地铁车站深基坑开挖施工技术要点

地铁车站深基坑开挖施工技术要点
【摘要】地铁作为一种比较新型的交通方式也得到了很大的发展，同时在施工中会碰到对已有车站的穿越和对将来修建车站的预留，或者对已有车站的部分拆除、结构凿除和改建等难题，因此地铁车站深基坑工程开挖施工的研究也越来越受到相关工程单位的重视。

本文结合具体工程实例，详细阐述了地铁车站深基坑开挖施工技术的要点。

【关键词】地铁车站；深基坑；开挖；降水；监测
一、工程概况
深圳地铁11号线机场北站位于深圳市宝安国际机场扩建填海区，南端为鱼塘，北端为机场港池。

车站南接机场站，北接福永站，并与停车场接轨。

机场北站长362m，北侧明挖段左线长165.7m，右线长161.7m，基坑总长527.7m；车站标准段宽度为21.3m，北侧明挖段宽约22～37.8m，深度约为16.8～18.9m。

车站中心里程为YDK34+785.000，起终点里程为YDK34+673.3～YDK35+035.301（ZDK34+673.300～ZDK+035.300），车站北侧明挖区间起讫里程：YDK35+35.301～YDK35+197.000（ZDK35+35.300～ZDK+201.000）。

本站为地下二层双跨（局部三跨）结构，车站北侧交叉渡线明挖段采用双层墙板结构。

车站南、北端头均接盾构区间，其中北端设置盾构始发井和盾构吊出井，南端设置盾构吊出井，盾构区间施工待车站主体结构施工完成后进行。

二、地铁车站深基坑开挖施工安全的技术措施
（一）保证围护结构质量
认真做好围护结构施工，特别是围护结构桩间锚网喷砼的施工质量，保证围护结构的强度、刚度、稳定性和不漏水。

（二）及时施加支撑（含封闭基坑底板）
因部分围护结构根部土体结构松散，自稳性差，受力易变形，为防止围护结构下部向坑内移位，及时施加支撑和封闭基坑，保证卵石松散层开挖时基坑无支撑暴露时间缩短，减小位移。

对盾构始发井部位利用两个砼角撑、两个钢管角撑、两根4米间距钢管撑保证端头部位维护结构的稳定性和位移。

及时施加支撑能有效地调整地层的应力状态，控制基坑施工过程中的地层、围护结构的变形。

因此在施工中采用加快挖基速度，同时做到在最短的时间及时施加支撑和封闭基坑底板。

（三）认真做好基坑工程施工过程中地下水的处理
在基坑工程施工过程中对地下水的处理以封堵、降排为主，在围护结构内侧采用锚网喷砼止水，开挖过程中对围护结构排桩进行喷射混凝土，施工内衬前对基坑内侧渗水点进行封堵。

基坑采用管井降水，基坑周边设置排水沟和集水井，管井降水每次降深控制在开挖基面以下1m。

保持基坑无水状态作业，若出现管涌现象，立即采取注浆止水措施。

降水井在顶板覆土回填后进行封堵，以满足车站施工阶段的抗浮要求，防止基底隆起。

三、地铁车站深基坑开挖施工技术要点
（一）基坑降水
降水采用潜水泵抽水。

深井降水在土方开挖前30天左右进行，每口井配潜水泵一台。

潜水泵抽水连续进行。

坑内管井根据具体情况启用，如果坑外管井能达到降水效果则坑内管井不启用。

1、降水井管构造及降水设施
钻孔直径600mm，降水井管径320mm，单根井管长2.5m，井管下置深度0～15.0m为隔水管，15.0～27.5m为滤水管，滤水管外围用尼龙丝30～40目丝网包缠。

2、降水施工方法
井点成孔将冲击式钻井机移到井点位置，对准井点、冲击孔的成孔直径控制在规定的范围值内，保证管壁与井管之间有一定的间隙，以便于填充砾石，冲孔深度比井管设计安置深度低300mm以上，以防止冲击套管提升时部分土体塌落，并使滤管底部有足够的砂石。

井孔冲击成型后，拔出冲击头，通过单滑轮，用绳索拉起井管插入，并在井点管与孔壁之间填灌砾石滤层，砾石滤层的质量直接影响降水效果，应注意以下几点：
（1）砂石用10 mm --35 mm砾石，以防止填塞滤管的网眼。

（2）滤管放在井孔中间，填砾料速度要快，中途不得中断，以防孔壁塌土。

（3）滤砾层填充高度以原地下水位线为准，以保证土层水位上下畅通。

（二）基坑开挖流程
1、基坑平面开挖流程
在分段的基础之上再把基坑分为26个区且按两个挖土作业面进行挖土工作，由两端开始往基坑中部分层、分区对称开挖。

2、基坑竖向开挖流程
以盾构始发段为例，介绍土方开挖流程。

基坑开挖按不大于25米分为一大区，每一大区再分成若干小区，小区的划分满足土方的挖掘、混凝土支撑的施工，钢支撑的安装和预应力的施加，
3、分层挖土施工方式
分层：土方分三层开挖，基坑每台阶开挖纵向放坡坡率为1∶3，总坡率小于1∶4。

每一个施工层分二个台阶开挖时，加设2.0米宽平台。

（三）基坑开挖工艺流程
1、第一层开挖
在第一道混凝土支撑施工完成且强度达到设计的80%以上时，开挖第二层土方，深度约8米，北段为回填土，南段为流塑性强的淤泥土。

在基坑两侧用两台长臂挖机挖土，并采用长臂反铲挖掘机挖土装运，中间部分利用挖机翻至两侧，开挖到第二道混凝土支撑位置下5cm时挖土停止，施做混凝土腰梁及第二道混凝土支撑。

2、第二层土开挖
第二道混凝土腰梁及第二道混凝土支撑完成且强度达到设计的80%以上时，进行第三层土方开挖，开挖至第三道钢支撑下30cm，即开挖5.5米深左右，停止开挖，施工第三道钢支撑。

开挖方式与第二层开挖方法基本一致，当无法用第二层的挖土方法时，采用反铲接力倒土，然后装自卸车。

3、第三层土开挖
第三道支撑架设完成后，第三层地质为砂质黏性土，所以第四层土方开挖采用常规挖机翻土，长臂挖机反铲接力装自卸车的开挖方法。

开挖至结构底板底以上200mm时停止开挖，即开挖4.5～5.5米深左右。

留下的0.2m采用人工捡底。

直到开挖到设计深度，严禁超挖，防止对基地持力层进行扰动。

（四）土方外运及弃土
1、安排在夜间进行土方开挖，便于边挖边用汽车运送到指定地点弃放。

若白天挖出的少量土方可临时存放在周边未开挖的平面内，严禁在成型基坑周围堆载土方，增加边坡荷载。

2、在运土汽车上装后挡门，车箱体应做好密闭，顶部须覆盖。

汽车出场进行清洗，入城时必须在出弃土场冲冼干净。

四、地铁车站深基坑开挖的监测技术
（一）信息化施工
本次基坑支护工程是一项风险较高、支护范围较大的施工工程，为了确保基坑支护安全，必须在施工过程中实施信息化施工。

即在施工前对周围构筑物拍照并做好标记，了解已有破损情况，在施工过程中，对基坑的动态变化进行监测，并把获得的信息通过修改设计反馈到施工中去，提高基坑支护方案的科学性和合理性，使基坑经过支护后安全、可靠、稳定。

（二）监测频次
井点施工期间和抽（降）水前期，对水位、流量每天观测一次，降水中期每两天观测一次，降水后期7～10天观测一次，采用测绳测量井深及水位标高并做好记录。

（三）监测项目
1、地下水动态监测应提供的监测数据为：地下水位日监测数据、地下水位月监测数据、日排水量数据、排水含砂量数据，单井排水含砂量不大于0.5‰ 。

2、建立沉降监测网：在实施降水之前，在抽水影响范围内及该范围内的重要建筑物上布设沉降监测点，在抽水期间进行连续监测，若累计监测量接近预警值时，应及时上报监理工程师并采取必要措施。

参考文献：
[1]黄传胜.地铁深基坑开挖变形预测方法及工程应用研究[D].长沙：中南大学，2011.
[2]童琳，茅利华.地铁车站深基坑与紧邻的深基坑工程同步施工技术[J].建筑施工，2007.8.。