地鐵車站深基坑支護特征及施工技術

李志勇

（中交二公局鐵路工程有限公司，西安 710065）

1 引言

城市地鐵的建設有助于緩解地面交通壓力，地鐵車站分布在地鐵線路的各節點處，其施工環境較為復雜，常遇到大型深基坑工程項目，施工中存在大量不確定因素【1】。為確保深基坑施工的安全性，必須采取相適應的支護技術。

2 工程概況

哈爾濱軌道交通3 號線北馬站里程為DK29+808.743～DK30+125.744，為地下 2 層島式車站，1 層為站廳層，2 層為站臺層。本車站基坑開挖深度約16.82m，頂板覆土厚3.01m，縱向設2‰單坡，形成厚度為800mm 的地下連續墻。搭建1 道混凝土支撐和3 道鋼支撐，由此構成完整的內支撐體系，以維持基坑的穩定性。

3 地鐵車站深基坑支護特征

不同于普通車站基坑工程的是，北馬站為典型的深基坑工程，其施工難度較大，主要特點有：

1）結構組成復雜。從使用功能的角度來看，地鐵車站主要為乘客提供線路換乘的場所，因此設置多個通道和出口，導致內部結構組成更為復雜，對深基坑支護提出更高的要求。

2）地下管網影響明顯。由于車站建設在市區內，既有的市政管網成為施工作業的阻礙因素，深基坑施工常遇到與管線交匯的情況，如分布電力管道、給水管道等。針對此情況，承建方必須與相關部門積極溝通，根據實際情況提出相適應的技術方案。

3）施工難度大。本基坑工程中開挖深度較大，且周邊建有大量建筑物，在施工中若缺乏防護措施，易導致周邊建筑失穩，且地面的不均勻沉降現象加劇。

4 深基坑支護施工技術

4.1 地下連續墻

圍護結構有助于維持基坑穩定性，施作地下連續墻是可行的方式，選擇C35 混凝土材料，抗滲等級為P8，形成完整的鋼筋保護層，地連墻外放尺寸設為8cm。以液壓抓斗成槽機為主要施工設備，其具備自動糾偏功能，可按照預期要求開挖成槽，此環節采取的是“跳孔成槽法”，并使用靜態泥漿護壁。鋼筋籠下端500mm 處制作方式較特殊，應按1∶10 收成閉合狀。根據現場施工情況選擇水下混凝土澆筑方法，經分析后認為以導管法較為合適，選用的是D=300mm 的圓形鋼導管。具體施工順序見圖1。

圖1 地下連續墻槽段間施工順序示意圖

1）成槽施工。選擇的是三挖成槽施工工藝，配備液壓成槽機，利用此設備完成標準槽段開挖作業，根據垂度顯示儀呈現的信息掌握實際施工情況，再利用自動糾偏裝置靈活調整，保證成槽垂直精度至少達到1/300，以免出現成槽尺寸不合格的情況。接頭處相鄰槽段均存在1 條中心線，需嚴格控制好各自的深度偏差，該值不可超過30mm。為消除地下水的影響，采用降水預加固槽壁，保證地連墻淺層成槽質量【2】，實際降水深度至少要達到地表下方5m 處。挖槽作業要具有穩定性，入槽、出槽維持勻速狀態，以成槽機儀表數值為判斷依據，靈活調整偏差。

2）泥漿配置與使用。選擇的是膨潤泥漿，向其中摻入適量的外加劑（CMC）、膨潤土、純堿和水，形成性能良好的泥漿。泥漿經驗配比見表1。

表1 泥漿經驗配比 kg

泥漿制備使用的裝置包括：螺旋輸送機、定量水箱、攪拌機等。按照設計要求配制藥劑，首先緩慢加入CMC 粉，再使用軟軸攪拌器處理。此舉是為了打破CMC 的完整性，使其形成大量細小顆粒，再向其中加水并持續攪拌。需要注意的是，生產所得的CMC 液不可隨即投入使用，靜置時間應達到6h。做好泥漿攪拌前的準備工作，加入適量水（以攪拌桶的1/3 為宜），再運行攪拌機，此過程中定量水箱持續加水，并將準備好的膨潤土和純堿液加入其中，給予持續3min 的攪拌處理，再摻入預先配制好的CMC 液，再次通過攪拌的方式使其混合均勻。

3）接頭施工。選用“十字”鋼板剛性接頭，按照設計圖紙在加工廠制作，為確保施工效果，需控制好焊接質量。接頭箱入槽采取的是分段吊裝的方式，在槽口段拼裝從而達到長度要求，再將其緩慢下放到槽底，觸底后則要向上提升1～2m，再深入到槽底土層中（深度控制在10～30cm），保證混凝土可澆筑到位，不繞流至相鄰槽段中。完成接頭箱的安裝作業后，在其背側填入適量泥包，將產生的縫隙填實，保證接頭箱的穩定性，使其在后續澆筑時不發生移位等現象。200 t 液壓千斤頂就位，若接頭箱起拔過程受阻，可在千斤頂的作用下松動接頭，以便順利拔起接頭箱。若存在接頭箱起拔阻力過大的情況，將明顯加大施工難度，甚至易損傷接頭箱，因此，在經過4h的澆筑作業后（或混凝土面高度達到15m 時），則要使用履帶吊嘗試拉動接頭箱，但不可出現過度拉升的現象，否則箱腳處的混凝土易坍塌。結束混凝土的澆筑且經過5h 后，即可頂拔接頭箱，對于混凝土混合料中摻入緩凝減水劑的情況，則要適當向后延長初始起拔時間。

4.2 鋼筋籠的制作和安裝

搭建平臺，作為鋼筋籠的制作場所，要求長45m、寬6m，以槽鋼為主要材料，基于焊接手段形成格柵，利用水準儀檢驗平臺搭建情況。為提高鋼筋制作的便捷性，在平臺上做好標記，如鋼筋的間距、插筋的位置等，以便快速地放置鋼筋并綁扎。形成工作平臺后，于該處制作鋼筋籠，做到一次成型，充分考慮導墻標高實際值，以此為依據調整鋼筋籠吊筋的長度。縱向鋼筋安裝過程中，要求其底端與槽底形成50cm 的間距，且要適當向內側彎折，目的在于吊放過程中不擦傷槽壁，但也要控制好彎折幅度，要確保澆灌導管順利插入。

鋼筋籠的吊裝與入槽都要一次性完成，配備300 t 主吊、150 t 副吊、2 臺履帶吊，鋼筋籠前方設置6 個吊點，由主鉤起吊，后方的4 個吊點則由副鉤吊起，2 臺吊裝設備協同運行，使鋼筋籠緩慢脫離地面，再調整其角度，使其維持垂直狀態，吊車轉移方向使鋼筋籠到達槽段中部，再緩慢、豎直地向下入槽。

4.3 鋼支撐施工技術

1）鋼支撐加工。包含多個管節，彼此間使用法蘭羅盤連接，形成完整的結構。法蘭盤的質量對節段連接的影響較大，應交由專業廠家制作，并嚴格驗收。

2）鋼支撐的安裝。伴隨基坑開挖作業的持續推進，當實際進尺到達鋼支撐下方500mm 處后，應安排施工人員鑿出鋼筋籠的預埋鋼板，格構柱與托架間要形成穩定的連接關系，需焊接兩者間的鋼連系梁，現場配備履帶吊裝置，在其支持下吊裝鋼支撐并穩定放置在托架上，通過設置抱箍的方式確保鋼連系梁可維持穩定狀態【3】。采取分節吊裝的方式，首先將第一節安裝到位，再安裝第二節，調整好位置以確保2 節可精準對接，設置的接口法蘭盤要維持穩定狀態，可采取高強螺栓固定的方式，并在鋼連系梁處設抱箍。全面檢查安裝情況，無誤后施加鋼支撐預加力，采取從支撐中間開始向兩側對稱加壓的方式，設備選擇的是2 臺100 t 的油壓千斤頂，檢驗壓力表的數值情況，若壓力表數值維持穩定時，則使用鋼楔鎖定。

3）鋼支撐拆除。在滿足拆除條件的同時得到監理的許可后，方可有序完成拆除作業，具體有：結束底板及第三道鋼支撐以下側墻的澆筑作業后，檢驗該處混凝土的強度，若實測值達到設計強度的85%，則具備拆除第三道支撐的條件；結束中板及第二道支撐以下側墻的澆筑作業后，檢驗該處混凝土的強度，若該值提升至設計強度的85%，滿足此要求后則具備拆除第二道支撐的條件；類似的，結束頂板及其以下側墻的澆筑后，若此時的混凝土強度達到前述環節所提出的標準，即可將第一道支撐梁拆除。

5 結語

深基坑是地鐵站建設中極為關鍵的部分，但施工條件錯綜復雜，需做好深基坑支護作業，維持深基坑的穩定性，以免發生安全事故。作為施工人員，則要從實際情況出發，探討相適應的工藝方法，以保證深基坑安全施工為前提，盡可能提高施工效率。