地铁车站明挖基坑施工技术

地铁车站明挖基坑施工技术

吕合山

中铁九局集团第七工程有限公司

摘要：在地铁的实际建设中，根据地铁线路的土体差异性和复杂性，以及设计和施工方案与地质环境的不适应性等因素，在进行明挖基坑施工时，便可能出现安全事故或其他状况而导致施工中断。因此，熟悉明挖基坑的特征和施工最佳条件，解决常见的技术问题并提出有效的应对措施是十分必要的。

关键词：地铁车站；基坑开挖；明挖法；喷锚支护

引言

纵观地铁车站施工全流程，基坑施工属于重要环节，但由于现场施工条件复杂多变、施工工序丰富，易出现质量或安全问题。因此，需要加强对基坑施工技术的探讨，根据地铁车站基坑工程的实际情况选择适宜的施工技术。其中，明挖法是地铁车站基坑施工中的常见方法，加强对此项施工工法的分析具有必要性。

1基坑明挖法施工方案

根据分段开挖的原则，将本车站划分为8个施工段，开挖采用台阶法，按照先中间、后两端的顺序开挖，为各工作面适配3~4台挖掘机和10~15台自卸车，分别用于开挖土方和外运土方。开挖土方输送安排在夜间10点至次日5点，目的在于避免交通拥堵和环境污染。为满足清基土方难以及时外运而产生的临时堆放需求，在车站两端开挖临时弃土场。自卸车装载土方后，先将轮胎冲洗干净，再按照指定的路线将土方运送至堆放场。土石方开挖分层依次推进，基坑内安排1台挖掘机，用于向地面倒土，再由自卸车装载、外运。联合应用码头吊和坑内小型挖掘机，协同完成基底土的出土作业，首先用码头吊将土方吊运至基坑周边，再由挖掘机辅助，将吊运后的土方装载至自卸车上，以便外运。

2明挖基坑施工方法、流程及要点

2.1测量放样

（1）根据设计图纸提供的坐标计算出每道钢筋混凝土支撑中线与冠梁、腰梁交点处坐标，计算成果经技术负责人复核无误后进行测放，并报监理进行复核。

（2）待基坑内土体开挖至砼支撑底部后，立即将中心线引入坑内，以控制底模及模板施工，确保钢筋混凝土支撑中心线的正确无误。

（3）在钢筋混凝土支撑混凝土浇注前，将其顶面标高放样于模板面上，以控制钢筋混凝土支撑顶面标高。

（4）待钢筋混凝土支撑模板拆除后，检查钢筋混凝土支撑的中心线和平整度、垂直度是否符合设计及规范要求。

2.2挖除表层土、凿桩头至支撑底部

开挖基坑内土方至第一道钢筋砼支撑底标高处以满足施工空间。然后人工用风镐凿除围护桩顶浮浆，凿除至冠梁梁底标高，并将表面凿毛用水清洗干净。混凝土凿除后、对出露钢筋进行必要的处理、如调直、接长（采用单面焊连接，焊缝长度满足10d要求）等，保证地连墙连接钢筋与冠梁的锚固长度不小于设计要求。

2.3砼支撑、腰梁与地连墙连接

开挖基坑土方至腰梁、砼支撑底标高处，测量准确放点采用人工凿除地连墙钢筋保护层，露出预埋套筒，并将表面凿毛处清扫干净，保证凿除面平直、不得少凿或多凿。腰梁施工时除通过预埋套筒与地连墙连接外，还需采用一根HRB400Φ25钢筋作为吊筋连接腰梁与地连墙，间距1500mm，吊筋一端伸入腰梁内，另一端在开挖阶段凿除地连墙保护层并暴露地连墙主筋后与之焊接，采用双面搭接焊。

2.4基坑开挖施工

车站为狭长形基坑，开挖深度为19.106～21.685m，总开挖方量119684m³，标准段开挖深度19.5m，宽度23.3m，开挖方量77973m³，端头井开挖深度22.3m，宽度32.5m，开挖方量41711m³。端头井沿开挖方向有西端头往东端头开挖，土方由西侧向东侧甩土。端头井支撑设置五道，其中第一道、三道、四道为砼支撑，其余为钢管支撑；标准段沿开挖方向设置四道支撑，第一道、三道为砼支撑，其余为钢管支撑。

2.5施工准备

（1）备足排除基坑积水的抽水设备；

（2）开挖前弃土场地、钢筋加工、周转材料堆放场地落实规划好；

（3）施工前应组织有关人员熟悉工程图纸和工程地质资料，参加设计交底；了解施工现场情况以及对周围道路等情况进行调查，掌握第一手资料；

（4）认真审阅施工图纸，参加设计交底和图纸会审，针对图纸中存在的问题和错误提出修正意见；

（5）组织工程技术人员熟悉施工图纸，编制详细的施工方案，进行技术、安全、防火培训，做好技术、安全交底，安排好有关的试验工作；

（6）制定基坑监测方案，做好基坑监测点埋设等，应包括监测目的、检测项目、监测方法与精度要求、测点布置、监测仪器、报警指标、观测频率、观测资料分析及监测结果反馈制度等。

2.6开挖要点

（1）为强化对基坑开挖质量的控制，根据总体开挖量分段、

分层，逐步开挖。每完成一部分开挖后，随即安排质量检验，及时发现问题、妥善处理问题。优先对两端开挖，再转向中间区域。在分段的前提下，进一步细分为多个小段和层次，有条不紊地开挖各细分部分。2）土石方开挖施工,开挖设备采用反铲挖掘机，深层土方由多台设备接力完成，开挖产生的土方及时转移至地面，用自卸车运输至指定堆放场所。每层土方开挖厚度不大于3m，每层适配2台反铲挖掘机。3）每层开挖时，首先在中间成槽，再向两边扩展，按照此顺序开挖。考虑到开挖稳定性的要求，及时架立钢管支撑，适当施加轴力，实现对围护桩体变形量的有效控制。待该层支撑装置设置成型且具有稳定性后，方可安排下层土方的开挖。4）基底设计标高以上0.2m部分不再继续机械开挖，宜由人工作业，目的在于避免超挖。开挖至基坑底部时，土方转运难以采用台阶法反铲接力的方式实现，该部分调整为汽车起重机和提升吊运共同配合的方案。开挖产生的土方应及时转运，禁止过度堆积在开挖现场。

2.7施工技术措施

（1）严格按照设计图纸及施组要求施工，尽量加快基坑开挖速度，缩短基坑暴露时间，减少围护结构变形位移对周边环境带来的影响；（2）开挖过程中严禁挖机碰撞支撑、立柱，严禁施工机械在支撑上行走，支撑表面不得有任何荷载；（3）严格控制放坡开挖面的坡度，保证边坡稳定；（4）在施工前开展质量保证责任制，做到班班有人负责；（5）严格按照设计要求及施工方案开挖，严禁超挖、欠挖，做到标高准确，坑底平整；（6）基坑开挖时严禁大锅底开挖，开挖至基底以上30cm时，应进行基底验收，并改用人工开挖至基底，及时封底，以减少对基底土的扰动；（7）基坑开挖过程中，及时进行地质描述，做好开挖记录，当地质情况与设计不符时，应立即报监理工程师及总包部，及时调整施工方案；（8）基坑开至底面后，及时施作接地网；（9）基坑开挖中加强对围护结构墙体质量观察，如有露筋、夹泥现象，及时有效依据有关技术规定进行处理，在未处理之前不得继续开挖。（10）基坑土方开挖过程中，加强施工监控量测，随时掌握土体压力、支撑结构受力及地下水位变化等情况，做到信息化指导施工。

2.8挂网喷锚

2.8.1对材料要求

挂网钢筋采用Φ6.5@15×15cm，喷射混凝土为C20早强型，喷射厚度为15cm，钢筋网搭接量≥30cm。围护桩施工时，桩内按要求设置35cm长的Φ16钢筋，桩间设置Φ16加强横筋。为了防止钢筋网不牢固出现掉落现象，应按要求对钢筋网进行焊接加固，焊缝饱满密实，焊接头尽量避开受力点位置，以提升钢筋网的稳定性。

2.8.2施工要点

做好喷射前期准备工作，包括人、机、料等施工资源，现场“三通一平”工作等。混凝土喷射完成后，终凝约2h后开始养护，根据现场温湿度环境、混凝土自身质量，合理洒水，保持湿润，以最大限度避免外界因素对混凝土质量的影响。基坑每纵向开挖5~10m，需及时进行挂网喷锚，间隔时间≤6h，减少土体暴露时间。喷射混凝土时，喷头和受喷面距离约1.5~2m，控制喷射机的风压值保持0.3~0.5MPa。喷射施工需分段分片进行，防止混乱喷射。一般先喷射钢筋网和围护桩的间隙位置，再喷射钢筋网部位。喷头按照圆周方式运动，保证喷射的后一圈压住前一圈的1/3，防止漏喷。如桩间土体出现超挖，要及时回填素混凝土并夯实，将其恢复成原状。

结束语

在未来的地铁车站建设中，施工单位仍需加强对明挖法的技术探索，从理论的深化、作业方式的优化、机械设备的升级等角度着手，全面提高明挖法在地铁车站中的应用水平，促进地铁车站基坑开挖工作的有效开展。

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