地铁车站明挖深基坑施工技术

地铁车站明挖深基坑施工技术

摘要：以某地铁车站明挖基坑工程为依托，介绍了深基坑施工的技术重点要求，并对基坑土方开挖、施工工序，施工安排，施工方案，基坑开挖安全风险点和保证措施，监控量测，安全措施等具体施工环节进行了详尽的研究，明挖基坑施工具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。明挖法的关键工序是：降低地下水位，基坑支护，土方开挖，结构施工及防水工程等。其中基坑支护是确保安全施工的关键技术

关键词：明挖法；土方开挖；安全风险；支撑安装；基坑降水；监控量测；安全措施；

序言：地铁车站明挖深基坑施工技术是地铁明挖施工的基本工艺，通过对明挖深基坑施工技术的研究，掌握基坑支护、土方开挖、基坑降水等施工工艺，本论文针对地铁施工明挖法和地下基坑明挖法施工。

一、工程概述

车站为双层双跨12m岛式站台车站，标准段宽度为20.7m，主体总长169.1米，其中明挖段为20.5m,采用明挖法施工，其余采用暗挖施工。明挖段基坑围护结构采用φ1000@1200mm钻孔桩，内支撑采用φ609钢管支撑（t=16 mm），主体明挖段基坑竖向设六道支撑。沿每道支撑端部设钢腰梁，腰梁采用2根Ⅰ45c 加缀板组合而成，腰梁固定于间隔布设的三角托架上。

二、施工工序

1、施工钻孔桩—施工桩冠梁—土方开挖至冠梁下0.5米——架设第1道钢支撑

2、余下5道钢支撑按照以下顺序进行：

土方开挖至钢支撑下0.5米并挂网喷射砼—三角托架—架设钢围檩—架设钢支撑—安装千斤顶施加预加轴力—开挖至下一道钢支撑下0.5米并挂网喷射砼

3、土方开挖至距基底30厘米挂网喷射砼，人工开挖至设计基底施做综合接地并浇注砼垫层。

三、施工安排

1、开挖前准备工作

1）认真审查施工设计图纸，填写图纸审核记录。

2）严格细致地做好深基坑施工技术方案和施工操作规程。

3）基坑降水工作应在基坑开挖前达到设计要求，保证土方开挖在无水状态下施工。

4）按设计要求备足钢支撑，备好出土、运输和弃土条件，确保连续开挖。

5）对基坑周边30m范围内的建筑物进行调查，并编制详细的监控和保护方案。

6）配备足够的开挖及运输机械设备，做好机械的检测、维修保养等工作。

2、施工原则

土方开挖原则为水平分段、竖向分层、中间拉槽、随挖随撑。

3、开挖机械设备

主要开挖设备：1台挖掘机pc400-5、1台VIO55小型挖掘机、1台装载机zl50、1台25t吊车等。

主要运输设备：若干辆重型自卸汽车,保证每天最大出土能力250立方。

桩间网喷主要设备：1台电动空压机6m3/min、2台TD-9砼喷射机、1台强制式砼搅拌机YSC-500。

钢支撑安装设备：千斤顶2台，1台25t吊车,电焊机、气焊等

四、施工方案

1、土方开挖施工

土方开挖分为二个阶段进行。

第一阶段由两台挖掘机进行，一台小型挖掘机在基坑内倒土，另一台在基坑外边负责倒土和装运。

第二阶段为由一台小型挖掘机和一辆吊车配合，由挖掘机进行倒土和装运，由吊车进行吊土和装运。

2、钢支撑施工

1）加工

设计采用一个固定端，一个活动端。

2）架设

第一道钢支撑架设于冠梁上，并与冠梁预埋板相连接；第二至六道钢支撑架设期间均与土方开挖交叉作业。

a首先架设三角撑托架，安装托架与桩表面密贴。

b 钢围檩的安装：吊车和挖掘机与人工配合将钢围檩节架设到三角托架上，节间采用焊接连接。

c 桩与钢围檩之间空隙处浇注C25细石砼进行填充。

d 钢支撑的架设：架设前先在基坑地表根据尺寸要求进行拼装成型，第一步平整承力钢板，第二步对固定端的钢管与钢围檩进行焊接，第三步对活动端施加预压力，并且打入钢楔固定，并用电焊把钢楔固定。

3）钢支撑的拆卸

当钢支撑下的主体结构施工到钢支撑处，并且砼达到设计强度时，便可拆卸钢支撑（有设置倒撑的必须先加倒撑）。

3、桩间喷射砼施工

桩间喷射砼：①对暴露面的基准面进行人工修整，在桩体上植入φ12钢筋对钢筋网片进行定位。②喷射作业前，对机械设备、风、水管路等进行全面的检查。③受喷面如有滴水，喷射前应做好治水工作，有明显出水点时，可埋设导管排水。

喷射砼作业分段分片进行。一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定，后喷一层应在先喷一层凝固后进行。喷射路线应自下而上，呈“S”形运动；喷射时，喷头作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状前进，后一圈压前一圈三分之一。

五、基坑开挖安全风险点及保证措施

1、基坑降水

降水成功是基坑开挖的前提条件，由于本车站位于运河边的支湖内，要考虑湖底侧向渗漏的影响，给基坑降水造成了困难。

保证措施：

1）在围堰外侧设置了防水层，用来防止湖水从围堰底部渗漏。

2）在靠近湖一侧，增加一排降水井，形成双层封闭圈，防止湖水侧向渗流对施工造成影响。

2、涌水、涌砂

地质报告中描述，湖底垂向不连通侧向有渗漏。地质主要为砂层，易发生涌水涌砂，给基坑安全造成危害。

保证措施：

1）开挖过程中设专人监视，若出现少量渗漏分析其原因，如为粘土层上残留水则插入小导管做好引排、注浆加固措施。

2）要分层开挖，开挖深度不宜过大，做到随挖随喷。

3、钢支撑安装

钢支撑在安装、加轴力以及拆撑过程中要严格控制，防止吊装事故和钢支撑失稳造成基坑倒塌事故。

保证措施:

1）做到随挖随撑，不可超挖。

2）吊装过程中要由专门信号工进行指挥，吊装时防止与已经架设好的钢支撑发生碰撞，产生危险。

3）要使钢围檩与围护桩密贴，均匀受力，抗剪墩埋设要严格控制，防止移位产生危险。

4）严格预加轴力，千斤顶在使用前必须经过检定。

4、停电应急

在开挖至地下水位以下后，如发生停电降水井不能及时工作，水位上升会造成基坑底部涌水涌砂，基坑侧向受水压过大造成桩间网喷透水透砂，甚至造成基坑倒塌。

保证措施：

1）现场备用一台200KW发电机并与变压器间设置切换开关，发生停电及时启用发电机保证基坑安全。

2）制定停电应急预案并进行演练，发生停电施工人员及时撤离。