地铁明挖车站深基坑开挖及支护技术研究

地铁明挖车站深基坑开挖及支护技术研究

何嘉和

广东顺控交通投资有限公司广东佛山528000

摘要：深基坑开挖是当前比较普遍的一种施工方法，开挖、支护方式的选择会影响到最终的施工效果，在引入对应的开挖与支护技术时，需结合工程实际情况展开作业，以此来发挥出其最大价值，保证工程的稳定推进。该研究以某城市地铁线土建工程为例，分析地铁明挖车站深基坑开挖及支护技术应用并对深基坑监测展开了论述与分析，以期能为同行工作者提供参考。

关键词：地铁；明挖车站；深基坑；支护

1.地铁明挖车站深基坑开挖及支护技术应用

1.1施工准备

(1)施工计划的编制

施工计划的准确性和充分性直接关系到基坑的稳定开挖能力。设计人员必须了解项目施工区域的整体情况，包括地形和地质、车站开挖的深度标准、一级和二级边坡的坡度、资金投入等，并在综合考虑各种因素的基础上进行计划设计。

(2)人力资源准备

设立项目经理、安全生产经理、技术主管、质量经理、测量员、木工、普工等人员配备。

(3)技术准备

要明确地下明挖车站深基坑开挖和支护的技术流程、应遵循的规范和规定。开挖和支护方案确定后，应安排图纸会审和设计交底，并在实施前将方案提交专家组审查批准。

(4)机械和设备准备

包括挖掘机、钢筋测量机、汽车吊、切割机、交流点焊机、钢筋弯曲机、直线穿线机、木工圆锯、插入式振动器等的准备。

1.2深基坑开挖的施工方案和流程

在明挖地下车站深基坑开挖过程中，将遵循“中间挖槽、分层堆放、先支后挖、自上而下”的原则，稳步推进开挖工程。在此过程中，应注意以下几点：

(1)车站深基坑的主体结构将采用从两端向中间开挖的方法施工，开挖过程中要保证临时通道通畅，以便自卸车辆在基坑内行驶，将挖出的土砂用汽车吊垂直吊运到地面。

(2)建立支撑体系：楼梯、顶板、中板、梁、站台板采用卷扣式脚手架支撑，柱、侧墙模板采用钢木复合模板支撑，并设置三角架和钢管支架作为支撑体系。

(3)中间板的水平施工缝应位于加固轴角上下300毫米处，底板的垂直施工缝应位于底板轴角以上300毫米处，周向施工缝应位于纵梁跨度的1/4至1/3附近，在板或墙的开口处，整个车站的公平面部分被分为16个流水作业段，与加固环梁至少留有300毫米的距离或避开。

(4)明确开挖过程。一是开挖至基底设计高度，铺设底板平整混凝土垫层，铺设防水层，施作底板和部分侧墙结构，绑扎底板底梁和钢筋，安装模板，浇筑底板混凝土（底层竖梁）；二是底板达到设计强度后，拆除3号钢筋支架，在3号钢筋支架下方施作侧墙防水层，施作左侧侧墙和柱子结构；三是侧墙达到设计强度后拆除侧墙模板。部分侧墙和中板结构同时进行施工；四是中板达到设计强度后，拆除第二道钢架支撑，在第二道钢架支撑下涂抹侧墙防水层，涂抹左侧侧墙和柱子结构；五是拆除第一道钢架支撑，安装整体厅架，涂抹防水层，侧墙和顶板。

1.2深基坑开挖及支护工艺与技术

(1)确定施工过程

施工过程主要包括施工准备、表土开挖、测量定位、石方开挖、边坡支护、低洼和沟槽检查、垫层、边坡支护。

(2)石料爆破开挖基坑

基坑开挖的坡度为1：0.3至1：1。爆破工艺采用人工风钻打孔、人工装药、有线引爆相结合的方式，其中爆破设备为直接引爆的瞬时雷管、乳化炸药和导爆索。爆破工艺方面，选择“光面爆破+水下松动爆破+炮口覆盖”的组合爆破工艺，静态爆破用于塔台保护区域，浅孔松动爆破主要用于基坑边坡区域和基坑内部。边坡土方工程采用边挖边支、自上而下、垂直劈裂、垂直堆放、阶梯式部署。采用爆破减震技术时，应选择合适的炸药，保证炸药与岩石结构的波阻抗匹配程度，炸药应高效，合理安排起爆顺序，爆破振速不应重叠，振速应控制在合理范围内。

(3)基坑排水

为了及时排出地下涌出的水，在露天开挖地下车站的深基坑中设置集水井和明渠，排出的地下水在三级沉淀池中沉淀后输送到城市污水管道。基坑底部必须低于开挖面至少0.5米，而且基坑必须在下一层开挖时重新挖制集水坑，以满足后续的排水需求。

2.深基坑支护施工关键技术

2.1坑内及基底土体加固

施工时，可能会遇到土层本身具有高湿度、高敏感性、低承载力、高压缩性、水分大、低强度等特点，导致混凝土支撑底部发霉、土方开挖坡度不稳、地基支撑不足、基坑变形敏感等一系列问题，要求土方开挖的基坑要进行弱加固。加固方式为裙边+拉杆，平面布置为沿地下连接墙内缘3~4m宽加固，拉杆在基坑长边上每隔4m垂直加固，平面加固位置与混凝土支撑位置中心线重合，垂直加固位置为每个混凝土支撑下方3m的位置，加固后基坑土体以保证主体的稳定性和混凝土支撑底模的牢固性。加固工艺可采用三轴混合桩法或双管高压旋喷桩法。如果地下没有障碍物，应尽可能选择三轴混合桩加固，以提高效益；如果地下有障碍物，应选择高压旋喷桩加固，便于布置。相比之下，三轴加固的效果更好。基坑内弱加固土的28天横向抗压强度可以达到0.3MPa。施工参数必须严格控制，因为如果水泥混合料过大，加固后的土体会变得过硬，影响后续开挖效率，没有意义；如果水泥混合料过小，加固效果也不好。双层高压旋喷桩的施工参数为：提升速度0.40 m/min，压缩空气压力0.7 MPa，搅拌速度14 r/min，泥浆压力20 MPa，泥浆流量32 L/min，水胶比1.2，水泥掺量8%。三轴搅拌桩的弱加固施工参数为：沉降速度1m/min，泵送速度2m/min，搅拌速度16r/min，泥浆压力1.0MPa，泥浆流量280L/min（双泵），水胶比1.5，水泥加入量8%。

2.2混凝土支撑结构施工

(1）在混凝土支护过程中，要特别注意一些问题：按每2个作为最佳施工单位，施工速度越快越好，尽量缩短基坑变形的真空期，并在下一步工序前提出支护强度设计要求。(2)混凝土支护的施工，要特别注意支护底部混凝土铺设层的稳定性，如果土体加固效果不好，及时掺入石灰硬化土、C20混凝土，混凝土铺设采用20厘米厚。同时，混凝土的支撑轴线和线形非常重要，在浇筑混凝土前，应严格检查支撑轴线的位置和模板的垂直度等指标，保证混凝土的承载效果。(3)初期混凝土支撑的强度非常重要，由于基坑开挖的特殊性，必须缩短开挖时间，尽快封底是保证基坑稳定的最好办法，混凝土支撑一般要到下一步工序的龄期前才能进行不可能等到28d，有必要在早期阶段保持混凝土的强度上升得足够快，必要时应使用混凝土的初始强度比，这样可以提高混凝土的质量。

3.风险控制

在地铁明挖车站深基坑的开挖和支护中，由于影响因素不同，工程面临着各种风险，必须结合风险特点制定相应的应对措施，以保证工程的稳定进展。对于物体碰撞、高空坠落、施工用电、机械损坏等事故要有效杜绝，工人必须持证上岗，参加各种时期的培训学习，提前了解风险，提前应对。所有电气设备都应按规定配备漏电电流预防装置，各种施工人员应持证上岗，并配备相应的防护设备。

4.总结

综上所述，本文对地铁站深基坑开挖支护技术进行了讨论和分析，强调了其重要性和必要性，建议给予足够的重视，并对地铁站的整体情况进行了分析，建议按照规定的流程进行开挖支护工作，确保深基坑开挖效果理想，为后续工程建设奠定基础，为广大市民提供更好的出行条件。从而为后续工程建设奠定基础，为广大市民提供更好的出行条件。

参考文献

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