吹填區大跨度地鐵深基坑施工技術

林崇雄

（中交三航（廈門）工程有限公司，福建 廈門 361006）

1 工程概況

廈門市軌道交通3號/4號線共建盾構井段工程包含明挖U形槽段及明挖暗埋段。現場為吹填海域，基坑深度2.43～15.94 m，寬度24.06～48.16 m，建設規模相對較大。U形槽段基坑支護為φ850 mm@600 mm SMW工法樁+內支撐；暗埋段基坑支護為800 mm地連墻+內支撐。

根據工程勘察報告（詳勘），本工程主要土層自上而下為：

1）素填土，層厚0～3 m、平均厚度為1.6 m；

2）吹填淤泥混砂，該層局部布置，層厚0 m～10.5 m、平均厚度6 m；

3）吹填砂，該層局部布置，層厚0～8.7 m、平均厚度3.68 m；

4）淤泥，該層全址布置，層厚0～11 m、平均厚度5 m；

5）淤泥質粉質黏土，該層全址布置，層厚0～14.4 m、平均厚度3.67 m；

6）殘積礫質黏性土，該層全址布置，層厚1.8～10.5 m、平均厚度5 m。

2 施工難點

1）工程所在地作為大嶝島“8·23”炮戰期間主戰場之一，平均每平方米土地曾落下1.5顆炮彈。這些炮彈雖然長期掩埋于地下，通體均被泥土覆蓋，但引信未受破壞，在受到重力碰擊時仍然可能發生爆炸，給基坑施工造成很大的安全隱患。

2）工程所在地為填海造地區域，地下水豐富，勘察期間地下水位埋深為1～2 m，而且與海平面水平距離為35 m，地下水位受潮汐影響明顯，對基坑降水帶來極大困難。

3）地質條件差，大范圍分布淤泥，淤泥厚度大，土壤含水量高，開挖作業難度大，容易發生坍塌、基底隆起等安全事故。

4）基坑開挖項目體量大，土方作業量多。同時存在較多施工難點，圍護結構極易出現變形和位移問題，坑外地基容易出現沉陷，影響基坑施工質量和安全。

3 施工安排

3.1 開挖順序

先開挖至冠梁底10 cm，施工第一道支撐。冠梁以下土方縱向開挖順序為：U形槽段由大里程往小里程開挖，暗埋段由兩端往中間開挖。暗埋段大里程共建盾構井20 m，設置3道鋼支撐，分三大層進行。暗埋段小里程起點至共建盾構井267 m，設置兩道鋼支撐，分兩大層進行。U形槽工法樁段分一大層進行。

每大層土方又分為小層開挖，開挖厚度按不超過2 m進行。每一小層開挖段由3個小段（6～8 m）組成，長度為18～20 m，采用放坡開挖，放坡坡度一般為1∶2，淤泥和淤泥質砂段1∶3。開挖段每挖一小段（6～8 m）后及時架設鋼支撐。

3.2 暗埋段開挖方法（僅以大里程端頭20 m為例）

冠梁層土方（+5.5～+3.4 m）深度2.1 m，采用350#挖掘機的敞開式挖土，一次性挖到冠梁底10 cm，直接裝車外運。需及時完成地連墻墻頭的破除作業，經檢測后若實際結果滿足設計要求，及時施工混凝土支撐、冠梁及連系梁。

第一層土方開挖（+3.4～-0.7 m）深度4.1 m，需等到冠梁混凝土強度達到設計要求后才能開挖。因基坑開挖寬度為48.25 m，分左、右2個工作面同時開挖（見圖1），分別采取120#挖掘機（2臺）、220#挖掘機（1臺）和 350#長臂挖掘機（1臺）。A區土方先采取220#挖掘機開挖至2 m深；然后120#挖掘機開槽掏挖B區土方至2 m深，220#挖掘機配合盤土至350#長臂挖機取土區域。待B區土方掏完，A區土方繼續開挖至-0.7 m，循環上道工序至A/B區開挖至-0.7 m，進行鋼支撐施工。

第二層土方開挖（-0.7～-4.6 m）深度3.9 m，第三層土方開挖（-4.6～-8.4 m）深度3.8 m。分別待鋼支撐架設完畢，按第一層土方開挖方法進行第二、三層土方開挖，隨開挖的持續推進，當開挖標高距離基坑底的標高為500 mm時，應轉為人工配合60#挖掘機開挖的方式，開挖到底后修理整平，及時澆筑墊層。

圖1 左、右作業面

4 針對施工難點解決措施

4.1 未爆彈檢測及處理

根據工程所在區域地層情況，探測范圍界定在冠梁以下3.5 m～冠梁下10 m范圍，對冠梁下3.5～7 m、7～10 m 2個探測層進行物探工作，首先用金屬探測儀在探測平面掃面探測，再布設高密度電法測線、高精度磁測法測線（點、線間距1 m）聯合探測至第二探測面，重復第一～第二探測面工作至最大開挖深度（深度10 m以內）或穿透未爆彈可能存在地層。由于未爆彈屬于重大危險源，對其排除需專業人員進行，本工程鎖定疑似未爆彈后，將相關成果文件上報業主及相關單位，由專業人員處理。

4.2 地下水位高、基坑降水難

降水井施工前，根據降水井管徑、深度、水泵型號不同制訂不同方案，分別對各方案進行施工并分析降水井效果，選定最佳降水方案。降水井施工過程加強濾料原材級配和回填范圍控制；嚴控活塞洗井次數和空壓機洗井時間，保證洗井質量。土方開挖過程中，固定挖機操作人員；每個降水井安裝反光警示牌；專人巡查，有破壞立即恢復；每層土方挖完及時恢復反光警示牌。每天不少于2次對所有降水井井內水位監測，發現異常情況及時分析原因并縮短停抽時間。

在進行每次基坑作業時，為了提升排水效率，可選擇在最低端平面坡腳的底部設置連接降水井、臨時排水溝和集水坑，若積水較多時可借助水泵來排水。當基坑開挖作業進行到底部時，應沿地連墻的方向設置縱向排水盲溝，并使得該盲溝連接距離較近的降水井橫向盲溝，保證排水效率。

為了避免滲漏問題、提升圍護結構的穩定性，本工程已經在圍護結構設計中設計了旋噴嵌縫止水樁。在此基礎上，圍護壁周邊出現滲漏問題的概率較小，但仍做好滲漏問題的處理方案的準備。即如果發生滲水問題選擇封堵或引流，在圍護壁附近的圍梁沿周圍砌筑擋墻，從而達到增設積水明溝的效果，并抽排積水明溝中的積水，避免滲水流入基坑，影響到基坑施工的質量。

4.3 淤泥質土開挖

針對本工程淤泥層范圍廣、厚度大的問題，在進行基坑開挖施工時，要盡可能控制開挖作業對基坑土體的影響，并遵循“先降水，再開挖”的開挖原則，待地下水位降至開挖線下后才能開挖[1]。此工程圍護結構封閉即開始降水，始終保持基坑水位在淤泥質土以下，讓淤泥質土自然固結。在淤泥質土深基坑開挖過程中選擇合適的邊坡比和開挖層厚很重要，此工程按照1∶1.5邊坡開挖，開挖層厚為1 m，開挖效果良好。

5 深基坑施工注意要點

5.1 開挖與支護控制

在進行土方開挖作業時，要控制開挖時間和變形量，遵循“先中間后兩邊和隨挖隨撐”的開挖與支護原則。根據工程施工的項目需求確定基坑開挖的坡度，采取相應的降水措施，并重視防汛應急方案的設計。縮短無支撐暴露的時間，選擇鋼筋混凝土支撐作為支撐方案，從技術層面上為上撐作業奠定良好基礎。縮短無支撐暴露的時間和及時上撐既能夠實現對基坑累積變形量的控制，還能夠避免圍護結構出現接縫滲漏問題[2]。

5.2 充分重視施工監測

科學布置深基坑監測點，對施工進行全過程動態監測，具有如下優勢：

1）全過程動態監測施工現場能夠實時更新現場信息，得到有效的監測數據，掌握基坑施工的實際情況；

2）施工監測能夠真實客觀地反映基坑施工對地下土層、地下管線及相關設施和地面建筑產生的影響；

3）第一時間發現基坑施工問題和監測險情變化，提升基坑施工的安全性[3]。結合反饋回來的監測數據和項目開挖作業量進行數據分析，比照控制目標，判斷數據分析結果是否存在異常，并快速確定問題和其產生原因，便于技術人員提出針對性的解決策略，實現對基坑變形量的控制，從而提升基坑施工的安全性和穩定性。

6 結語

基坑施工期間，開挖和支護為重點環節，應從技術可行性、安全可靠性等方面切入，采取可行的開挖及支撐施工技術，給基坑施工創設安全的環境，提高基坑的施工質量。本工程最終取得了良好的施工效果，保證了工程的安全和質量，可為今后類似工程提供參考。