地铁车站附属明挖基坑开挖分析

地铁车站附属明挖基坑开挖分析

杜少恒

中建二局土木工程集团有限公司，广东省 佛山市 528000    

摘要：随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，日益增加的交通出行需求也在促使地铁建设进入高速发展阶段。地铁车站附属工程爬坡段仰挖施工大多是在工期、进度等压力下被动采用的一种施工方法，施工风险比较大。为降低施工风险，确保安全，须从设计、施工及管理等方面严格管控。本文研究在地铁深基坑工程的开挖和结构施工阶段如何结合附属工程的基坑开挖和结构施工，优化施工流程，提高工作效率，缩短施工工期。

关键词：地铁车站；附属；明挖基坑开挖

引言

近年来，地铁逐渐成为一个城市现代化的重要名片，越来越多的地铁项目在城市中建设，而随着城市的不断发展，地铁临近的深基坑开挖工程也逐渐增多，在基坑开挖过程中，土体改变了已有的平衡状态，周围土体也产生了扰动，这势必会对原有的地铁结构产生影响。地铁作为一个百年工程，一旦影响过大，就会影响其正常使用，甚至发生破坏，轻者市民交通出行不便，重者造成非常大的社会舆论。因此，临近地铁深基坑开挖对地铁车站及附属结构的影响是需要研究的一个重要课题，具有非常大的实际意义。

1地铁车站附属明挖基坑开挖的重要性

城市地铁车站因为要考虑乘客集散及客流问题，大都设在繁华地段，周边环境比较复杂，施工受市政管线和周边建(构)筑物的影响比较大，故其附属工程(出入口及换乘通道)大多采用暗挖法施工。传统施工顺序是利用明挖段或既有结构提供的作业面，由上而下向车站端方向进行俯挖施工，该施工顺序风险相对较小，但工期受到明挖段制约，施工对既有结构干扰大。若利用车站端提供的作业面，由下而上向靠近地面端的明挖段或既有结构进行仰挖施工，此时暗挖段施工可以和明挖段建筑物拆迁或管线改移平行作业，能缩短工期，且施工对既有结构干扰小，但这种方法施工风险比较大。

2地铁车站附属明挖基坑开挖施工技术

2.1总体施工安排

车站主体结构深基坑开挖采用明挖法，车站两端头井均为盾构接收井，根据节点要求，拟由车站两端向中间组织进行开挖作业。基坑开挖至基底后及时施作垫层防水及底板结构，开挖期间采取坑外截水，坑内明排的措施，以满足防雨防洪要求。

2.2土方开挖原则

①基坑开挖原则是确保施工过程及周边环境安全的前提下，尽可能缩短开挖时间，在充分考虑时间、空间效应的前提下，控制好开挖“高度、宽度、时间”三要素，遵循“先两端后中间，分层开挖，先撑后挖”的原则进行土方开挖。②基坑开挖进度应与支撑架设、主体结构施工相匹配，及时架设支撑，及时跟进主体结构，形成流水作业，尽量缩短基坑无支撑暴露时间，有效控制围护结构变形，确保工程安全、质量的前提下快速施工。③基坑开挖时，加密基坑监测频次，确保围护结构稳定，减小桩顶水平位移及周边建构筑物沉降。

2.3地铁车站旋喷桩施工技术要点

在展开施工的过程中，相关人员必须提前完成好测量放线工作，将桩孔位置予以明确，继而依据工程需要来对地质钻机进行选择，并要安装到位。从安装工作的现状来看，要保证其保持稳定状态，并要对水平垂直度进行细致检查，进而做出适当调整，这样在钻进时发生意外的几率就会大幅降低。钻杆头位置的检查也是不可忽视的，保证其和孔位中心能够真正重合起来。钻进时要对钻孔垂直度、深度等展开严格控制，应该要和实际标准相同，误差应该在50mm以内。钻孔施工完成之后，相关人员应该要采用分段方式来将岩芯管予以取出，并及时放入注浆管，这里需要指出的是，射水、放管必须保证是同步的，并对水压进行控制，一般为1MPa，如果水压太大的话，孔壁必然会受到破坏。将注浆管插入之后，注浆必须按照既定顺利展开，也就是从上到下进行喷射，底部的喷射应该要达到60s，施工人员在此时要对喷射压力、喷浆量予以严格控制，而且注浆管的提升应该为旋转状态。这里需要指出的是，喷射量不足的话，必须进行二次喷射，喷浆的过程中发生故障的话，喷浆作业必须立刻暂停，寻找到具体的原因，进而选择可行的措施予以排除。

2.4主体结构施工

对混凝土进行浇筑时，报批制度必须执行到位，指定相关人员来对钢筋、模板、预埋件等展开细致检查，确定满足需要之后才能展开浇筑工作。从混凝土拌制来说，配合比必须最为科学，保证坍落度、流动性等达到要求，完成检测之后方可进行浇筑。监理单位、施工单位要参与到取样工作中，尤其是要将跟踪检查做到位，脱模时也要有监理人员在场，取样部位的养护也必须做到位。

3地铁车站附属明挖基坑开挖优化

3.1地铁明挖基坑施工安全技术措施

在基坑明挖施工期间，建筑物沉降变形、基坑坍塌等施工安全风险的主要产生原因在于工艺过程控制力度不够，现场管理与施工操作方式有待改进，施工单位需要从这两方面着手，具体如下：其一，改进现场管理方式。需要灵活应用信息传感、GPS系统、BIM、大数据等信息技术，建立施工安全风险管理平台，根据施工安全风险预测结果和实际管理需求来开发平台的使用功能。例如，在信息管理平台中开发远程视频监控和历史数据追溯功能，在现场配置传感器与摄像头，持续采集现场监测信号与拍摄视频图像资料，将其上传至系统后台，在用户界面集中显示现场施工情况，并从中提取特征信息，管理人员可以远程掌握工程现场多数区域的实时情况，调整图像比例与摄像头角度来详细观察可能形成安全隐患的部位，且系统在识别到围护结构扭曲变形等问题时自动发送报警信号。其二，改进施工操作方式。结合工程情况，积极借鉴同类项目的施工经验与安全管理经验，对原有工艺技术加以改进处理。例如，在地铁基坑放坡开挖环节，施工班组成员定期测量基坑坡度，要求将基坑坡度始终保持在符合抗滑稳定的要求范围内，禁止在基坑边缘部位堆置土方、工程材料，将机具设备与基坑边缘部位的间隔距离保持在1m以上，同时做好基坑降排水施工，可选择采取降水、截水、灌水方式，如果基坑周边密集分布建筑物时，禁止采取降水方式，应采取灌水或截水方式，如修筑地下连续墙。此外，为预防基坑支护结构变形、局部滑塌等工程事故的出现，需要对基坑支护技术进行优化改进，包括采取坡顶卸载、额外支设锚杆、在被土压动区采取注浆加固技术等改进措施。

3.2做好地铁基坑施工监测工作

考虑到地铁明挖基坑施工过程中的多数安全风险均具备显著的外在特征与稳定的客观发展规律，管理人员可以根据所收集信息、施工现场情况来提前预测各类安全隐患及突发事件的出现概率。因此，需要同步开展基坑施工监测工作，持续观测基坑结构和围护结构的稳定状态、变形情况，切实掌握稳定性变化规律，及早发现施工安全风险并采取有效防范措施。在地铁车站明挖基坑项目中，同时设立基坑内外观察、基坑周围地表沉降监测、地下水位监测、坑底隆起监测等共计十个基坑监测项目，在现场布置若干测点，组合使用电子水准仪、水位计、全站仪、测斜管等仪器设备，结合工程情况设定合理的监测控制值。

结束语

随着国家对地铁等市政基础设施的不断加大投入，修建地铁的大中型城市也越来越多，在在地铁车站基坑设计中，设计人员要从场区水位地质、周边环境、基坑自身特点等角度出发，充分考虑多种因素，选定最佳的围护结构设计方案。对于地铁基坑来说，它相比于其他的建筑基坑要深很多，并且分布于城市主干道上方。这就使得城市交通存在一定的风险威胁人们的生命财产安全，所以必须在地铁基坑工程施工过程中采取科学合理的措施并结合工程的实际情况，有效的控制施工风险。

参考文献

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[2]范轩.地铁车站的明挖施工技术及其要点探析[J].工程技术研究，2018（4）：51-52.

[3]张元林.地铁明挖车站施工技术要点研究[J].工程建设与设计，2017（3）：140-142.