浅析地铁车站深基坑开挖施工技术

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　　摘要：改革开放以来，我国的经济发生了突飞猛进的变化，人们的生活水平也得到了很大的提高，汽车已经成为大众化的产品，随着车辆总量的增加，交通变得越来越拥挤，为了缓解交通压力，各大城市开始兴建地铁。在地铁建设施工中，地铁车站的深基坑开挖一直是一个难点，在开挖过程中总是存在各种各样的问题，这给地铁建设留下了很多的安全隐患。本文笔者就根据自己的经验，对地铁车站深基坑开挖施工中经常遇到的问题及施工控制要点、相关维护方案等进行了分析。
　　 关键词：地铁车站；深基坑；开挖；技术
　　Abstract: since the reform and opening up, China's economy has had the rapid change, people's living standard have been improved a lot, the car has become a popular product, with the increase of total vehicle, the traffic is getting more and more crowded, in order to ease traffic pressure, all the big cities began to build the subway. In the construction of subway construction, the subway station of the deep foundation pit excavation always is a difficulty, in the excavation process is always present all kinds of problems, this to the subway construction left much of the security hidden danger. The author in this paper according to your own experience, in metro station in construction of the deep foundation pit excavation often problems and construction control points, relevant maintenance program were analyzed.
　　Key words: the subway station; Deep foundation pit; Excavation; technology
　　
　　
　　 中图分类号：U231+.4 文献标识码：A文章编号：
　　一、工程简介
　　 长春地铁1号线一期工程线路北起北环城路，沿人民大街向南，直达终点南部新城南大站。全长18.02km，全线为地下线路，共设车站15座，换乘站7座，平均站距大概1.28米。本标段起点为北环路站，终点至长春火车北广场站，包括三站三区间，即：北环路站、庆丰路站、一匡街站、北环路站～庆丰路站盾构区间、庆丰路站～一匡街站盾构区间、一匡街站～长春火车北广场站盾构区间的土建工程。本标段车站主体围护结构采用φ800@1200钻孔灌注桩，外围降水井降水，基坑内设疏干井疏干。基坑开挖到主体结构施工完成前，采用内支撑维系基坑的稳定。车站标准段共设3道支撑，钢管支撑采用Φ609钢管，钢管壁厚16mm，（第一道钢支撑壁厚12mm）纵向间距2～3m。钢支撑由活动端、固定端和中间标准管节三部分组成，管节之间采用法兰盘高强螺栓连接。
　　
　　
　　
　　标段区域位置及线路走向图
　　二、车站深基坑开挖的主要问题
　　1、基坑开挖工程量大、支护结构复杂是基坑开挖的难点之一
　　 北环路车站长度465.355m，开挖深度为16.5～17.6米，宽度为19.5～22.1米，开挖工程量大。支护结构主要有围护桩、钢支撑、桩间喷射混凝土，轨排井段支护采用4道锚索支护，支护结构复杂。
　　2、保证明挖基坑稳定是车站施工控制的难点
　　 北环路站纵向长、埋深大，车站基坑两侧为施工场地内临时道路，保证基坑稳定及车站周边环境安全是车站施工控制的重点。北环路站基坑支护形式采用钻孔灌注桩+钢支撑及锚索支护，为此，需采取如下措施，保证基坑施工的安全和稳定。
　　 ⑴ 加强质量控制管理，基坑开挖、支护施工严格按照设计图纸和施工方案执行，确保每一道工序的施工质量。
　　 ⑵ 加强监控量测。严格按照监控量测方案对车站基坑及周围建（构）筑物、管线等的布点项目、频率进行监测，保证施工数据的真实、可靠，及时反馈监测结果，使其对车站施工具备严格的指导意义。
　　 ⑶ 编制车站施工应急预案，做好应急准备，储备充足的应急物资，一旦发生基坑变形，能按照预定的应急预案迅速组织处理，控制基坑变形，避免基坑失稳。
　　 ⑷ 做好降排水工作，保证基坑开挖及主体施工过程中的无水作业。
　　3、地表沉降、桩身变形是基坑开挖施工控制的难点
　　 本工程施工影响范围内分布有高压电塔和地下管线。在车站开挖破坏土体平衡后，地层将进行重新固结，存在必然的地表沉降，加强施工过程控制，严格控制地表沉降是本合同段工程施工控制的重点。对此，拟采取如下对策：
　　 ⑴ 车站基坑土方开挖过程中及时做好围护，确保基坑稳定。
　　 ⑵ 基坑开挖后加强对地表和围护桩的监测，利用监测成果来指导施工。
　　 ⑶ 切实做好施工准备与筹划，加强机械设备的维修保养，确保基坑开挖及支护安全、连续、快速进行施工。
　　4、确保各种管线和构（建）筑物安全是基坑土方开挖施工控制的难点
　　 北环路站基坑范围内存在电信、雨污合流管等各类管线。基坑开挖前需对影响车站的管线进行临时或永久改迁，在施工过程中需对管线进行监控量测。66kv高压电塔距离主体结构为32米，为桩基础，在基坑开挖过程中要重点对其进行监测。2011年施工的基坑开挖深度2倍范围内没有各种管线。
　　 三、地铁车站深基坑开挖的控制要点
　　
　　 1、基坑开挖施工为地铁车站施工中一个最重要的工序，施工中按照施工规范及设计要求操作，在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，遵循“竖向分层、纵向分区分段、先支后挖”的施工原则。
　　 2、土方开挖到各层钢管支撑底部时，及时施作钢管支撑。
　　 3、基坑开挖必须分段、分层、分区、对称进行。
　　 4、纵向放坡时，应在坡顶设置挡水土堤，防止地表水冲刷坡面和基坑外积水流入坑内。基坑开挖后及时设置坑内排水沟和集水井，防止基坑内积水。
　　 5、基坑纵横向放坡根据地质、环境条件取开挖时的安全坡度，要求不得陡于1：1。对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用网喷等坡面保护措施，严防纵向滑坡，
　　 6、土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，开挖第一层土时每一段的开挖长度一般不超过12m；其余各层开挖时，每段长度一般不超过6m，开挖时间和钢支撑安装时间在16小时和8小时。
　　 7、基坑开挖时严禁大锅底开挖，开挖至基底以上0.3m时，应进行基坑验收，并改用人工开挖至基底，及时封底，尽量减少对基底土的扰动。
　　 8、施工时严禁挖土机械碰撞支撑，严禁人员在支撑上行走，支撑表面不允许加荷载，安排专职安全员跟班作业。

　　 9、基坑开挖时应及时施作桩间网喷层，保证桩间土体稳定。开挖至基底后及时施作接地网。
　　 10、加强基坑稳定的观察和监控量测工作，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。
　　四、基坑开挖技术措施
　　 1、基坑严格按设计分层位置进行施工，及时施加支撑及斜支撑等加强措施，确保基坑坑壁稳定。施工过程中，密切与施工监测配合，加强信息化管理，若有不稳定的因素存在，及时报请工程师和设计人员调整施工方案，将基坑开挖对周围环境的影响减至最小程度，确保基坑成型；基坑开挖应把基坑侧壁的稳定成型放在首位，已开挖的基坑侧壁不稳定时应及时处理，不许再向下开挖。
　　 2、对围护桩侵入基坑开挖线以内的部分，随开挖及时凿除，为找平层施工工序做好铺垫。
　　 3、限制基坑开挖线以外地面堆土堆物荷载不超过20KN/m2，并做好计算校核工作，随时检查确保安全。
　　 4、开挖过程中随时做好基坑内的排水工作，及时排出坑内积水，确保开挖过程中基坑底部干燥，确保基坑底部强度和稳定性不被破坏。
　　 5、及时作好基坑两侧的防护护栏的设置工作，护栏采用脚手管进行搭设，护栏高1.2米，挂密眼安全网。
　　 6、基坑内的给排水管线应将管道内水排除干净再进行土方开挖施工。
　　 7、基坑开挖过程中，及时进行地质描述，做好开挖记录，当地质情况变化并与设计不符时，应立即报监理工程师和设计人员，及时调整施工方法。
　　 8、密切监测基坑周围水位线的变化，当发现问题时及时采取措施以减小基坑降水对周围建筑物的影响。其具体措施详见降水施工方案。
　　 9、施工中各工序应以测量监测为指导，根据水位变化，围护桩位移，轴力计的大小，基底反弹量等数据调整施工方法。
　　 10、施工挖土时注意对降水井的保护。
　　 五、基坑开挖质量保证措施
　　 1、基坑开挖要严格按编制的基坑开挖方法组织施工，确保日出土量指标满足进度的需要。
　　 2、基坑开挖至支撑（锚索）设计标高时，必须及时架设相应的支撑（锚索），并挂网喷射砼。
　　 3、开挖过程中，周期性的对桩位点和埋设的水准点进行监测，并通过监测的数据控制开挖，减少基坑的变形。
　　 4、为减少对基底原状土的扰动，基底以上30cm的土用人工开挖。
　　 5、基坑开挖检验标准见下表
　　 基坑开挖检验标准
　　
　　
　　
　　 第六基坑开挖的安全技术措施
　　 1、基坑严格按设计分层位置进行施工，及时施加支撑及斜支撑等加强措施，确保基坑坑壁稳定。施工过程中，密切与施工监测配合，加强信息化管理，若有不稳定的因素存在，及时报请工程师和设计人员调整施工方案，将基坑开挖对周围环境的影响减至最小程度，确保基坑成型；基坑开挖应把基坑侧壁的稳定成型放在首位，已开挖的基坑侧壁不稳定时应及时处理，不许再向下开挖。
　　 2、对围护桩侵入基坑开挖线以内的部分，随开挖及时凿除，为找平层施工工序做好铺垫。
　　 3、限制基坑开挖线以外地面堆土堆物荷载不超过20KN/m2，并做好计算校核工作，随时检查确保安全。
　　 4、开挖过程中随时做好基坑内的排水工作，及时排出坑内积水，确保开挖过程中基坑底部干燥，确保基坑底部强度和稳定性不被破坏。
　　 5、及时作好基坑两侧的防护护栏的设置工作，护栏采用脚手管进行搭设，护栏高1.2米，挂密眼安全网。
　　 6、基坑内的给排水管线应将管道内水排除干净再进行土方开挖施工。
　　 7、基坑开挖过程中，及时进行地质描述，做好开挖记录，当地质情况变化并与设计不符时，应立即报监理工程师和设计人员，及时调整施工方法。
　　 8、密切监测基坑周围水位线的变化，当发现问题时及时采取措施以减小基坑降水对周围建筑物的影响。
　　 9、施工中各工序应以测量监测为指导，根据水位变化，围护桩位移，轴力计的大小，基底反弹量等数据调整施工方法。
　　 10、施工挖土时注意对降水井的保护。
　　结束语：随着经济的发展，交通拥挤已经成为人们急需解决的问题之一，于是地铁成了我们的首选方案，近年来，大量的地铁交通建设在各大城市兴起。为了保证通行质量，地铁车站深基坑开挖施工技术受到了人们的普遍关注。根据大量的实践和研究表明，根据地铁车站基坑的位置和周边建筑环境，同时结合基坑自身结构特点，提出合理的开挖顺序和方法及和其相匹配的围护方案与围护形式，能够确保地铁车站深基坑自身边坡的稳定性和结构安全。本文笔者已经针对这些问题作了简要的分析和论述，希望在实际施工过程中，施工单位可以给予足够的重视，避免出现工程质量问题。
　　 参考文献：
　　
　　1、长春地铁一号线一期工程北环路站施工图设计
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　　4、向群，地铁车站深基坑开挖对周围建筑的影响及处理，铁道建筑，2004年08期；
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　　6、杨立军，某基坑支护工程局部垮塌事故剖析，山西建筑，2009年，（26）：90―91；
　　7、高江，城市地铁车站施工方法选择研究，工程建设与设计，2009年，（9）：128――131；
　　8、柯书梅，地铁车站基坑工程设计与施工，岩土工程界，2008年，（11）：50――55；
　　 9、杨思谋，严洲，复杂条件下某地铁站某出入口基坑方案设计，广东土木与建筑，2008年，（9）：101―103；
　　 10、长春地铁一号线一期工程北环路站施工图设计
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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