地铁车站深基坑开挖支护施工浅析

殷永书

摘要：伴随着城市规模的扩大，为了缓解城市交通拥堵，提高出行效率，地铁在大都市得到建设和发展。而在地铁工程施工中，车站施工一般采用明挖法，当开挖深度超过5m，属深基坑施工。对于换乘车站而言，基坑的规模和深度则更大，施工单位更需做好深基坑的开挖和支护工作，以保证其施工质量和施工安全。本文以实际工程为例，对地铁车站施工中采用的深基坑开挖和支护施工工艺进行详细介绍，希望能够为类似工程的施工建设提供借鉴和指导。

关键词：地铁车站;深基坑;开挖;支护施工

一、前言

在城市交通运输方式中，地铁是非常重要一项交通设施，是缓解城市交通运输压力非常重要的手段。然而，地铁在建设过程中受到众多因素的影响，导致地铁工程安全性与稳定性难以得到保障，尤其是深基坑开挖工程，更是受到地铁地下管线、土层分布等多方面因素的影响。因此，有必要详细分析地铁工程深基坑开挖及支护施工技术，以提高地铁车站深基坑工程的施工质量。

二、工程概况

1、车站情况

五一路站为昆明市轨道交通5号线工程的第8个车站，车站有效站台中心里程为右DK7+672.060，车站设计起点里程右DK7+606.684，设计终点里程右DK7+737.984。车站总长131.300m。车站采用盖挖法施工，车站主体总建筑面积约为16483㎡，车站主体总外包长度约131.3m，中心里程外包宽度36.85m，基坑深度约34.10m～35.60m，覆土厚度约3.40～4.10m。

2、围护支撑结构设计概况

围护结构采用1500mm厚地下连续墙+内支撑方案。标准段连续墙插入深度为18m（局部20m），盾构段连续墙插入深度为21m。本站地连墙与后期主体结构内衬墙形成叠合墙。

内支撑形式：标准段采用三道混凝土支撑（一、三、四），三道钢支撑（二、五、六），一道倒撑。盾构段亦采用三道混凝土支撑（一、三、四），三道钢支撑（二、五、六），一道倒撑。

3、土方工程概况

本站主体基坑标准段开挖深度约为34.10～35.60m，地层从上到下依次为：素填土、圆砾、粉土、粉质粘土、粉砂岩等;车站底板位于粉质黏土与粉砂岩中。

开挖时严格按照“时空效应”分层、分段、分块开挖土方。

4、施工环境

（1）五一路站周边管线情况

五一路站线间距16.00m，大里程端与3号线通道换乘。五一路站周边地下主要有电力、通信、煤气、给水和雨污水管，无较大管径及较大埋深的控制性管线。

（2）交通情况

一期交通疏解占用五一路部分道路施工车站围护结构及主体结构，道路导改后需临时占用公安厅场地，临时拆除大门及铁栅栏（砖砌大门：3m、铁栅栏：85m）。根据道路导改原则将五一路行车道向景星公园侧平移，变为2条机动车道（3.5m）+2条人非道（3m），在导改路范围内上均铺设沥青混凝土，铺设面积为约 3650㎡。同时因五一路道路不能长时间占用，需在车站范围内需设置盖板（五一路道路），盖板长100.42m，宽14.54m，厚0.4m。盖板下设综合管廊和11根格构柱，管廊长度为100.42m，宽度为7.95m，高2.2m。

三、基坑开挖及支护

1、基坑开挖施工流程及工艺

该工程基坑开挖采用明挖法，按照“分段、分层、对称、平衡、快速开挖、快速支撑、快速施工”的原则进行具体施工，总体采用纵向分段的施工方式。为了确保施工安全，在施工前进行降水处理。采用φ273 mm 钢花管作为本次工程施工的降水井滤水管，在下管处理以前，施工单位先进行了测量孔深以及设置扶正器的处理，滤水管保持连续下降，在滤水管已经被下放到实现设定好的标高以后，对井口进行居中固定，之后进行滤料填筑，控制滤料总量大于设计总量的95%，最后安装水泵进行试抽处理。基坑开挖基本工作流程如下：首先，依据提前调查好的地下管线情况进行管线改迁工作，同时在施工附近建立围护桩，并完成冠梁及临时支柱桩的施工工作。其次，进行第一次施工段开挖，位置是第一道支撑中心正下方的0.5m处，同时进行冠梁及混凝土支撑工作。再次，进行第二次施工段开挖，位置是第二道支撑底面下方，深度与前一次保持相同，在处理工艺上则改为挂网喷锚，同时进行第一道钢支撑的架设工作。之后，进行第三次施工段开挖，深度保持相同，位置是第三道支撑底面下方，处理工艺与第二次施工段开挖保持相同。然后，开挖至基坑底。最后，对基坑底板做防水处理，同时完成混凝土浇筑工作。

2、基坑支护施工

该工程在设置第一道支撑时，采用的是钢筋混凝土，其优势在于可以提高整体结构的刚性，借助冠梁实现同围护结构之间的相辅相成，从而为工程安全性与稳定性奠定良好基础。在施工之前，进行支撑预拱度的设置处理，在垫层时需要填充5cm左右的砂浆，从而保证支撑稳定性，之后绑扎混凝土支撑钢筋，同时安装好预埋件，并通过混凝土连系梁进行连接。侧模的拼接方式选择钢模板对拉固定方式，控制拉杆间距在60cm×100cm。等到混凝土彻底凝结后，才可以进行模板的拆除处理，初凝时还需进行表面的二次收面处理，并进行保温处理。支撑预拱度应预留出千分之二，等到支撑强度超过80%后，才可以进行下一阶段的施工。

在基坑开挖施工以后，侧向土将对围护结构造成压力冲击，从而导致围护结构出现变形情况。为保障施工安全，需要在基坑中央设立临时立柱桩，同时为了加强承重，还需要同连系梁之间进行固定处理。当第一次施工段开挖结束以后，需要依次完成钢围檩托架、钢围檩的安装工作。

在对钢支撑施加预应力的过程中，一定要保证与千斤顶伸力保持相同，因此一定要仔细计算，确保数据的真实与准确。在基坑内需要设置格构柱，并同连系梁之间采用箍圈进行固定，同时用钢板减小钢支撑同连系梁的空隙大小。为了保障工程的安全，需要实时监测钢支撑轴力，出现异常时需要进行相应处理。为了避免钢支撑脱落，施工单位必须安排专职指挥人员进行监管，确保钢支撑轴力保持在规定范围内。同时通过扭力扳手在满足扭矩基础上进行钢支撑拼接工作，同时要求施工人员禁止在钢支撑上行动或摆放建筑材料，同时还可以通过钢丝绳将支撑进行连接，提高钢支撑的稳定性。

最后，施工需要注意的重要事项便是钢支撑拆除工作，在拆除过程中，必然会形成对其他支护结构的压力冲击。因此，在具体施工之前，需要保证受到压力冲击的支护结构可以满足稳定性设计要求。标准段、盾构段：底板混凝土达到设计强度的85%后，撤除第六道支撑;待地下四层侧墙达到设计强度的85%后，架设倒撑拆除第五道支撑;地下三层板混凝土达到设计强度的85%后，撤除第四道支撑;地下二层板混凝土达到设计强度的85%后，撤除第三道支撑;地下一层板混凝土达到设计强度的85%后，撤除第二道支撑;顶板混凝土达到设计强度的85%后，撤除第一道支撑及倒撑;顶板强度达到100%后回填覆土，恢复路面。

四、结束语

总而言之，地铁车站深基坑開挖及支护工程具有非常高的风险性，在具体施工过程中一定要严格控制施工工艺，相关人员必须落实好具体施工前的准备工作以及施工过程中的监管工作，只有如此，才能保障地铁车站深基坑施工本身的安全性，以及不对周围居民及建筑造成不利影响。

参考文献

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