地鐵車站深基坑的基本條件及施工技術

（中交二公局鐵路工程有限公司，陜西西安 710043）

1 項目簡介

臺州市域鐵路S1線一期工程自北向南敷設，途經椒江區、路橋區、溫嶺市，線路全長52.396 km，其中高架線長度29.221 km、地下線（盾構、明挖）長度17.833 km、山嶺隧道長度4.985 km（4座）、路基長度0.357 km。

全線設站15座，平均站間距3.50 km，其中地下站7座、高架站8座。在起點臺州中心站附近設中心停車場，終點溫嶺城南鎮設城南車輛段。

2 基坑開挖施工方案

商海北街站-騰達路站區間明挖段總長686.03 m，基坑寬11.96～27.20 m，開挖深度1.20～19.30 m。基坑按照從小里程到大里程、由淺及深的原則進行施工。根據騰達路交通導改的相關要求，基坑在S1DK17+785.00設置分期端頭墻。另外，按照本區間的設計籌劃，共需要設置5個工作面：

（1）S1DK17+374.97～S1DK17+495工作面，基坑深度小于2 m可以通過挖掘機直接開挖完成；

（2）從S1DK17+374.97開始逐漸向大里程開挖；

（3）從S1DK17+702逐漸向小里程開挖；

（4）從S1DK17+702向大里程開挖至分期里程位置；

（5）從S1DK18+061向小里程開挖至分期里程位置。

基坑開挖時通過多臺挖掘機接力進行施工，采取分臺階開挖的方式。基坑頂至冠梁底的第一層土方，直接采用挖機進行開挖和倒土等作業，然后將土運送至指定地點；對于第二層以下的土方需要在基坑內設小型挖掘機，各設備相互配合完成開挖、倒土作業，利用長臂挖機進行垂直運輸，然后由專門車輛運送。主體基坑開挖示意圖如圖1所示。

圖1 商騰區間明挖段土方開挖示意圖

3 車站及區間深基坑施工

（1）根據設計方案科學制定深基坑施工方案，確保方案可行性強、符合設計要求。同時需要制定監控測量管理方案，將方案及時報送建設部門和監理部門審批，保證方案的科學性、合理性[1]。

（2）推行信息化施工，根據監控量測數據分析施工現狀并預測其走向，從而指導施工過程、合理調整施工方案，確保能夠滿足一級基坑變形的控制標準。

（3）土方開挖時按照“分層、分段、對稱、均衡、限時”的原則，嚴格控制每小段的開挖長度、開挖深度，每小段的長度不應超過6 m，隨挖隨撐，盡可能避免無支撐暴露。支撐安裝與土方開挖應及時銜接相互配合，堅持“先撐后挖”的原則，在上層土方開挖結束后立即進行下層支撐的安裝作業，并施加預應力[2]。從上層開始挖土到支撐應確保在8～16 h內完成。

（4）深基坑縱坡的穩定性控制，縱向動態坡度＜1∶3，旱季坡度不應陡于1∶3，雨季不陡于1∶4，避免將放坡設置過長、過高。

（5）開挖縱向刷坡，開挖與刷坡作業同時進行，將刷坡坡度控制在1∶3內，每層間需設置2 m寬的臺階。當逐漸開挖至與基底距離為300 mm時，采用人工清底的方式開挖至設計標高，不得出現超挖的現象。

（6）若坡面需要長時間暴露，應采用10 cm砂漿進行護坡，避免受到雨水作用發生滑坡。

（7）遵循“分段分層、由上而下、先支撐后開挖”的原則，從兩端逐步向中間靠攏。開挖時還需要考慮時空效應等因素，開挖時每段分為4 m小段，分層開挖至設計標準后施作支撐、施加預應力。在該環節中應嚴格控制開挖及支撐安裝的時間，其中第一、二道支撐，每小段土方需在16 h內完成，支撐安裝應在8 h內完成；以下各道支撐，每小段土方開挖在8 h內完成，然后在8 h內完成各小段的支撐和預應力施加工作。

土層開挖的施工工藝流程為：車站基坑開挖采用明挖法進行施工。第一、二層土方采用短臂挖掘機開挖；第三層及以下土方采用小挖機配合長臂挖掘機或液壓抓斗挖土；基底以上30 cm采用人工挖土，自卸運輸車運輸。鋼支撐施工做到隨挖隨撐。

4 深基坑施工關鍵技術

4.1 土層錨桿支護施工

土層錨桿支護結構具有良好的穩定性，有助于提升整個深基坑的安全性，對其施工技術的要求也較高。在設計時應明確鉆孔的位置、孔深等要求，使用錨桿鉆機進行鉆孔，然后向孔內灌注漿液，確保施工質量[3]。施工前，參與人員應做好充分的準備，全面勘測水文地質條件并嚴格測量放樣，保證鉆孔的位置與設計相符合，避免出現實際鉆孔質量與設計出現較大偏差的現象。另外，在施工前應徹底清除周圍障礙物，根據施工工藝要求配制水泥漿液，采用多次灌注的方式提升支護結構的安全穩定。在鉆孔和注漿作業時應做好隱蔽工程的相關處理工作，消除安全隱患，增強工程可靠性。

4.2 土釘支護施工

土釘支護結構是充分利用土釘的強度及抗拉力來保證支護結構整體穩定。在設計前應進行嚴謹的拉拔力試驗，根據試驗結果確定土釘的拉拔力。另外，嚴格確定鉆孔深度，以利于后期注漿作業的進行，在控制水灰比時可以適當加入添加劑以增強漿液的穩定性，在注漿時密切關注注漿壓力、注漿量等參數。注漿完成后需要檢查注漿質量，對不合格的地方進行修補或補漿，同時做好邊坡的加固工作[4]。

4.3 地下連續墻、連續樁施工

地下連續墻結構是一種常見的地下結構施工類型，但是施工工序較多、技術要求高，在設計時不僅要保證設計坑側壁單圈等級，還要控制好軟土地基的結構，防止地下水位超出基坑面。雖然地下連續墻結構施工時具有很大的難度，且需要較高的施工成本，但是在地下結構中能夠有效發揮其作用，在防止水侵蝕、水滲漏方面具有良好的效果。現階段，連續墻結構常用于復雜地形，如周圍建筑物較多、軟土地基范圍廣等區域，在施工時應保證支護結構的剛度符合要求，不僅起到承壓的作用，還具有保護、支撐的功能。

5 深基坑施工經驗和技術要點總結

一方面，應當創新設計理念，制定規范化的設計標準，形成閉環管理系統，實施全面監督管理的控制，確保深基坑施工滿足各項標準及設計要求；另一方面，應注重基坑開挖過程中的變形情況，在前期勘察測量階段獲取更全面、真實的信息，從而有效指導施工，根據所得數據分析施工效果，避免出現較大的變形[5]。除此之外，施工時應嚴格按照施工方案、操作流程等進行，未經批準不得隨意更改鉆孔參數，開挖作業與圍護施工環節相互協調、相互配合，推動基坑開挖順利進行。開挖作業完成后還要開展驗收工作，為了減少基坑在外暴露的時間應及時回填，保證支護結構的穩定。

在基坑開挖時容易出現涌水現象，針對該問題需要做好以下工作：

（1）加強數據監測，觀察水位變化，當水位變化速率明顯異常時應立即停止作業并采取相應的處理措施。

（2）禁止在基坑周圍大量堆載，防止立柱壓力過大。

（3）雨水天氣應設置明溝排水、集水井等，及時將雨水排出以防止積水，土坑開挖完成后封閉基坑并徹底清理雜物，防止雨水再次進入基坑。

（4）做好深基坑的防水措施，避免深基坑受到地下水的影響，采取多種措施提升基坑的承載能力和穩定性。另外，應當嚴格監測基坑周圍的環境，檢測地下連續墻、承重墻、基坑坡、周圍地表等情況，還可以根據檢測數值建立數據模型對施工過程進行計算，根據地下連續墻、周圍建筑物沉降、地表沉降等數據分析其變化趨勢，不斷總結基坑開挖經驗。為了避免深基坑施工會對周圍建筑物、周圍環境以及地下管線等造成破壞，還應做好充足的安全防護措施，可以利用數據模型驗證采取的保護措施是否合理、是否滿足施工要求。

6 結語

（1）在地質較復雜的區域進行深基坑施工時，會受到地質特點、施工技術、周圍環境、工期等因素的影響，造成施工質量不穩定。因此，應結合施工經驗及具體施工情況不斷創新思路、優化方案、改善技術，在周邊施工時采用逆作法，在中心施工時采用順作法，保證在規定工期內高質量完成施工。

（2）針對深基坑施工中常出現的地表沉降問題，可以充分利用基坑周圍地表沉降模擬技術以及基坑開挖監控技術，建立模型對監測到的數據進行模擬計算，從而掌握地下連續墻和周圍地表沉降的情況及變化趨勢，科學分析異常情況并采取有針對性的處理措施。

（3）針對在外界荷載作用下所導致的變形等不利情況，可以采取后注漿地下管線保護的方式避免變形，并保護地下管線不被破壞，降低深基坑施工的不良影響。