地铁车站附属基坑与主体基坑同坑开挖技术研究

杨彦

【摘  要】本文结合天津地铁10号线龙图道站附属基坑与主体基坑同坑开挖的施工实践，对在确保基坑安全的前提下进行基坑同步开挖进行了分析和探讨，并对相关监测数据做了分析对比，以达到优化施工流程、提高施工效率，缩短施工工期的目标，并为其他地铁施工类似问题提供借鉴。

【关键词】地铁车站;基坑开挖;同坑开挖

引言

地铁车站基坑开挖施工主要包括车站主体基坑开挖和出入口、风亭等附属基坑开挖。一般情况下，地铁车站基坑开挖遵循“先深后浅”的原则，先进行主体结构深基坑开挖，待主体结构施工完成后再开挖附属结构基坑，进行附属结构施工。这样的施工顺序会使施工工期较长，机械设备二次进出场增加施工成本。本文结合天津地铁10号线龙图道站附属结构1号风亭基坑与车站主体基坑同坑开挖施工工况，对地铁车站主体基坑与附属基坑同坑开挖施工工艺及相关监测数据进行规律性分析和总结，为天津及其他地区深浅基坑同坑开挖技术的应用提供借鉴依据和指导作用。

1.工程简介及问题背景

1.1工程简介

龙图道站主体为地下双层岛式站台车站，共设2组风亭和4个出入口，其中B出入口和D出入口为预留出入口（如图1-1所示）。车站总长240m，主体围护结构采用厚度800mm的地下连续墙，端头井地连墙深度33.6m，标准段地连墙深度30.5m。标准段基坑开挖深度约为16.824m，小里程端头基坑开挖深度约为18.2m，大里程端头基坑开挖深度18.69m。其中，1号风亭位于主体基坑小里程端头处，宽8m，长39.8m，开挖深度约为9.78m。车站主体结构及附属结构均采用明挖顺作法施工。

1.2水文地质情况

基坑范围包含四层地下水，潜水、第一承压含水层、第二承壓含水层和第三承压含水层（如图1-2、图1-3所示）。

（1）潜水层：地下水埋深0.6～2.2m（高程0.53～2.4m），主要赋存于第Ⅰ陆相层、第Ⅰ海相层中的粉土、黏性土与淤泥质土互层的地层中，其中④3粉土、⑥3粉土、⑥4粉砂为主要的含水层，场地内⑥3粉土贯通连续分布，④3粉土及⑥4粉砂呈条带状或透镜体存在。

（2）第一承压水层：第一层微承压水主要赋存在第Ⅱ陆相层中的⑧3粉土中，含水层厚度0.3～1.9m，基本呈层状分布，局部地段尖灭，稳定水位埋深3.29～3.75m（高程-0.57～-0.23m）。

（3）第二承压水层：第二层微承压水主要赋存在第Ⅲ陆相层中的⑨3粉土中，含水层厚度0.6～2.8m，基本呈层状分布，稳定水位埋深4.1m（高程-0.71m）。、

（4）第三层微承压水主要赋存在第Ⅳ陆相层上部的?3粉土和?4粉砂地层中，含水层大部呈条带状及透镜体状分布，部分含水层中夹黏性土层，含水层厚度一般在0.0～5.0m，稳定水位埋深3.56m（高程-0.50m）。

1.3工程问题背景

按照先主体后附属的一般施工顺序，将在车站主体结构施工完毕后，进行1号风亭的施工，不仅延长了施工工期，且机械设备将进行二次进出场，增加相应成本。为解决以上问题，该工程采用了1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖的方式。

2.施工工艺及围护结构地连墙、支撑设计情况

2.1附属基坑与主体基坑同坑开挖施工工艺

在地铁基坑开挖前，先进行维护结构地连墙施工，包括1号风亭围护结构地连墙与主体基坑围护结构地连墙;再完成格构柱、降水井、1号风亭和主体结构冠梁和第一道混凝土支撑施工;进行降水试验及降水工作，降低地下水水位至第二道撑以下2m;进行土方开挖并破除1号风亭和主体结构相接处地连墙至第二道支撑以下0.5米，进行第二道撑施工，其中小里程端头井范围内采用混凝土支撑，其余部位采用钢支撑;继续降水并开挖破除1号风亭和主体结构相接处地连墙至1号风亭底板位置，完成1号风亭底板及冠梁，至此1号风亭基坑开挖完成;继续开挖、架设钢支撑至主体基坑完成土方开挖。主要施工工艺流程如图2-1所示。

2.2围护结构地连墙设计情况

龙图道站地连墙总计104幅，其中体围护结构地连墙93幅，1号风亭围护结构地连墙11幅，均采用800mm厚的地连墙，混凝土等级为C35P8，锁口管接头。

主体围护结构标准段墙深分别为30.5m、33.6m，小里程盾构井处墙深33.6m、30.5m，大里程盾构井处墙深33.6m。1号风亭围护结构地连墙深18m。由于1号风亭及主体基坑同坑开挖，3-6轴主体与1号风亭相接处地连墙高度为调整为21.686m～24.823m，其余部分为空钻。为保证地连墙施工质量，防止冷缝出现，3-6轴主体与1号风亭相接处地连墙墙顶至地面空钻部分灌注C35P8素混凝土（如图2-2所示），与地连墙实体的混凝土保持一致，在后期开挖过程中随挖随破。这样既节约钢筋投资，方便后期破除施工又保证地连墙整体性。

2.3支撑设计情况

龙图道站车站主体采用明挖法施工，车站大、小里程端均为盾构工作井。盾构井基坑宽24.9m，小里程端盾构井基坑深约18.237m，大里程端盾构井基坑深约18.807m。1号风亭基坑位于主体基坑小里程端头处，基坑宽8m，长39.8m，深度约为9.78m。由于1号风亭基坑与主体基坑同坑开挖，对支撑进行如下设计：

小里程端头井沿基坑深度方向设置4道支撑+1道倒撑，其中第一、二道为钢筋混凝土支撑，截面800×1000mm（如图2-3、图2-4所示）;第三、四道及倒撑为φ800×16mm钢管支撑。小里程端主体基坑及1号风亭基坑支撑剖面图如图2-5所示。

大里程端头井段沿基坑深度方向设置5道支撑+1道倒撑。第一道为钢筋混凝土支撑，截面800×1000mm;第二至第五道支撑及倒撑为φ800×16mm钢管支撑。第一、二道支撑结构如图2-6、图2-7所示。