伴隨我國城市化進程的進一步推進,城市交通問題愈發凸顯。為緩解城市交通壓力,目前國家開始重點加強對二三線城市進行地鐵建設,以提高城市公共交通能力。在地鐵車站明挖施工過程中,需從多方面加強對施工的控制,以保證工程整體質量及安全。
近年來,隨著社會經濟的快速發展,私家車用戶明顯增多,再加上城市聚集人口呈逐年遞增趨勢,使得城市交通擁堵問題越來越嚴重。為解決日益擁堵的交通問題,地鐵建設成為最佳的解決方式。地鐵作為一個綜合體,建設過程中需綜合考慮到設計、施工材料、設備及工藝等方面的問題,在施工的精度方面尤其需要注意。車站是地鐵極其重要的組成部分,與此同時也是市政工程、地下商城、過街通道的綜合性多功能建筑,因其結構復雜,建設規模較大,對施工技術的要求較高。車站明挖技術是目前地鐵車站施工中使用最為普遍的一種 施工方法,其先將地面挖開完成車站主體結構,再對施工區域做回填,最后再恢復地面。
1.地鐵車站明挖施工技術特點
地鐵車站明挖施工法具有作業面多、速度快、工期短等特點,施工過程中可對工程總體造價與施工質量進行更好的控制,正因為此,明挖施工法在地鐵施工中應用非常普遍。但在具體實施過程中,明挖法也受到相關因素的影響,其要求施工場地要足夠大,這在城市建設過程中存在極大困難,若無法滿足上述條件,明挖法就無法施行。與此同時,由于明挖法施工過程中多數時間處在露天狀態下,故對防降水工程也提出了較高的要求。
2.地鐵車站明挖方法
地鐵車站明挖施工法主要包括放坡開挖法、懸臂支護法開挖及圍護結構加支撐明挖法三種方法。
2.1 放坡開挖法
放坡開挖法多為首選施工方法,其主要適用埋深較淺隧道的地鐵工程,由于其對周圍環境影響小,故施工時只需對放坡率做合理控制,即可控制好土體結構穩定性以及施工成本。
2.2 懸臂支護法
懸臂支護法是指將基坑圍護結構插至底部,再對基坑內的土體進行挖掘。該明挖法在開挖過程中由于開挖結構處在懸臂狀態下,土體產生的壓力需要靠開挖面與自身剛度進行維持,當達到設計要求的開挖深度時,即可進行施工。該開挖法在開挖過程中,圍護結構復雜,施工難度大,且工程造價較高,施工過程中對于施工結構質量需要做嚴格控制。
2.3 圍護結構加支撐明挖法
該明挖法是為了應對基坑深度較大時受到的土體側壓力較大的情況。為解決較大的土體側壓力,施工前需做地下連續墻的維護,再采取支撐圍護加強的辦法進行操作。該明挖法對施工工藝要求較高,需要對支撐結構的強度、剛度、間距做深入分析,以對施工質量進行控制。
3.地鐵車站明挖施工工藝
地鐵車站明挖施工過程中,受力情況可發生很大變化,加之施工步驟多,故需對結構施工做嚴格控制,施工時對部分施工環節工藝進行嚴格控制,以有效保障工程整體質量。以下僅就旋噴樁施工工藝以及防降水施工要點做簡要分析。
3.1 旋噴樁施工
3.1.1 鉆機就位
安裝鉆機,鉆桿頭和已設計好的孔位中心維持一致。鉆機就位后需做水平校正,以確保鉆孔能達到規定垂直度。
3.1.2 鉆孔
選取地質鉆機鉆孔,鉆孔位置設計和規定位置之間的誤差低于5cm。
3.1.3 插管
鉆孔作業完成后,需分段、豎抽出巖芯管,并插入二重噴射注漿管至指定深度。插管時需邊插管邊射水,水壓需控制不超過1MPa,以防泥沙堵塞噴嘴。
3.1.4 噴射注漿
噴射注漿管在插入要求深度后即可噴射注漿,順序自上而下,當其在樁底部邊旋轉邊噴射達60s后,噴射高度不斷提升。注意在旋轉過程中提升速度不可過快。若噴射對樁體直徑沒有影響,則采取二次噴漿;若噴漿時發生故障,需立即停止噴漿以防樁體中斷,并查找故障原因。
3.1.5 提升注漿管
為防止噴漿時注漿管扭斷,應先噴漿,再旋轉、提升。注意,鉆桿的提升和旋轉要連續,注漿管分段提升搭接長度超過10cm。旋轉噴漿時冒漿量控制為10%~20%。
3.1.6 沖洗
待水噴至樁高后,將注漿管拔出,再以清水沖洗,保證注漿管及設備無水泥漿體殘留。隨后將漿液換成水,噴射于地面,保證軟管、注漿管內及泥漿泵中漿液全部排出。
3.1.7 機具移動
施工完成后將鉆機等設備移至另一新孔位上。
3.2 防降水施工要點
強化施工安全管理,避免降水影響施工作業與基坑開挖;強化剛性結構自防水,并配合柔性防水技術;結合施工所在地季節及氣候特點,編制科學的防降水施工方案;在解決降水施工抽水問題時需遵循相關地下水資源保護規定,降低因降水對周邊建筑產生的影響。
4.小結
地鐵車站明挖施工技術具有作業速度快、施工技術成熟、合理經濟等諸多優勢,目前被廣泛應用于地鐵車站工程施工中。在工程實際施工過程中,需嚴格遵循施工項目情況進行,重點做好防降水工程,保證地鐵施工安全進行。
(作者單位:中鐵九局集團第四工程有限公司)