體沉降值并作出對比。深基坑圍護體沉降值對比結(jié)果如圖2所示。

通過深基坑圍護體沉降值對比結(jié)果可知，應(yīng)用本文所述支護施工技術(shù)后，各個監(jiān)測點所在位置對應(yīng)的圍護體沉降值均不超過1mm，沉降值明顯小于另外2種施工技術(shù)。應(yīng)用而另外2種支護施工技術(shù)后，深基坑圍護體沉降值較大，支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性不佳，無法保證深基坑支護施工的可靠性與安全性，存在一定的安全隱患。

由此可見，本文提出的支護施工技術(shù)具有較高的可靠性和可行性，能夠保證支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，適用于復雜施工環(huán)境下的地鐵深基坑工程施工，且施工效果優(yōu)勢顯著。

3 結(jié)束語

地鐵深基坑工程的施工環(huán)境比較復雜，對支護施工技術(shù)水平的要求較高。為了提高復雜施工環(huán)境下地鐵深基坑工程施工的質(zhì)量與安全，本文以某城市地鐵1號線的M車站深基坑工程施工為例，開展了支護施工技術(shù)的全方位深入研究。

應(yīng)用本文提出的地鐵深基坑支護施工技術(shù)，可有效地提高深基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，降低土體及圍護結(jié)構(gòu)沉降變形的可能性，保證施工質(zhì)量與施工安全，具有重要的實際意義。

參考文獻

[1] 楊樹毅.軟土地區(qū)六管nkOmwOSGkjEmmz4DcVPmlg==盾構(gòu)隧道穿越區(qū)深基坑交叉施工的結(jié)構(gòu)安全控制技術(shù)[J].施工技術(shù)（中英文），2023， 52（7）：95-100.

[2] 饒邦政，李繼超，高文元，等.基于可靠性理論的地鐵深基坑支護方案優(yōu)化研究[J].鐵道建筑，2023，63（2）：146-152.

[3] 王滔.深厚軟土地層條件下地鐵車站基坑支護體系變形特征及控制研究[J].建筑技術(shù)，2023，54（1）：96-99.

[4] 楊敏，朱雨軒，趙德彬，等.復雜條件下深基坑支護及地下水控制技術(shù)研究[J].中國住宅設(shè)施，2022（10）：64-66.

[5] 蔡永元，董建忠，謝銘祥.深基坑支護技術(shù)在地鐵隧道中的應(yīng)用[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2022（28）：105-108.

[6] 王長青，王坦，熊育久.長春地鐵站深基坑支護設(shè)計方案對比研究[J].城市地質(zhì)，2022，17（2）：232-239.

[7] 許建，胡偉，曹加林.城市地鐵工程深基坑支護施工技術(shù)探討[J].居舍，2021（21）：53-54+68.

[8] 朱建軍，陳朝勃，李鑫蕾，等.地鐵車站砂卵石地層深基坑支護的優(yōu)選評價方法[J].低溫建筑技術(shù)，2021，43（4）： 114-119.

[9] 張振甲，吳一超，黃清.地鐵深基坑支護施工技術(shù)探究[J].

低碳世界，2020，10（4）：158-159.