地铁车站深基坑的基本条件及施工技术研究

周 委，程 然

中交一公局第三工程有限公司，北京 101102

1 工程概况

兆麟公园站为地下三层11m岛式站台车站，属于地铁3号线二期的第19座站，具体位置在友谊路与地文街、井街交叉路口东侧。车站总建筑面积为13516.11m2；全长150m；标准段宽度为19.9m；车站轨面埋深约为22.77～22.5m；车站中心里程处覆土约为3.5m；共设计了4个出入口（其中1个预留）、1个安全出口（兼消防通道）及2组风亭，无障碍出入口与2号出入口结合设置。

2 基坑开挖技术要求

该地铁车站基坑开挖方法选择明挖法，编制科学的开挖方案，确定施工流程和开挖作业的先后顺序，统筹各项资源，协调时间与空间效益，确保基坑开挖效率与质量。加强施工质量管理与安全管理，把握开挖技术要求，具体如下。

（1）开槽支撑与先撑后挖。在正式进行基坑开挖前，必须施作钢支撑，并且必须在地下连续墙、冠梁及支撑达到设计要求后，才能够开展基坑开挖作业。分区、分段、分层、对称开挖。综合考虑基坑纵向边坡放坡的地质情况、周边建筑物等因素确定基坑开挖作业的安全坡度，遵循“分区、分段、分层、对称开挖”原则，控制开挖深度和开挖量，其中开挖深度应保持在2m以下，严禁超挖。

（2）排水系统的设计。为了防止基坑底部出现积水，在纵向放坡开挖前和完成基坑开挖作业后应做好排水工作，开挖前在纵向放坡坡顶位置设计截水沟壑挡水土堤，并设计基坑排水系统和集水井。

（3）限时作业。每一工矿开挖作业和钢支撑施作的时间应控制在16～20h。

（4）开挖方法。以机械开挖为主，辅助人工开挖，其中人工开挖的对象为在基坑底部位置预留出的厚300mm的土层，避免干扰基坑坑底土体，且实施挖土作业的机械设备及运输车辆严禁在钢支撑上活动运行。

（5）渣土处理。采用自卸车将渣土转运堆放在预先设计好的位置，避免影响基坑正常开挖作业。

（6）监督与量测。加强对基坑开挖作业的监督与量测，控制基坑围护结构的变形量，保证基坑的稳定性与安全性。

3 开挖及出土方法

3.1 基坑开挖流程

基坑开挖作业需要统筹施工现场各项资源，协同设备、人员安排，充分发挥出时间与空间的优势，加强开挖技术要点的控制，确定最佳的开挖方案和流程。

3.2 冠梁施工

（1）冠梁开挖作业。冠梁施工应遵循分段施工原则，严格遵循施工规范，保证冠梁各段接缝处理效果。围护部位土体开挖作业采用空压机机械开挖和人工开挖两种开挖方式，先完成顶冠梁施工沟槽，并在沟槽两侧预留出50cm宽的操作面，确保底面标高不小于冠梁底面标高，配合人工开挖的方式完成槽底开挖找平。

（2）冠梁钢筋制作及安装。为了保证冠梁钢筋制作效率和安装效果，工作人员应该根据相关技术规程开展作业。同时，在连接钢筋混凝土围檩与围护墙时，应该先确定安装位置，确定安装位置后，才能够剥露出钢筋混凝土围檩，实施焊接及浇筑施工。

（3）冠梁模板制作与加固。冠梁模板通常采用竹胶板，模板加固多选择架设脚手架与配合拉杆的方式，该地铁车站基坑开挖施工中，冠梁模板加固脚手架采用Ф48mm钢管，同时配合拉杆实现加固，钢管配置方式为双根双向，竖向间距控制在1m以下。

（4）混凝土浇筑。在试验室进行混凝土配方试验，根据配比加入各类材料，充分拌制，遵守混凝土浇筑施工标准。完成冠梁混凝土浇筑作业后，应开展洒水或覆盖养护，检查混凝土强度，确定混凝土强度、刚度等性能达到设计要求后，才能够开展下一道施工工序，进行基坑开挖作业。

（5）开挖施工。根据设计好的开挖深度开展土方开挖作业，分层作业，严禁超挖。采用回填基坑原土的方式加强钢筋混凝土支撑梁和垫层，同时选择在围檩梁和支护结构连接位置预埋设钢筋，采用斜向焊接加固的方式，将二者紧密连接。

（6）支撑固定。根据设计方案选择支撑固定方式，将钢筋混凝土支撑梁设置为预起拱，采用安装拉杆螺丝的方式加固支撑和围檩梁的侧模。

（7）缩短混凝土混凝时间。为了统筹资源，发挥出时空效应，达到控制施工工期的目的，可优化施工计划，并在拌制混凝土时加入一定量的早强剂，做好混凝土养护，缩短混凝土凝固时间。

（8）混凝土支撑拆除。根据施工标准及规范，应在完成车站主体结构施工后及时拆除混凝土支撑，采用分段（分段长度小于2m）切除拆落的方式，应用履带吊将支撑方木、脚手架及钢支撑结构吊装到运输汽车。

（9）保障施工安全。为了提升施工的安全性，避免工作人员在支撑梁上作业和行走时出现安全事故，应设置基坑施工防护设施，如防护栏杆等。

3.3 腰梁、混凝土支撑施工

（1）混凝土支撑施工流程。混凝土支撑施工流程包括钢筋监测、钢筋加工制作和安装拆除。详细的施工内容及流程如图1所示。

图1 混凝土施工内容及流程

（2）混凝土支撑施工技术措施。根据基坑开挖方案开展土方开挖作业，开挖到第一道钢筋混凝土支撑梁垫层底面位置后，实施凿开与钢筋混凝土支撑垫层施工。其中，支撑模板选择木模板，为了便于后续拆模作业，施工人员应在安装模板前，在模板上涂抹隔离剂。混凝土浇筑方式采用一次现浇，并重视混凝土养护，控制养护时间，不得少于14d。

3.4 钢支撑架设及拆除

（1）内支撑施工原则。①内支撑施工应遵循“随挖随撑”的原则，并控制基坑无支撑暴露时间，暴露时间不得超出8h。②基坑底部位置预留出厚300mm的土层，实施人工开挖找平。③加强施工技术管理，遵守施工流程，达到快速开挖和开挖支撑的目的。

（2）钢支撑支撑施工方法。①钢支撑制作：土方开挖作业与钢支撑支撑的施作保持在同一频率。其中，结合基坑尺寸和钢支撑特点确定材料类型并进行组配，要在支撑前加工处理好法兰盘与加劲箍，完成单根钢支撑组装作业。②钢支撑装配件与预埋件的选择：钢支撑支撑施工要应用的装配件主要是固定端和活动端支座，而主要用到的预埋件为平整钢板，平整钢板根据预埋施工规范埋设在地下连续墙上。③支撑位置线的确定：每一工况开挖作业进行到支撑架设位置，应及时确定支撑位置线。④钢支撑安装：钢支撑安装采用吊装的方式，可根据施工实际情况选择汽车吊或龙门吊，将钢支撑吊装至预埋钢板位置，调整预埋钢板、千斤顶轴线以及钢支撑活动端头的位置，继而开展安装作业。吊车安装钢支撑示意图如图2所示。

图2 吊车安装钢支撑示意图

（3）钢支撑拆除。①由设计单位出具书面通知书，并保证混凝土强度达到设计要求，即混凝土强度达80%后，才能开展拆除作业，同时要严格按照拆除规范和顺序。钢支撑拆除具体顺序如下：第四道钢支撑拆除→第三道钢支撑拆除→第二道钢支撑拆除→第一道钢支撑拆除。②钢支撑拆除作业在悬空的环境下进行吊起拆除作业，为了确保施工安全，设置临时脚手架，同时选择在钢支撑活动端头位置设计2台100t千斤顶，与钢支撑安装施工预应力相反，对钢楔施加轴力，使钢楔出现松动，移除钢楔，拆除钢支撑。

4 结束语

综上所述，为了缓解城市交通压力，我国越来越多的城市都在建设地铁工程，而在地下环境下开展地铁车站深基坑施工，需面临的情况较为复杂，因此施工人员需首先分析基坑深基坑开挖作业的基本条件，然后采用恰当的施工技术，以此确保项目整体施工质量满足预期要求。