轨道交通工程车站明挖施工技术

（金华市金义东轨道交通有限公司，浙江金华 321000）

1 工程概况

金华-义乌-东阳市域轨道交通工程由金华-义乌和义乌-东阳两段线路组成，两线在秦塘站呈双岛四线同站台换乘。初步设计方案线路总长约为107.17 km，地下线长约为26.22 km，山岭隧道长约2.465 km，共设站31座，地下站共13座，高架站18座，平均站间距3.57 km，全线设一段三场，设控制中心1个，不设主变电所。

金华站总长度371 m，车站里程位置JYCK0+125.000，该站设计为地下两层，其主体由单柱式双跨和局部双柱式三跨式结构构成。该车站把标准段的跨度设置为21.3 m，对顶板进行覆土时，厚度为3.48 m，底板应埋在地下17.04 m的位置；车站端头井宽26.2 m，底板埋深为18.48 m。站区内顶板、中板及线路均采用平坡，底板坡度为2‰，该站主体工程采用明挖技术施工。

2 土石方开挖

2.1 基坑土石方开挖施工方案

应具备、充分的开挖前提准备、符合要求的围护结构、基坑降水符合要求三个条件，方可进行基坑土石开挖施工。

（1）在开挖过程中，应注意“分层、分步、对称、平衡、限时”这五个关键点；（2）在竖向、纵向、横向分别对其进行分层、分区和分块开挖；（3）严格依照结构，逐段开挖，遵循先支后挖原则；（4）由于开挖过程跨度相对较大，开挖大基坑时应分区块进行。

第一道混凝土支撑标高以上的土方和支撑以下的土方进行开挖时，应分别选用分层分段和分块的常规形式。开挖时，应按照从端头井往中间放坡的方向进行。上下土方进行开挖时，上部土方使用普通挖机配长臂挖机开挖，下部土方采用“小挖机+钩机”配合长臂开挖，采用大型自卸车进行运输，对于混凝土盖板下的土方，需要使用小型挖机将其移至两侧，再由长臂挖机将其挖出。

因该站基坑开挖范围内有中风化泥质砂岩，土体强度较高，因此，为保证开挖不超深超宽，应采用炮头机分层凿除开挖，以确保凿除开挖不超深、不超宽。应根据设计道路横坡及边坡比放出坡脚线和坡顶线，分段流水施工，以便凿除的风化岩可被及时清运，同时便于高程的测量。

完成上述步骤后，应参照其采取分段流水的方式。为了方便在后期找平、修坡，开挖时应保留一个保护层，厚度在0.2～0.3 m。若出现开挖的基坑大于设计要求或道路结构层标高不一致的现象，首先应明确此种现象较正常，因为该土方实质上是风化岩，在开挖时应逐层对边坡进行控制，挖掘机无法开挖到设计范围内也造成了这一现象。

在开挖过程中没有控制好深度，可能会出现挖除部分超深、地基不符合规范等现象，应及时使用碎石或6%灰土对其进行填筑或整平，以达到设计要求，完成工程。

2.2 基坑内纵坡放坡开挖施工方法

（1）按照“由上而下，分阶段开挖”的顺序进行土方开挖。挖方时应对挖方平面位置、水平标高和边坡坡度进行测量和检查。边坡脚部设置分级平台，分级平台上有0.3 m×0.2 m的排水沟。

（2）依据基坑深度，分别采用小挖机+钩机配合，长臂式挖土机挖掘，自卸车应将土方外运至弃土场。

2.3 基坑土石方开挖方法

2.3.1 道路路面破除

该项目应打破现状路面和基坑中的临时硬化场地，采用松土器和液压锤结合反铲装碴自卸汽车弃碴进行打破操作。

2.3.2 冠梁土方开挖

采用PC220铲式挖掘机直接开挖冠梁和第一道混凝土支撑，使用自卸车装运。施工中需要开挖冠梁土方，放坡比为1∶3，土方开挖后应立即平整开挖面，及时施作冠梁和第一道混凝土支撑。

2.3.3 基坑土石方开挖

开挖时应根据“分层、分段、对称”的原则施工，对台阶进行施工时，应先拉槽，并且两侧应预留一个三角土护坡，将每级台阶长度控制在8 m左右，以符合机械开挖的设计标准。根据支撑的分布情况，每层土方开挖高度应适当分层，不宜大于3 m。

支撑架设层以支承标高30 cm为各层开挖分界线，破碎岩层的基坑上部采用钩机，中间下部采用长臂式挖掘机，采用钩机和小型挖掘机相结合的方式进行挖土。基坑底面以上0.3 m的土方采取人工和小型挖机相结合的方式开挖找平，挖方过程中，两侧土体应按照“对称挖、平衡卸压”的原则。

2.3.4 基坑土石方开挖施工顺序

（1）对冠梁和第一道混凝土支撑进行施工，应满足围护结构符合标准、地下水位高度降至规定标高、开挖深度须至冠梁底部以下150 mm处等标准。（2）第一道混凝土支撑、冠梁的强度和基坑降水均符合要求时，竖向方可分两层，分段开挖至第二道支撑底部标高处，直至第二道支撑的标高后再进行下一道支撑的施工。（3）反复进行第二步，待钢支撑预加轴力完成后再挖下一层土方。（4）对最后一层土方进行开挖时，应注意分段进行，使小型挖机配合人工修整，采取随挖随铺的方式对局部深处和地梁进行开挖；基坑开挖应严格按照1∶3的放坡比进行施工，避免出现过大的垂直土壁。

2.3.5 基坑开挖技术要点

（1）在开挖至坑底以上30 cm过程中，应及时堵住围护桩渗漏点。（2）施工时应严格控制开挖深度和范围，禁止超挖；严格按照安全坡度进行放坡；为了避免发生滑坡现象，应使用钢筋网片+喷射混凝土的方式对暴露时间长或受暴雨冲刷的纵坡进行坡面防护工作[1]。（3）开挖至基底后，先行开挖排水沟和集水井，挖至标高位置，第一时间检查基底，无误后对基底进行封底垫层。（4）应选用机械开挖和人工相结合的方式进行施工；为了使坑底保持原貌，基底上30 cm的地方应由人工操作。

3 钢支撑施工

钢支撑架设可使基坑保持稳定，避免围护桩位移。其是否发生变形源与施工能否及时完成相关联，对撑和斜撑的有效时间分别为8、12 h，再及时对其施加预应力。选用规格为Φ609×16 mm的钢管进行钢支撑架设。安装时，先在地面上进行拼装，再基坑内采用履带吊、人工相结合的方式进行安装。可利用油压千斤顶分级进行施加轴力；拆除时，先逐级释放需要拆除的钢管支承轴力，再采取吊机双吊的方式将其提至地面，最后拆除支架和托板。

3.1 钢支撑堆放

不同长度的钢支撑应按照相应的顺序摆放在不用的位置，并对其进行分类标识，检验审查堆放和拼装的场地是否符合安全标准。依照图纸审核钢支撑的型号、规格及外观质量是否达到要求。

3.2 试拼接长

对照基坑的宽度，选用强度相对较高的螺栓和垫片连接管节，对钢支撑进行试拼装；检查钢支撑的拼装长度和两端接触面的长度，以确保质量，禁止使用不合格产品。

3.3 吊装就位

吊装应在试接拼长达到标准后才可实施，在安装起吊过程中，为了避免出现单点起吊的情况，应检查吊点的位置。在安装支撑过程中，为了避免水平向就位偏差大于100 mm，应仔细检查钢架支座的位置和间距等。

3.4 预加轴力

标准要求值的70%为钢支撑预加轴力的值，选用两个千斤顶分两次进行，且应保持对称同步，确保可分级加载。可在同一个液压泵站上方外接T形阀门，再将其接至组合千斤顶上方。预加轴力加载完成后，使用钢楔块将滑移槽塞紧，再通过焊接将其固定。第一次预加应力完成后，观察预应力在12 h内的损失情况和围护桩体的位移变化情况，若有损失，应添加应力至要求值。

3.5 防脱落措施

在预加轴力完成后，由于受力损失、碰撞和施工振动等原因，钢支撑易产生失稳现象，为保证基坑施工的安全性，应采取必要的防滑脱措施，每道钢支撑两端采用2Ф25 mm钢筋套住钢支撑，另一端通过紧固装置连接在桩身上。

3.6 斜撑安装

斜撑与直撑在安装方法一致，需要在安装前通过焊接，使斜撑的支座及钢围檩和围护桩中的钢板成为整体。

3.7 钢支撑轴力

钢支护设计为Ф609 mm，壁厚16 mm，基坑开挖时随挖随支护，严格按设计要求设置支护体系，及时施加支护预应力，第二道支护计算轴力70%。

3.8 钢管支撑施工技术要点

（1）应分级加载千斤顶的预加轴力。

（2）设置的钢支撑时间须符合要求，采取分段分层的方式对土方进行开挖，架设钢支座时应结合开挖的时间以及深度。

（3）钢管支承的所有连接处均应具有紧密的垫层，防止钢管支承偏心受压。

（4）为了确保支撑的轴心可均匀受力，设计端支斜撑的钢围檩和支撑头时，应保证其尺寸和角度均按标准进行焊接和安装。

（5）拆卸时应分阶段释放轴力，为了保证不出现瞬间预应力过大导致局部结构变形、开裂的现象，进行拆卸时应注意分阶段释放轴力；更换支撑需要利用主体时，须检查混凝体强度是否达到要求。

4 结语

本车站范围内主要分布岩土层为人工填土、粉质黏土、强风化泥质粉砂岩与中风化泥质粉砂岩。附属基底位于中风化泥质粉砂岩层中，基坑开挖深度约12 m。在基坑开挖过程中，由于桩间未设置旋喷止水桩，开挖过程在水土压力和施工扰动的情况下易产生流变和管涌现象，导致围护结构变形、基坑边坡失稳以及基坑隆起等不利现象，引起周边建筑物和地下管线的不均匀沉降破坏。确保基坑稳定、控制地表沉降，保证周边地面、周边建（构）筑物安全是本工程施工的重点。