地鐵車站附屬基坑與主體基坑同坑開挖技術研究

楊彥

【摘? 要】本文結合天津地鐵10號線龍圖道站附屬基坑與主體基坑同坑開挖的施工實踐，對在確保基坑安全的前提下進行基坑同步開挖進行了分析和探討，并對相關監測數據做了分析對比，以達到優化施工流程、提高施工效率，縮短施工工期的目標，并為其他地鐵施工類似問題提供借鑒。

【關鍵詞】地鐵車站;基坑開挖;同坑開挖

引言

地鐵車站基坑開挖施工主要包括車站主體基坑開挖和出入口、風亭等附屬基坑開挖。一般情況下，地鐵車站基坑開挖遵循“先深后淺”的原則，先進行主體結構深基坑開挖，待主體結構施工完成后再開挖附屬結構基坑，進行附屬結構施工。這樣的施工順序會使施工工期較長，機械設備二次進出場增加施工成本。本文結合天津地鐵10號線龍圖道站附屬結構1號風亭基坑與車站主體基坑同坑開挖施工工況，對地鐵車站主體基坑與附屬基坑同坑開挖施工工藝及相關監測數據進行規律性分析和總結，為天津及其他地區深淺基坑同坑開挖技術的應用提供借鑒依據和指導作用。

1.工程簡介及問題背景

1.1工程簡介

龍圖道站主體為地下雙層島式站臺車站，共設2組風亭和4個出入口，其中B出入口和D出入口為預留出入口（如圖1-1所示）。車站總長240m，主體圍護結構采用厚度800mm的地下連續墻，端頭井地連墻深度33.6m，標準段地連墻深度30.5m。標準段基坑開挖深度約為16.824m，小里程端頭基坑開挖深度約為18.2m，大里程端頭基坑開挖深度18.69m。其中，1號風亭位于主體基坑小里程端頭處，寬8m，長39.8m，開挖深度約為9.78m。車站主體結構及附屬結構均采用明挖順作法施工。

1.2水文地質情況

基坑范圍包含四層地下水，潛水、第一承壓含水層、第二承壓含水層和第三承壓含水層（如圖1-2、圖1-3所示）。

（1）潛水層：地下水埋深0.6～2.2m（高程0.53～2.4m），主要賦存于第Ⅰ陸相層、第Ⅰ海相層中的粉土、黏性土與淤泥質土互層的地層中，其中④3粉土、⑥3粉土、⑥4粉砂為主要的含水層，場地內⑥3粉土貫通連續分布，④3粉土及⑥4粉砂呈條帶狀或透鏡體存在。

（2）第一承壓水層：第一層微承壓水主要賦存在第Ⅱ陸相層中的⑧3粉土中，含水層厚度0.3～1.9m，基本呈層狀分布，局部地段尖滅，穩定水位埋深3.29～3.75m（高程-0.57～-0.23m）。

（3）第二承壓水層：第二層微承壓水主要賦存在第Ⅲ陸相層中的⑨3粉土中，含水層厚度0.6～2.8m，基本呈層狀分布，穩定水位埋深4.1m（高程-0.71m）。、

（4）第三層微承壓水主要賦存在第Ⅳ陸相層上部的?3粉土和?4粉砂地層中，含水層大部呈條帶狀及透鏡體狀分布，部分含水層中夾黏性土層，含水層厚度一般在0.0～5.0m，穩定水位埋深3.56m（高程-0.50m）。

1.3工程問題背景

按照先主體后附屬的一般施工順序，將在車站主體結構施工完畢后，進行1號風亭的施工，不僅延長了施工工期，且機械設備將進行二次進出場，增加相應成本。為解決以上問題，該工程采用了1號風亭基坑與主體基坑同坑開挖的方式。

2.施工工藝及圍護結構地連墻、支撐設計情況

2.1附屬基坑與主體基坑同坑開挖施工工藝

在地鐵基坑開挖前，先進行維護結構地連墻施工，包括1號風亭圍護結構地連墻與主體基坑圍護結構地連墻;再完成格構柱、降水井、1號風亭和主體結構冠梁和第一道混凝土支撐施工;進行降水試驗及降水工作，降低地下水水位至第二道撐以下2m;進行土方開挖并破除1號風亭和主體結構相接處地連墻至第二道支撐以下0.5米，進行第二道撐施工，其中小里程端頭井范圍內采用混凝土支撐，其余部位采用鋼支撐;繼續降水并開挖破除1號風亭和主體結構相接處地連墻至1號風亭底板位置，完成1號風亭底板及冠梁，至此1號風亭基坑開挖完成;繼續開挖、架設鋼支撐至主體基坑完成土方開挖。主要施工工藝流程如圖2-1所示。

2.2圍護結構地連墻設計情況

龍圖道站地連墻總計104幅，其中體圍護結構地連墻93幅，1號風亭圍護結構地連墻11幅，均采用800mm厚的地連墻，混凝土等級為C35P8，鎖口管接頭。

主體圍護結構標準段墻深分別為30.5m、33.6m，小里程盾構井處墻深33.6m、30.5m，大里程盾構井處墻深33.6m。1號風亭圍護結構地連墻深18m。由于1號風亭及主體基坑同坑開挖，3-6軸主體與1號風亭相接處地連墻高度為調整為21.686m～24.823m，其余部分為空鉆。為保證地連墻施工質量，防止冷縫出現，3-6軸主體與1號風亭相接處地連墻墻頂至地面空鉆部分灌注C35P8素混凝土（如圖2-2所示），與地連墻實體的混凝土保持一致，在后期開挖過程中隨挖隨破。這樣既節約鋼筋投資，方便后期破除施工又保證地連墻整體性。

2.3支撐設計情況

龍圖道站車站主體采用明挖法施工，車站大、小里程端均為盾構工作井。盾構井基坑寬24.9m，小里程端盾構井基坑深約18.237m，大里程端盾構井基坑深約18.807m。1號風亭基坑位于主體基坑小里程端頭處，基坑寬8m，長39.8m，深度約為9.78m。由于1號風亭基坑與主體基坑同坑開挖，對支撐進行如下設計：

小里程端頭井沿基坑深度方向設置4道支撐+1道倒撐，其中第一、二道為鋼筋混凝土支撐，截面800×1000mm（如圖2-3、圖2-4所示）;第三、四道及倒撐為φ800×16mm鋼管支撐。小里程端主體基坑及1號風亭基坑支撐剖面圖如圖2-5所示。

大里程端頭井段沿基坑深度方向設置5道支撐+1道倒撐。第一道為鋼筋混凝土支撐，截面800×1000mm;第二至第五道支撐及倒撐為φ800×16mm鋼管支撐。第一、二道支撐結構如圖2-6、圖2-7所示。