半幅铺盖地铁车站基坑开挖关键技术

陈浩然 乔沭河

摘要：本文主要研究半幅覆盖地铁车站基坑开挖相关技术问题，随着城市地铁交通网络的深入发展，地铁车站在建设的过程中也在不断提升工艺和技术水平。地铁车站的深基坑开挖技术有很强的综合性，在施工的过程中受多种因素影响存在很大的风险，因此必须使多个工序紧密配合，不断提升信息化监测技术从而保障施工过程的安全性和有序性。

关键词：半幅铺盖;地铁车站;基坑开挖

1 基坑工程概况特点

已知某地铁车站五号线路全长135米，设计的平均深度为22.3米。在基坑开挖设计过程中，一般会结合实际情况选择半幅铺盖、明挖顺筑以及分期倒边等方法。基坑中间设有临时立柱，由现浇叠合层、预制盖板和沥青面层等部分组成，是地铁车站基坑开挖时机械设备进出的主要交通道路。

2 土方开挖控制重点

由于案例地铁车站位置处于繁华的商业区域，因此地下管线较为密集，周边紧邻其他地铁线路站节点段，在基坑顶部有环形天桥越过。因此在进行升级跟开挖的过程中需要保证地层位移的安全性，并采取措施来确保各施工环节与工序配合的紧密度有着非常高的要求。在进行土坑开挖的过程中，需要严格控制开挖顺序，并采取措施对支撑架设时间给予控制，同时还需要对分层分段参数给予综合考虑和控制，尽可能避免地铁车站基坑开挖对周围地层的变形影响。实际上，该站需要进行临时铺盖路面，此时就需要在基坑开挖阶段按照要求配备限载限速标志，从而避免对中间临时立柱造成影响。在该站基坑开挖过程中，可能会因为外界因素的影响而存在比较高的施工风险，这样就需要对各施工环节进行动态监测，借助信息化技术手段来动态监测施工管理对周边环境可能产生的影响。

3 土方开挖总体要求

在地铁车站深基坑开挖过程中，需要对周边环境特点给予综合考虑，以此来确保深基坑开挖技术的应用效果。一般来说，常见的车站深基坑在开挖的过程中必须要严格遵循分层、分段、对称、平衡和限时原则，并且为了保持车站深基坑开挖过程中的安全性，必须要先做好支撑建设之后才能进行土方开挖，所有的支撑建设都是限时的，在有限的时间内严禁出现土方超挖的操作。在进行土方开挖的过程中需要依靠大型的挖土器械，由于这些机械质量较重，因此必须安排专门的行走路线和停放位置，在开挖的过程中也需要对机械设备的挖土顺序进行设置，在施工过程当中涉及到的土方挪运和材料堆放等问题都需要在基坑开挖之前进行设计，避免对基坑内部的围护桩和坑中的临时立柱桩造成影响，影响基坑土方开挖的安全性。

在进行土方开挖的过程中，降水设施和监控设施的安装和使用是非常必要的，土方的开挖需要一层一层进行，当上一层基坑开挖至支撑设计的位置时需要及时支设钢架并施加预应力之后才能开挖下一层土方。在深基坑开挖过程中，可以选择分层台阶式开挖技术，并在具体开挖阶段，对钢支撑竖向间距与分层厚度给予有效控制，一般分段长度小于30米，分层的厚度也要小于钢支撑的竖向间距。由于在进行土方开挖的过程中需要机械和土方运输车辆直接进入基坑内作业，因此必须要建设稳定的坡道以供车辆设备的进出。土坑内建设的坡道宽度需要至少保证两辆车辆能够相向行驶，坡度要求根据地铁车站基坑开挖实际需求建设，但是也需要至少确保在满载的状况下拉土车能够爬坡出坑。实际上，在机械开挖土层阶段，需要专门设置指挥人员进行现场监控和管理，防止机械操作时意外碰触临时的立柱和支架等构件。最后需要注意的是，在利用机械挖土的过程中需要挖至距离坑底20cm至30cm左右的位置，余下的土方可以通过人工和机械相结合对方式给予解决，以此来降低基坑开挖对坑底土方所产生的扰动现象。如果土坑按照设计要求挖至设计深度时，要对接地网进行安装，并做好垫层和封底工作，以免雨水对坑底产生不同程度的浸泡，影响基坑的整体稳定性。

4 土方总体开挖方案

在综合考虑工程特点、周边环境影响以及施工工艺等多方面因素之后，最后选择分层分段土方开挖策略，其具体流程如下：（1）构建第一道混凝土支撑，并且按照要求在第二道钢支撑以上开展土方开挖工作，从左到右选择前进式掏挖方式来对基坑进行开挖，同时选择不分段的连续性开挖施工。在開挖至第二道钢支撑下面后，选择由右向左的多级接力式后退式开挖技术，并且在所有土层开挖至最南端之后利用汽车吊运将多余的土方调运出坑，借助挖机设备来将坑内预留的部分土方直接装车，并运送出坑;（2）在土方开挖过程中，最好保证先撑后挖，在支撑设备和构件安装好后为其施加预应力，并且在土层开挖至基坑底部时，要按照要求保留30cm的厚土层，由人工配合小型挖掘机进行土方开挖作业，在开挖的同时对边坡进行修理。最后进行网喷混凝土、钢支撑钢围架等操作。

5 关键施工参数

5.1 施工分层

在进行地铁车站基坑开挖过程中，需要根据支撑设计位置，综合考虑挖掘机的开挖能力，并将开挖深度设定为5层，并将分层厚度控制在4m-6m，每层挖土标高要保证比支撑中心线低0.8m。

5.2 施工分段

通过对地铁站底板结构平面图进行分析后，需按诱导缝及横向施工缝来对混凝土结构分块组织施工进行设置，该过程需要将横向施工缝间距控制在20m范围内，并对主体结构施工流程和工程量的均衡性给予综合考虑，在此基础上在纵向划分为6段进行土方开挖施工。

5.3 阶梯传递

在基坑开挖过程中，除第二道钢支撑以上土方外，其他的基坑土方均可以采用“后退式阶梯传递”方式给予开挖，并根据分层开挖要求来合理设置分层高度（3m-4m）、台阶宽度（4m-6m）以及台阶坡率（1：0.5）。

5.4 坑内坡道及行走路线

在基坑开挖阶段，坑内坡道路要≥4m，坡率控制在1：8-1：10，坡面最好选择铺设混凝土块，同时在面层还需要铺设防滑钢板20mm。

6 小结

综上所述，在开挖地铁车站基坑时，可能会因为各方面因素的影响，而存在一系列的安全风险，针对半幅铺盖地铁车站基坑开挖问题需要结合施工现场实际情况对施工参数进行有效控制。随着城市地铁轨道交通网络的深入发展，在进行地铁车站基坑开挖时必须充分考虑安全性和稳定性，对可能影响施工的各项因素采取针对性的控制手段，真正提升施工过程的信息化管理，避免地铁车站基坑开挖过程中存在的安全隐患。

参考文献：

[1] 任建喜，马霁南，白进龙等.半幅铺盖法地铁车站基坑中立柱变形规律研究[J].铁道工程学报，2017（09）.

（作者单位：苏交科集团股份有限公司）