明挖法施工技术及其在地铁车站基坑中应用

明挖法施工技术及其在地铁车站基坑中应用作者：张研超
来源：《中国科技博览》2015年第10期
[摘要]在当前地铁车站基坑工程施工中，明挖法是比较常见的施工技术，其自身具备了施工操作简单，施工效率高、经济成本造价低的特点。

并且相比对大型机械化施工来说，具有较为明显的优势。

其中，主要的挖法关键技术有土方开挖、防水工程、降低地下水位等，目前已经在很多地铁车站建设中得到了十分广泛的应用。

对此，笔者具体对明挖法施工技术及其在地铁车站基坑中应用进行了研究讨论，并总结出以下相关结论，以供参考交流。

[关键词]明挖法地铁车站基坑
中图分类号：V243.1；TN972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0210-01
很多时候，在进行地铁车站施工过程中，其基坑开挖常常会受到天气、时间、场地等方面因素的影响，使得工程质量无法得到很好的保障。

那么，如何才能在基坑施工安全的情况下，又可以进一步实现基坑土石方的开挖与外运的正常进行，这是当前地铁车站施工中亟待解决的问题之一。

而在现代地下隧道工程中，大部分施工单位普遍采用了明挖法的开挖技术，并取得了较为理想的应用效果。

以下本文将结合某工程实例，重点对明挖法施工技术及其在地铁车站基坑中应用进行了探讨分析，简要介绍了该项技术的施工要点。

一、明挖法施工技术
实际上，所谓的明挖法也被称之为地面框架结构法，在传统的地下隧道工程中就已经得到了非常广泛的应用。

而且，这种施工技术在实际操作时，通常需要较大的施工场地，其具备了施工效率高、技术简便、造价低等施工优点。

其次，在施工过程中，施工人员一般都会在地面周围建设基坑围护桩，并按照从上至下的顺序进行基坑土方的开挖作业。

在特殊情况下，施工人员还要采取相应的加固措施，以免基坑出现变形现象。

当开挖到坑底之后，还要由下至上的进行框架结构的施工。

而在大多数的地铁车站施工中，很多施工单位普遍会采用明挖法的开挖技术。

但是，这一施工方法最大的缺点就是会对周围自然环境造成一定的污染，严重影响了居民的生活质量。

其中，边坡支护作为明挖法施工中至关重要的组成部分，更是确保整个工程安全性的关键技术，下面本文就对其进行了具体的阐述：
边坡支护施工技术主要包括：①放坡开挖技术，主要适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况；②连续墙支护技术，一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽，也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。

连续墙不仅能承受较大载荷，同时具有隔水效果，适用于软土和松散含水地层。

③混凝土灌注桩支护技术，一般使用的是人工挖孔或机械钻孔两种方式，支护可采用双排桩加混凝土连梁，还可用桩加横撑或者是锚杆形成受力体系；④土钉墙支护技术，在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔，加入较密间距排列的钢筋或钢管。

二、地铁车站基坑结构问题
1、采用明挖法施工的车站，基坑范围内的管线需改移或采取悬吊、架空等措施，基坑设计一般不考虑周边管线保护要求。

对于基坑周边一定范围内的建筑物和构筑物，基坑应根据有关规程及安全等级采取相应的防护措施。

2、围护结构类型选择
在对围护结构进行选择时，必须充分了解到埋深、周围地质条件情况等等，同时根据参考以往其他地区中的地下工程施工经验，最终采取出合适的地下车站主体结构的基坑围护。

其中，土钉墙、地下连续墙都是比较常见的几种围护结构形式。

3、对于采用连续墙及灌注桩围护形式的围护结构，支锚一般单独采用内支撑及锚索或两者结合使用，内支撑一般采用600或800的钢管，壁厚14 ～16mm，横向间距一般为3米，竖向间距一般为5～6米，锚索一般采用钢绞线。

三、明挖法在地铁车站基坑中应用
（一）工程概述
某地铁车站是某地铁2号线一期工程最长地铁站之一，车站长度有258米，包括车站与车站停车线区间。

车站采用明挖法施工，车站基坑支护结构对整个工程的造价施工与安全有密切影响，因此施工重点在于基坑支护。

本车站主体围护结构采用800mm厚地下连续墙，连续墙接头采用H型钢，接头外增设两根三重管旋喷桩墙间止水；主体结构围护体系支撑标准段设四道撑，第一道为钢筋混凝土支撑，二、三、四道支撑均为φ800，t=16的钢管支撑。

（二）降水效果控制措施
1、材料的选用
想要度降水井运行效果进行合理有效的控制，首先就要从材料质量方面入手，确保使用的管材达到规定使用要求，具有较强的防渗漏性能。

其次，凡是选用的管材，都必须具备相关实验报告证书，以及合格证、说明书等证明性材料。

另外，滤网一般都要经过有关部门检验达标之后，才可以正式投入到施工现场中进行使用，最后确保滤料的高质量。

2、加强降水效果监测
（1）在降水工作启动之前，统一测量井内的水位。

降水工作启动后，动水位和出水量的测量时间在抽水开始后每10min各测量一次水位和水量。

当水位和水量趋于稳定时可每隔2～3h观测一次，当水位趋于设计水位后可每天测量一次。

（2）当降水井中的水位趋于稳定尚不能达到水位下降值，加大水泵出水量，以达到设计降深值。

（3）对水位、水量观测记录进行整理，绘制流量与时间和水位降深与时间过程曲线图，分析水位下降趋势，预测达到设计降水深度的时间。

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（4）加强做好降水监测工作是非常有必要的，更是确保周围环境安全的重要保障，在实际的降水作业中，施工人员应该保持匀速均衡的速度，确保抽水的连续性，切忌不可以突击降水，同时也要对周围建筑物做好实时监测。

而且，由于一般降水期时间很长，常常会对场地地下水均衡关系产生一定的影响，最后对周围环境造成破坏和污染。

所以，为了更加及时准确的掌握好地下水变化情况，就应该实现采取相关应对措施，通过建立完整的地下动态监测网系统，以此来对地下水动态变化进行监测。

（三）支护技术施工要点
1、钢支撑安装
安装顺序：第二道钢支撑―→第三道钢支撑―→第四道钢支撑―→第五道钢支撑。

安装方法：本工程基坑支撑长度在19.7m左右，由于中间没有连系梁，因此可以整根钢支撑吊装。

安装时先测量支撑安装中心位置，后按牛腿安装标高凿除地下连续墙砼保护层并暴露预埋焊接钢牛腿，最后将支撑安装在牛腿上并施加轴力。

第二道钢支撑安装：当支撑工作面出来后，按照设计标高焊接钢牛腿，同时丈量两侧地下连续墙间距离，调整已拼装好的支撑长度当支撑工作面出来后，及时丈量两地下连续墙间实际距，并调整已拼装好的支撑长度，按照设计安装水平位置和标高分别在地下连续墙预埋钢板上施焊钢牛腿。

第三、四、五道支撑安装，施工顺序同第二道支撑安装，每道支撑安装完，经验收合格后方可进行下一层土方开挖。

2、钢支撑加力
用吊车架设支撑并迅速设定支撑轴力监测点，取得初始读数后按设计分级和围檩反应决定的加载速度加载，严格控制预加力。

钢支撑轴力预加方法：用吊车将两个千斤顶吊放到活络头加压处，定位加压，观察加压器压力表，达到设计预加轴力值后，停止加压，将钢楔用大锤打入活络头预留孔内，然后减压卸掉千斤顶，如采用两个以上钢楔时，上下交错布置。

钢支撑预加力后，在土方开挖和结构施工时，每天做好监测工作，根据监测结果，发现异常及时采取补救措施。

同时，监管好钢管支撑的安全，杜绝危害支撑安全事件的发生。

四、结束语
综上所述，可以得知，在当前大部分的地铁车站施工中，施工单位普遍会采用明挖法的施工技术，逐渐取代了大型机械化的施工方法，不仅大大降低了工程建设成本，同时也加快了工期进度，充分保障了工程施工质量。

参考文献：
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[3] 柯书梅.地铁车站基坑工程设计与施工[J].岩土工程界，2008（11）.。