◎李偉

地鐵由于運(yùn)力大、時(shí)效性高，能夠有效提高城市公共交通的運(yùn)量和效率，緩解地面交通堵塞，因此成為我國很多城市公共交通體系建設(shè)的主要發(fā)展方向之一。而車站是地鐵系統(tǒng)的核心組成部分，其施工質(zhì)量將對地鐵系統(tǒng)的正常運(yùn)營產(chǎn)生重要的影響。在地鐵車站的施工中，明挖法是比較常用的施工技術(shù)，施工單位應(yīng)準(zhǔn)確掌握明挖法施工的各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)和操作規(guī)范，保證車站的施工質(zhì)量和效率，促進(jìn)我國地鐵系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。

一。地鐵明挖施工相關(guān)內(nèi)容論述

1.基本特點(diǎn)。

（1）施工操作便捷性高，相比于逆作法、臺(tái)階法等作業(yè)方法，明挖法在開挖時(shí)沿著由上至下的順序，在結(jié)構(gòu)施工時(shí)按照由下至上的順序，施工便捷度較高，施工過程相對簡單。

（2）施工工期較短，因?yàn)槭┕み^程便捷度較高，所以消耗的時(shí)間成本較低，可起到縮短施工工期的作用。

（3）結(jié)構(gòu)受力情況良好，明挖法所提供的作業(yè)面數(shù)量和作業(yè)面面積相對豐富，搭配支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，能夠營造穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境，從而提高結(jié)構(gòu)受力情況的穩(wěn)定性。

（4）所需的作業(yè)場地較大，對于已初具規(guī)模的城市，為確保明挖法的正常應(yīng)用，需阻斷既有道路交通，且明挖法會(huì)對既有道路帶來較大破壞，后期道路恢復(fù)、管線調(diào)整又會(huì)增加一些時(shí)間成本的支出，從而影響城市交通的正常運(yùn)行。

地鐵明挖施工圖

二、施工關(guān)鍵

（1）施工期間做好各種地下管線的懸吊防護(hù)、確保各種地下管線在施工期間的安全和穩(wěn)定。

（2）車站土方開挖及支撐過程中根據(jù)土體變形的時(shí)空效應(yīng)原則，縮短開挖與支撐的間隔時(shí)間，減小因圍護(hù)樁過量位移而引起的周邊上體下沉量，以保護(hù)周圍建筑物和行車安全。

（3）明挖基坑石方爆破施工安全。

三、基坑噴錨

掛網(wǎng)鋼筋為Φ8@150×150，噴射施工材料為C20 早強(qiáng)混凝土，厚度80mm，鋼筋網(wǎng)搭接量至少達(dá)30cm。在圍護(hù)樁施工期間，分別向各樁置入長350mm 的Φ16 鋼筋（豎向間距300mm），樁間設(shè)置Φ16 的三級鋼加強(qiáng)橫筋（豎向間距1.3m）。為避免鋼筋網(wǎng)掉落的情況，輔以焊接措施，以提高其穩(wěn)定性。

基坑噴錨圖

1.噴錨施工流程。

噴錨施工流程為開挖工作面→基面修整→綁扎掛網(wǎng)鋼筋→噴射混凝土→抹面收光。

2.噴射混凝土施工工藝。

噴射施工前做全面的準(zhǔn)備工作，檢查施工機(jī)械、水電管路等其它配套設(shè)施，保證其能夠正常使用。噴射混凝土終凝達(dá)2h后，進(jìn)入養(yǎng)生環(huán)節(jié)，以混凝土的質(zhì)量情況以及氣溫為準(zhǔn)，合理控制灑水量，加強(qiáng)防護(hù)，減小外部因素的不良影響?？v向單次開挖長度5 ～10m，掛網(wǎng)噴錨，盡可能縮短兩項(xiàng)工作的間隔時(shí)間。換言之，開挖后土體的暴露時(shí)間不宜超過半天。噴頭與受噴面的距離始終控制在1.5 ～2m，調(diào)整噴射機(jī)的風(fēng)壓，該值宜穩(wěn)定在0.3 ～0.5MPa。分段分片有序噴射施工，先處理鋼筋網(wǎng)與圍護(hù)樁的間隙，再完成鋼筋網(wǎng)的噴射作業(yè)。噴射施工期間，噴頭持續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，后圈壓前一圈1/3，避免漏噴現(xiàn)象。遇樁間土體超挖的情況時(shí)，可用素混凝土回填并夯實(shí)，使其恢復(fù)至完整狀態(tài)。加強(qiáng)對焊接長度的控制，同時(shí)焊縫需飽滿?？刂坪媒宇^的位置，不宜設(shè)置在受力較大的區(qū)域。

四、施工對策

1.對車站土方開挖根據(jù)理論計(jì)算分析，合理分段分層開挖，開挖后及時(shí)支撐并施做合適的預(yù)加應(yīng)力。

2.選用合理的爆破方法和爆破參數(shù)，將爆破振動(dòng)控制在允許范圍內(nèi)。

3.采用信息化施工，及時(shí)量測各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過理論計(jì)算分析指導(dǎo)施工，確保施工方法的科學(xué)可靠。

4.增加臨時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)分割B 端設(shè)備與管理用房區(qū)為三塊，化大開挖為小開挖，減少開挖中側(cè)壓力的影響。

五、地鐵明挖車站基坑開挖的施工技術(shù)要點(diǎn)

1.土方開挖。

土方開挖作業(yè)分段依次開展，技術(shù)要點(diǎn)：

（1）精準(zhǔn)測量并界定開挖邊界，設(shè)置標(biāo)高控制點(diǎn)，以便后續(xù)可以有效開挖土方，避免超挖、欠挖問題。

（2）土方開挖的工作量較大，采取機(jī)械化作業(yè)模式，即挖掘機(jī)、裝載機(jī)協(xié)同運(yùn)行，產(chǎn)生的棄渣由自卸車轉(zhuǎn)移至指定堆放點(diǎn)，避免現(xiàn)場堆積。開挖過程中由專員指揮，及時(shí)測量標(biāo)高，保證開挖進(jìn)尺的合理性。

（3）合理協(xié)調(diào)開挖與支護(hù)的關(guān)系，盡可能縮短基坑無支撐的暴露時(shí)間，以免在外部環(huán)境的作用下導(dǎo)致基坑失穩(wěn)。

2.土方回填。

土方回填以機(jī)械回填為主，局部機(jī)械設(shè)備無法正常運(yùn)行時(shí)（例如空間限制），由人工回填。土方回填施工所用機(jī)械設(shè)備包含推土機(jī)、裝載機(jī)等，按自下而上的順序分層依次回填，單層厚度約300mm。

為提高回填后土方的密實(shí)性，先對填土進(jìn)行初步平整，再用沖擊打夯機(jī)等相關(guān)設(shè)備處理，全面夯實(shí)土方面層，不可遺漏。打夯機(jī)無法觸及的區(qū)域，采用人工打夯的作業(yè)方法，要求虛鋪厚度不超過200mm。從四周開始，逐步向中間推進(jìn)，有序夯實(shí)各部分。

回填壓實(shí)環(huán)節(jié)采用壓路機(jī)，由專員操控設(shè)備，做到勻速、緩慢行駛。填土厚度不宜超過250～300mm，每層壓實(shí)6～8遍，具體根據(jù)實(shí)際施工情況而定。各部分的碾壓方向一致，均從兩側(cè)逐步向中間推進(jìn)，相鄰碾壓帶重疊15～25cm。填方邊緣部分穩(wěn)定性不足，壓路機(jī)的噸位較重，易導(dǎo)致邊緣處失穩(wěn)，為避免邊緣失穩(wěn)，要求碾輪距填方邊緣的距離不可小于500mm，角部位則由小型夯實(shí)機(jī)具處理。每完成一層碾壓作業(yè)后，隨即對表面拉毛。

3.基坑結(jié)構(gòu)的支護(hù)施工。

（1）做好基礎(chǔ)資料的研究工作，明確灌注樁的具體安裝位置，并對控制點(diǎn)做好編號工作，以便于后續(xù)施工活動(dòng)的順利進(jìn)行。

（2）鉆機(jī)結(jié)構(gòu)就位，需對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，做好補(bǔ)強(qiáng)工作后，再進(jìn)行鉆機(jī)結(jié)構(gòu)的安裝工作，其中心線位置需和鉆孔位置保持在同一線路上，同時(shí)在完成結(jié)構(gòu)安裝之后，還需對鉆機(jī)垂直度進(jìn)行調(diào)整，以此確保鉆孔活動(dòng)的順利推進(jìn)。

（3）開始進(jìn)行鉆孔操作，鉆孔過程中需控制好鉆進(jìn)速度，并且控制鉆桿偏移量，如果發(fā)現(xiàn)鉆桿偏差值超過了允許范圍，也需及時(shí)作出調(diào)整，隨后再進(jìn)行下一階段的施工操作。

（4）對成孔質(zhì)量做好檢查，同時(shí)做好清孔工作，提前做好注漿管的預(yù)埋工作，在預(yù)埋過程中對泥漿進(jìn)行拌和，水灰比控制在0.7～1.2。

（5）按照要求進(jìn)行注漿施工，注漿管端口距離底部的距離不能超過50cm，注漿開始后，注漿管需深入混凝土面1.0～1.5m，以此提高最終的注漿效果。在注漿量達(dá)到9m3 時(shí)，暫停注漿施工，等待混凝土面自然沉降一段時(shí)間后，再次進(jìn)行注漿操作，從而提高整個(gè)注漿過程的有序性。

4.基坑開挖與支護(hù)方法。

雙側(cè)臺(tái)階法。雙側(cè)臺(tái)階施工法就是土方開挖時(shí)，在中間進(jìn)行拉槽開挖，而兩側(cè)進(jìn)行臺(tái)階開挖，這樣可以增加一次開挖分層厚度，提高初次土方的開挖量，同時(shí)也可以減少中間土方拉槽開挖的側(cè)壓力，有效防止塌方發(fā)生。

土方拉槽開挖豎向分層高度每次宜控制在2～3m，臺(tái)階高度宜控制在1～2m?？v向宜為20m。

第1 層的土方開挖至第1 道鋼支撐下0.5m 處，需沿著基坑的縱向拉槽進(jìn)行開挖，槽兩側(cè)頂需各留4m 寬工作平臺(tái)，為后續(xù)網(wǎng)噴和第1 道鋼支撐提供平臺(tái)。

雙側(cè)臺(tái)階頂部可根據(jù)鋼支撐的位置進(jìn)行調(diào)整，有利于樁間噴射混凝土施工，又可利用此平臺(tái)及時(shí)進(jìn)行鋼支撐安裝，可以確保在鋼支撐施工時(shí)不影響土方開挖施工，以整體加快總施工進(jìn)度，由于兩側(cè)有土方，可以有力減小基坑兩側(cè)蠕變的速度。每層間保證平臺(tái)預(yù)留土與基坑拉槽開挖保持同步進(jìn)行，循環(huán)往復(fù)，直到開挖至距離基底標(biāo)高20cm 時(shí)，需人工進(jìn)行開挖至標(biāo)高位置，保證基底土的穩(wěn)定性。

5.基坑的垂直、水平運(yùn)輸。

基坑開挖內(nèi)部的土方采用自卸汽車經(jīng)馬道水平運(yùn)出場外。在鋼管支撐下和圍護(hù)樁附近機(jī)械難以開挖處，配合人工開挖運(yùn)土至機(jī)械可以開挖處，再由機(jī)械開挖外運(yùn)。最后馬道土方的開挖用挖掘機(jī)挖土，剩余土方配合人工開挖，再由汽車式起重機(jī)吊裝外運(yùn)。

基坑開挖至基坑端部，基坑內(nèi)安排1 臺(tái)挖掘機(jī)，基坑邊安排1 臺(tái)長臂挖掘機(jī)配合出土，待施工至長臂挖掘機(jī)臂展觸及不到處，采用起重機(jī)配合吊土，吊斗體積至少為2m3

6.地面排水。

在基坑頂部周邊以砌磚的方式修筑排水溝，其作用在于承接基坑抽排水以及源自地面的雨水，提高排水效率，以免因水量較大而出現(xiàn)倒灌至基坑的情況。根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在其邊緣部位修筑擋水緣。向基坑內(nèi)抽水后，該部分水中含有泥沙，若直接將其排至市政管網(wǎng)中，則容易加大堵塞概率，造成嚴(yán)重的不良影響。對此，在各排入口分別修筑沉淀池，每池又細(xì)分為三個(gè)小池，即進(jìn)水池、沉淀池、出水池，經(jīng)過流程化的處理后，清理沉渣，將含泥沙量較低的水排至下水道，從而規(guī)避管道堵塞的問題。

六、基坑變形控制與復(fù)雜施工環(huán)境的應(yīng)對措施

在目前的車站基坑開挖施工過程中，通常地質(zhì)環(huán)境、施工環(huán)境都很復(fù)雜，因此，在施工過程中，要確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)壓能力、抗?jié)B能力、插入比是基坑穩(wěn)定的關(guān)鍵，施工過程中對人工挖孔樁、機(jī)械鉆孔樁進(jìn)行嚴(yán)格的控制。嚴(yán)格貫徹“時(shí)空效應(yīng)”原則組織信息化施工，處理好開挖和支撐的關(guān)系，嚴(yán)格按照“時(shí)空效應(yīng)”原理組織施工，在開挖過程中掌握好“分層、分段、分塊、對稱、平衡、限時(shí)”六個(gè)要點(diǎn)，遵循“豎向分層、縱向分區(qū)分段、橫向先中間后兩側(cè)、隨挖隨撐、快速封底”的原則，處理好開挖和支撐的關(guān)系，快速安裝鋼支撐，及時(shí)對鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力，并根據(jù)監(jiān)測情況及圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形情況及時(shí)復(fù)加預(yù)應(yīng)力，保證支護(hù)體系的穩(wěn)定，防止地表水滲入土中軟化土體。及時(shí)施作墊層和底板混凝土，控制底板隆起?；娱_挖到底后及時(shí)施作墊層混凝土封底，不允許長時(shí)間暴露，并適量降低承壓水。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果的分析，必要時(shí)將墊層加厚或在底板上增加一道臨時(shí)鋼支撐。在最短的時(shí)間內(nèi)將結(jié)構(gòu)底板施作完畢，以確?；影踩?，不發(fā)生變形。結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土按照底板→下三層側(cè)墻、柱及中板→下二層側(cè)墻、柱及頂板→下一層側(cè)墻、柱的順序從下至上逐層施工，支撐嚴(yán)格按設(shè)計(jì)順序拆除，此時(shí)應(yīng)處理好拆支撐和結(jié)構(gòu)混凝土施工的關(guān)系。每段結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后才能拆除該段支撐。

1.車站基坑開挖方案。

地鐵車站工程的基坑開挖計(jì)劃一般是按照特定的方向從上而下分層次進(jìn)行，通常采用的是機(jī)械分層開挖，開挖初期，采用挖掘機(jī)挖掘最上層的土層；其余土層采用小型挖掘機(jī)基坑內(nèi)倒運(yùn)，長臂挖掘機(jī)出土?？刂浦苓叺孛娉两?，保護(hù)周邊建筑、管線及基坑的安全，一方面控制沉降總量，另一方面控制沉降速率。施工過程中要嚴(yán)格控制無支撐暴露時(shí)間在24 h 之內(nèi)，對基坑開挖實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，將監(jiān)測結(jié)果及時(shí)反饋到施工現(xiàn)場，指導(dǎo)施工，運(yùn)用信息化施工，把基坑變形量始終控制在合格指標(biāo)之內(nèi)。開挖前將分層位置、深度作圖示意，使施工人員做到心中有數(shù)，以控制挖土深度。

2.車站基坑開挖施工工藝。

基坑開挖分臺(tái)階施工，自上而下分多個(gè)臺(tái)階，每個(gè)臺(tái)階安排一臺(tái)挖掘機(jī)負(fù)責(zé)向上倒運(yùn)土方，最上一個(gè)臺(tái)階的挖掘機(jī)可用大型反鏟挖掘機(jī)，連挖土帶裝運(yùn)。（1）第一層開挖。分層厚度應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求，開挖方向按照設(shè)計(jì)方向倒退開挖，挖掘機(jī)停在地面上，開挖時(shí)利用反鏟倒退挖土后直接裝車，橫向先挖中間部分，然后再挖兩側(cè)土方。開挖斷面每超過一根橫撐位置后及時(shí)安設(shè)第一道鋼支撐。 （2）第二層開挖挖掘機(jī)從基坑南端鋼橫撐與角部斜撐圍成的空間處開始開挖，并在第一道鋼支撐安裝前先在基坑中間沿縱向開挖出一條5.0 m 寬的坡道，坡度小于30°，用于第二層土方運(yùn)輸，第二層土方沿橫向先挖中間部分，為運(yùn)輸車輛提供裝車位置，運(yùn)輸車輛由地面沿運(yùn)輸坡道倒至裝車點(diǎn)，由挖掘機(jī)裝車，運(yùn)輸至臨時(shí)集土場。第二層土方控制在第二道鋼支撐以下1.0 m 以內(nèi)，工作面每超過一根鋼支撐位置，及時(shí)安裝鋼支撐。（3）第三層開挖。挖掘機(jī)按照設(shè)計(jì)方向倒退開挖，開挖順序?yàn)橄仍诨又胁客?，沿縱向開挖出5.0 m 寬的坡道和第二層坡道連接，運(yùn)土車可進(jìn)入基坑裝運(yùn)第3 層土方。工作面每超過一根鋼支撐位置，及時(shí)安裝鋼支撐。（4）第四層開挖。利用長臂挖掘機(jī)停在第3 層土體上挖第4 層土方，先挖橫向的中間部分再挖兩側(cè)，運(yùn)輸車停在第3 層土體上裝土并運(yùn)出基坑。

七、施工監(jiān)控側(cè)量

1.監(jiān)控量測方案。

監(jiān)控量測包括保護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變化、保護(hù)結(jié)構(gòu)的橫向變形和土體的變形、水壓力、保護(hù)結(jié)構(gòu)的土壓力、地面沉降等。

2.控制標(biāo)準(zhǔn)。

（1）防護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和沉降超過警戒值（警戒值為底板坑開挖深度的2‰，控制值為底板坑開挖深度的2.5‰），通知有關(guān)部門提高測量頻率，組織技術(shù)人員對施工要素進(jìn)行分析，調(diào)整支護(hù)參數(shù)或采用地層加固措施，確保防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；超過最大控制值，停止施工，專人組織施工過程，調(diào)整措施，保護(hù)結(jié)構(gòu)，然后再恢復(fù)施工。

（2）地面沉降速度過快（報(bào)警值為10mm，警戒值為20mm，最大控制值為30mm），應(yīng)提高監(jiān)測頻率。必要時(shí)，責(zé)令有關(guān)部門停止運(yùn)行，檢查加固支護(hù)基礎(chǔ)，加強(qiáng)對巖層的防治，確保施工安全。

（3）周圍建筑物地基和地面沉降過大時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，加固底板周圍的地層。

（4）當(dāng)建筑物變形到接近報(bào)警值（報(bào)警值為10mm）時(shí)，應(yīng)增加檢測頻率，另外，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，快速調(diào)整支護(hù)參數(shù)或加強(qiáng)地層。當(dāng)達(dá)到警戒值（邊界值為20mm）時(shí)，通知監(jiān)理及上級主管部門，必要時(shí)在已有建筑物的基礎(chǔ)上采取加固措施。

結(jié)語

綜上所述，地鐵作為重要的城市有軌交通工具之一，在應(yīng)用過程中，具備行駛安全性強(qiáng)、載客能力高、運(yùn)行速度快等應(yīng)用優(yōu)勢。在城市地鐵明挖車站施工中，基坑開挖是重點(diǎn)內(nèi)容，施工中需根據(jù)實(shí)際情況合理優(yōu)化技術(shù)，除了做好基礎(chǔ)開挖工作外，還需加強(qiáng)支護(hù)以及防排水，有效維持基坑的穩(wěn)定性，盡可能減小外部環(huán)境對基坑施工的影響，在安全的環(huán)境中高效完成基坑的建設(shè)工作。根據(jù)本工程所處的地理環(huán)境及工程地質(zhì)情況，制定與之相應(yīng)的施工開挖技術(shù)方案；鋼支撐的位置應(yīng)計(jì)算準(zhǔn)確，并確保施工無誤；確保施工過程中技術(shù)可靠，相關(guān)措施得當(dāng)，各項(xiàng)工作按部就班，管理到位，保證每道工序順利進(jìn)行。