軌道交通工程車站明挖施工技術

（金華市金義東軌道交通有限公司，浙江金華 321000）

1 工程概況

金華-義烏-東陽市域軌道交通工程由金華-義烏和義烏-東陽兩段線路組成，兩線在秦塘站呈雙島四線同站臺換乘。初步設計方案線路總長約為107.17 km，地下線長約為26.22 km，山嶺隧道長約2.465 km，共設站31座，地下站共13座，高架站18座，平均站間距3.57 km，全線設一段三場，設控制中心1個，不設主變電所。

金華站總長度371 m，車站里程位置JYCK0+125.000，該站設計為地下兩層，其主體由單柱式雙跨和局部雙柱式三跨式結構構成。該車站把標準段的跨度設置為21.3 m，對頂板進行覆土時，厚度為3.48 m，底板應埋在地下17.04 m的位置；車站端頭井寬26.2 m，底板埋深為18.48 m。站區(qū)內頂板、中板及線路均采用平坡，底板坡度為2‰，該站主體工程采用明挖技術施工。

2 土石方開挖

2.1 基坑土石方開挖施工方案

應具備、充分的開挖前提準備、符合要求的圍護結構、基坑降水符合要求三個條件，方可進行基坑土石開挖施工。

（1）在開挖過程中，應注意“分層、分步、對稱、平衡、限時”這五個關鍵點；（2）在豎向、縱向、橫向分別對其進行分層、分區(qū)和分塊開挖；（3）嚴格依照結構，逐段開挖，遵循先支后挖原則；（4）由于開挖過程跨度相對較大，開挖大基坑時應分區(qū)塊進行。

第一道混凝土支撐標高以上的土方和支撐以下的土方進行開挖時，應分別選用分層分段和分塊的常規(guī)形式。開挖時，應按照從端頭井往中間放坡的方向進行。上下土方進行開挖時，上部土方使用普通挖機配長臂挖機開挖，下部土方采用“小挖機+鉤機”配合長臂開挖，采用大型自卸車進行運輸，對于混凝土蓋板下的土方，需要使用小型挖機將其移至兩側，再由長臂挖機將其挖出。

因該站基坑開挖范圍內有中風化泥質砂巖，土體強度較高，因此，為保證開挖不超深超寬，應采用炮頭機分層鑿除開挖，以確保鑿除開挖不超深、不超寬。應根據(jù)設計道路橫坡及邊坡比放出坡腳線和坡頂線，分段流水施工，以便鑿除的風化巖可被及時清運，同時便于高程的測量。

完成上述步驟后，應參照其采取分段流水的方式。為了方便在后期找平、修坡，開挖時應保留一個保護層，厚度在0.2～0.3 m。若出現(xiàn)開挖的基坑大于設計要求或道路結構層標高不一致的現(xiàn)象，首先應明確此種現(xiàn)象較正常，因為該土方實質上是風化巖，在開挖時應逐層對邊坡進行控制，挖掘機無法開挖到設計范圍內也造成了這一現(xiàn)象。

在開挖過程中沒有控制好深度，可能會出現(xiàn)挖除部分超深、地基不符合規(guī)范等現(xiàn)象，應及時使用碎石或6%灰土對其進行填筑或整平，以達到設計要求，完成工程。

2.2 基坑內縱坡放坡開挖施工方法

（1）按照“由上而下，分階段開挖”的順序進行土方開挖。挖方時應對挖方平面位置、水平標高和邊坡坡度進行測量和檢查。邊坡腳部設置分級平臺，分級平臺上有0.3 m×0.2 m的排水溝。

（2）依據(jù)基坑深度，分別采用小挖機+鉤機配合，長臂式挖土機挖掘，自卸車應將土方外運至棄土場。

2.3 基坑土石方開挖方法

2.3.1 道路路面破除

該項目應打破現(xiàn)狀路面和基坑中的臨時硬化場地，采用松土器和液壓錘結合反鏟裝碴自卸汽車棄碴進行打破操作。

2.3.2 冠梁土方開挖

采用PC220鏟式挖掘機直接開挖冠梁和第一道混凝土支撐，使用自卸車裝運。施工中需要開挖冠梁土方，放坡比為1∶3，土方開挖后應立即平整開挖面，及時施作冠梁和第一道混凝土支撐。

2.3.3 基坑土石方開挖

開挖時應根據(jù)“分層、分段、對稱”的原則施工，對臺階進行施工時，應先拉槽，并且兩側應預留一個三角土護坡，將每級臺階長度控制在8 m左右，以符合機械開挖的設計標準。根據(jù)支撐的分布情況，每層土方開挖高度應適當分層，不宜大于3 m。

支撐架設層以支承標高30 cm為各層開挖分界線，破碎巖層的基坑上部采用鉤機，中間下部采用長臂式挖掘機，采用鉤機和小型挖掘機相結合的方式進行挖土。基坑底面以上0.3 m的土方采取人工和小型挖機相結合的方式開挖找平，挖方過程中，兩側土體應按照“對稱挖、平衡卸壓”的原則。

2.3.4 基坑土石方開挖施工順序

（1）對冠梁和第一道混凝土支撐進行施工，應滿足圍護結構符合標準、地下水位高度降至規(guī)定標高、開挖深度須至冠梁底部以下150 mm處等標準。（2）第一道混凝土支撐、冠梁的強度和基坑降水均符合要求時，豎向方可分兩層，分段開挖至第二道支撐底部標高處，直至第二道支撐的標高后再進行下一道支撐的施工。（3）反復進行第二步，待鋼支撐預加軸力完成后再挖下一層土方。（4）對最后一層土方進行開挖時，應注意分段進行，使小型挖機配合人工修整，采取隨挖隨鋪的方式對局部深處和地梁進行開挖；基坑開挖應嚴格按照1∶3的放坡比進行施工，避免出現(xiàn)過大的垂直土壁。

2.3.5 基坑開挖技術要點

（1）在開挖至坑底以上30 cm過程中，應及時堵住圍護樁滲漏點。（2）施工時應嚴格控制開挖深度和范圍，禁止超挖；嚴格按照安全坡度進行放坡；為了避免發(fā)生滑坡現(xiàn)象，應使用鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土的方式對暴露時間長或受暴雨沖刷的縱坡進行坡面防護工作[1]。（3）開挖至基底后，先行開挖排水溝和集水井，挖至標高位置，第一時間檢查基底，無誤后對基底進行封底墊層。（4）應選用機械開挖和人工相結合的方式進行施工；為了使坑底保持原貌，基底上30 cm的地方應由人工操作。

3 鋼支撐施工

鋼支撐架設可使基坑保持穩(wěn)定，避免圍護樁位移。其是否發(fā)生變形源與施工能否及時完成相關聯(lián)，對撐和斜撐的有效時間分別為8、12 h，再及時對其施加預應力。選用規(guī)格為Φ609×16 mm的鋼管進行鋼支撐架設。安裝時，先在地面上進行拼裝，再基坑內采用履帶吊、人工相結合的方式進行安裝。可利用油壓千斤頂分級進行施加軸力；拆除時，先逐級釋放需要拆除的鋼管支承軸力，再采取吊機雙吊的方式將其提至地面，最后拆除支架和托板。

3.1 鋼支撐堆放

不同長度的鋼支撐應按照相應的順序擺放在不用的位置，并對其進行分類標識，檢驗審查堆放和拼裝的場地是否符合安全標準。依照圖紙審核鋼支撐的型號、規(guī)格及外觀質量是否達到要求。

3.2 試拼接長

對照基坑的寬度，選用強度相對較高的螺栓和墊片連接管節(jié)，對鋼支撐進行試拼裝；檢查鋼支撐的拼裝長度和兩端接觸面的長度，以確保質量，禁止使用不合格產(chǎn)品。

3.3 吊裝就位

吊裝應在試接拼長達到標準后才可實施，在安裝起吊過程中，為了避免出現(xiàn)單點起吊的情況，應檢查吊點的位置。在安裝支撐過程中，為了避免水平向就位偏差大于100 mm，應仔細檢查鋼架支座的位置和間距等。

3.4 預加軸力

標準要求值的70%為鋼支撐預加軸力的值，選用兩個千斤頂分兩次進行，且應保持對稱同步，確保可分級加載。可在同一個液壓泵站上方外接T形閥門，再將其接至組合千斤頂上方。預加軸力加載完成后，使用鋼楔塊將滑移槽塞緊，再通過焊接將其固定。第一次預加應力完成后，觀察預應力在12 h內的損失情況和圍護樁體的位移變化情況，若有損失，應添加應力至要求值。

3.5 防脫落措施

在預加軸力完成后，由于受力損失、碰撞和施工振動等原因，鋼支撐易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，為保證基坑施工的安全性，應采取必要的防滑脫措施，每道鋼支撐兩端采用2Ф25 mm鋼筋套住鋼支撐，另一端通過緊固裝置連接在樁身上。

3.6 斜撐安裝

斜撐與直撐在安裝方法一致，需要在安裝前通過焊接，使斜撐的支座及鋼圍檁和圍護樁中的鋼板成為整體。

3.7 鋼支撐軸力

鋼支護設計為Ф609 mm，壁厚16 mm，基坑開挖時隨挖隨支護，嚴格按設計要求設置支護體系，及時施加支護預應力，第二道支護計算軸力70%。

3.8 鋼管支撐施工技術要點

（1）應分級加載千斤頂?shù)念A加軸力。

（2）設置的鋼支撐時間須符合要求，采取分段分層的方式對土方進行開挖，架設鋼支座時應結合開挖的時間以及深度。

（3）鋼管支承的所有連接處均應具有緊密的墊層，防止鋼管支承偏心受壓。

（4）為了確保支撐的軸心可均勻受力，設計端支斜撐的鋼圍檁和支撐頭時，應保證其尺寸和角度均按標準進行焊接和安裝。

（5）拆卸時應分階段釋放軸力，為了保證不出現(xiàn)瞬間預應力過大導致局部結構變形、開裂的現(xiàn)象，進行拆卸時應注意分階段釋放軸力；更換支撐需要利用主體時，須檢查混凝體強度是否達到要求。

4 結語

本車站范圍內主要分布巖土層為人工填土、粉質黏土、強風化泥質粉砂巖與中風化泥質粉砂巖。附屬基底位于中風化泥質粉砂巖層中，基坑開挖深度約12 m。在基坑開挖過程中，由于樁間未設置旋噴止水樁，開挖過程在水土壓力和施工擾動的情況下易產(chǎn)生流變和管涌現(xiàn)象，導致圍護結構變形、基坑邊坡失穩(wěn)以及基坑隆起等不利現(xiàn)象，引起周邊建筑物和地下管線的不均勻沉降破壞。確保基坑穩(wěn)定、控制地表沉降，保證周邊地面、周邊建（構）筑物安全是本工程施工的重點。