地鐵車站圍護結構施工要點解析

宋 虎，喻青儒，肖 飛

（中交二航局深圳分公司，廣東 深圳 518000）

前言

在地鐵車站施工中，明挖法施工是比較常用的施工方法。與20年前不同，當時明挖法討論的問題是臨時結構物和主體結構物的外力如何確定、地下連續墻如何與主體結構結合等，目前更多的是接近工程施工、地下水的處理、地層改良的設計方法、省力化的施工方法，考慮的是環境和節省資源的設計施工等問題。在此基礎上，明挖法技術水平有了很大的提高。

在城市地鐵明挖法施工中，接近施工是不可避免的。接近施工實質上是圍護結構的位移問題，因此在設計和施工中特別重視接近施工所引發的各種問題的解決。圍護結構對整個車站主體結構的施工有著非常重要的作用，為主體結構施工創造了一個完整的空間，形成了第一道防水體系、第一道土體反作用力支撐體系。同時，圍護結構的成功與否，與主體結構的質量也息息相關，它對施工的安全進行也顯得尤為重要。

1 地鐵車站中圍護結構施工所采用的工藝

本文以廣佛地鐵線西朗車站為例進行介紹。西朗車站位于廣州市荔灣區花地大道中，靠近廣州地鐵一號線，是佛山至廣州的一個大型換乘車站。西朗車站長386.3m，標準段寬20.7m。地鐵車站為兩層框架結構，基本處于風化巖層地段。

在西朗車站的施工中，車站所采用的是明挖法施工的方法。明挖法具有施工簡單、快捷、經濟、安全的優點，城市地下工程都把它作為首選的開挖技術。其缺點是對周圍環境的影響較大。明挖法車站圍護結構分為鉆孔灌注樁施工、旋噴樁施工以及支撐體系施工。

為保證2010年廣州亞運會前投入使用，西朗地鐵車站明挖法施工前首先選用灌注樁配合旋噴樁作為止水圍護結構，這種施工工藝是非常適合該地層的。

2 鉆孔灌注樁施工要點

西朗地鐵車站工程采用鉆孔灌注樁，圍護采用鉆孔灌注樁加水泥選噴樁作為止水帷幕，鉆孔樁數量大、樁身長，施工質量的優劣直接關系到樁基和圍護工程質量，更關系到整個工程的質量，因此，必須正確地選用科學合理的施工工藝，使鉆孔灌注樁達到全部優良。

灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質量的因素很多，對其施工過程中的每一環節都必須要嚴格要求，對各種影響因素都必須有詳細的考慮，如地質因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不嚴，就會在灌注中發生質量事故，小到塌孔、縮頸，大到斷樁報廢，以致對整個工程質量產生不利影響。所以，必須高度重視并嚴格控制鉆孔灌注樁的施工質量，盡量避免發生事故及減少事故造成的損失，以利于工程的順利進行。

西朗車站根據當地的地質情況，有針對性地選擇鉆孔施工方法：其中位于車站兩側的樁采用旋挖鉆進行施工；橫跨公路的中間段，由于地質條件良好，旋挖鉆施工影響城市交通，采用人工挖孔樁的施工方法成孔。部分巖層較淺的車站圍護結構亦可采用沖擊鉆沖擊成孔的施工工藝。在圍護結構的樁基施工中，樁基靠近主體結構側墻一側，宜遠離側墻邊距離10cm左右，并在施工時保證樁基的垂直度，避免侵入主體結構。

水下澆注混凝土是用混凝土從孔底開始灌注，將孔內泥漿置換出來，成為混凝土樁的。在澆注過程中，應及時掌握孔內混凝土面上升的高度及導管插入的深度，測定每個混凝土面位置應取兩個以上的測點，測繩受拉伸、濕度等因素的影響，所標長度變化較大，須經常校正。

澆注混凝土必須連續進行，否則先澆灌進去的混凝土達到初凝，將阻止后澆灌的混凝土從導管中流出。施工中，混凝土澆注速度應盡可能地快一些，終止澆注混凝土前，須確定混凝土面真實高度，以見混凝土中粗骨料為準。

對于誘發灌注事故的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時又必須準備相應的對策，預防事故的發生或一旦發生事故及時采取補救措施。

在施工過程中對以上一些問題，必須有明確的認識。只有對鉆孔灌注樁足夠的重視了，地鐵車站的基坑圍護才能有效地起到保護基坑開挖的作用。這是明挖車站中比較重要的一個部分。

3 旋噴樁施工要點

為保證鉆孔灌注樁之間間距的止水性能，必須在灌注樁施工完成后繼續施工旋噴樁。高壓旋噴樁對處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，在地鐵車站施工中適用于圍護結構止水。旋噴樁與鉆孔樁一起形成圍護結構止水帷幕，防止明挖施工過程中地下水的匯集、噴涌。

旋噴樁樁底一般施工至強風化巖層，鉆桿無法下行為止。鉆機采用雙管高壓旋噴樁及高壓注漿泵，當鉆桿鉆到既定標高后用高壓旋噴機把安有水平噴嘴的注漿管下到孔底，高壓噴射水泥漿沖擊切割土體，隨著注漿管的旋轉和提升而形成圓柱體樁體，漿與土體經過一系列的物理化學反應，固結成樁。旋噴樁截面必須與鉆孔樁相互咬合，以便于保證支護、止水效果。

旋噴樁施工工藝屬于一種比較成熟的工藝，在地鐵車站圍護結構止水有非常良好的應用效果，能夠使開挖后的基坑不受潛水、地下涌水的影響。旋噴樁施工必須逐排進行施工，保證施工樁長及樁徑。在開挖后如發現旋噴樁與地層相接處有涌水現象，必須及時補樁、堵漏。旋噴樁與鉆孔灌注樁相互位置示意圖如下圖1所示：

圖1 旋噴樁及鉆孔灌注樁相互位置示意圖

4 支撐體系施工要點

支撐體系施工屬于土方開挖前必須施工的臨時構造，是為保證開挖后圍護結構阻擋被動土壓力所設置的結構。根據現階段地鐵車站所采用的支撐種類，分為鋼管支撐與砼支撐兩種，兩種支撐各有優缺點。砼支撐具有良好的穩定性，且適用于復雜部位的支撐，但施工進度慢，影響土方開挖。鋼管支撐具有施工簡易、安拆方便等優點，但對于特殊要求的部位難以應用。

針對明挖車站的施工，為保證整個圍護結構的穩定性，第一層支撐應全部采用砼支撐，第二、三層支撐標準截面宜采用鋼管支撐，非標準截面采用砼支撐。如果第一道支撐體系應用鋼管支撐，整個結構的穩定性能就非常有可能得不到保證，地鐵車站坍塌事故往往出現在該問題的對待和處理上，如杭州鳳起某車站。同時在開挖過程中，要對露出的圍護結構樁基截面進行噴射砼施工，使其表面盡量平整，還要對有涌水的位置進行引流、堵漏處理。基坑內、外不宜做降水處理，但必須實時監測基坑周邊以及圍護結構水位、土體傾斜度的變化。

5 結語

明挖車站施工中圍護結構施工只是其中的一部分工序。明挖車站在城市地鐵中是首選的工藝方法。灌注樁施工是圍護結構中的主要工序，成樁質量必須得到保證，同時支撐體系必須嚴格按照設計及相關規范的要求進行施工，以保證地鐵車站開挖施工的安全性。

隨著科學技術的不斷提高，建筑新技術及新工藝也不斷發展并完善起來。相當多的科研人員及業內人士非常重視地鐵圍護結構的設計與施工，其作為地下明挖施工的一個重要組成部分，對保證施工的安全、質量與進度具有非常重要的意義。

[1]高志宏.淺談明挖法地鐵車站的設計分析方法[J].甘肅科技，2010（09）.

[2]李進兵.鉆孔灌注樁常見質量事故預防及處理措施[J].山西建筑，2008（16）.

[3]韓建剛.淺談旋噴樁施工[J].山西建筑，2008（27）.

[4]李新智.深基坑灌注樁、旋噴樁組合擋土壁[A].中國土木工程學會土力學及基礎工程學會地基處理學術委員會第三屆地基處理學術討論會論文集[C].1992.