地鐵車站明挖施工技術控制要點

趙小兵

（中鐵二十二局集團第一工程有限公司，北京 100144）

自我國加入世界貿易組織以來，國民經濟水平飛速提升，城市化建設也迎來了高峰，傳統的城市交通系統已然無法滿足社會需求。地鐵是現代化城市交通中常用的一種運輸工具類型，其在1965年正式引入我國，隨后急速擴展，成為當代社會最關鍵的交通工具。與其他城市交通工具相比，地鐵不僅運行速度快、容量大、不易擁堵且可能造成的噪聲污染與生態污染也極少。地鐵交通中的關鍵性構成是地鐵車站，具備分布廣、結構復雜、施工規模大、難度高等一系列特征。地鐵車站承擔著交通樞紐的作用，其施工質量不僅影響著地鐵運行效率，更關系著社會安全。明挖施工技術是近年來國際社會中廣泛使用的一種地鐵車站施工技術，分析地鐵車站明挖施工技術要點，具有一定的現實指導意義。

1 地鐵車站明挖施工概述

1.1 地鐵車站明挖施工的特點

明挖施工技術是應用于軟土地下施工的最基本方法，其主要是指從地表向下開挖基坑或塹壕，直到工程設計標高后，自基底由下向上順序施工，完成地下工程主體結構后進行土方回填的地下施工方法。明挖施工技術形成已久，且具有廣泛的應用范圍，截至到目前，明挖施工成為地鐵車站工程建設中的最常用方法之一。與其他施工技術相比，明挖施工不僅操作簡單、工期短，還具有主體結構受力情況好以及施工面多等特點，這有益于施工單位更好的控制工程總體造價與工程品質。但是，明挖施工的缺點也是明顯的，如施工過程需要極大的施工場地、阻斷交通時間長等，這使得明挖施工技術在現代化城市中應用存在困難。

1.2 地鐵車站明挖施工的方法

明挖施工技術及其應用的歷史悠久，隨著科學技術的不斷更新與建筑工程施工工藝的持續精進，地鐵車站明挖施工技術也隨之進步，截至到目前，地鐵車站明挖施工法主要包括3種。懸臂支護法開挖、放坡開挖法以及圍護結構加支撐明挖法。根據實踐經驗與應用特點，筆者重點分析了第3種地鐵車站明挖法，即圍護結構加支撐明挖法。

圍護結構加支撐明挖法是施工人員為應對較深基坑而發展出的綜合性明挖施工技術。若施工要求基坑的深度較大時，必然會產生數值較高的土體側壓力，為確保土地穩定性、避免發生土地坍塌等問題，技術人員必須有針對性地采用支護方法、設置支護結構。對于具體的操作工序而言，技術人員必須充分掌握支撐結構的剛度、強度、層數和間距等技術指標，就水平支撐與圍護結構的共同作用情況、結構體系轉化等進行精準的力學計算，以妥善組織開挖。從過往實踐可以看出，圍護結構加支撐明挖法重點適用于埋設位置深、邊坡土體穩定性不足且外側壓力大的地下工程施工中。與此同時，施工技術人員還需定期或不定期的監測支撐狀態，與其他支撐方法相比，水平支撐具備諸多方面的優勢，不僅施工的可靠性和安全性強、墻體不易發生位移，且突破基坑開挖深度的限制。通常情況下，水平支撐主要包括3種形式，分別是橫撐、角撐和環梁支撐。角撐適用于平面矩形圍護結構的基坑拐角或斷面變化位置，而矩形中長度較短的一邊則采用橫撐方法。環型支撐重點適用于平面環形同護結構。若基坑具有較寬的橫向距離，施工單位應添加中間支柱，以在最大程度上維護基坑及其土體的穩定性。

2 地鐵車站明挖施工技術的控制要點

2.1 基坑開挖

基坑開挖是地鐵車站明挖施工中的首要步驟。從時空效應原理出發，地鐵車站明挖施工中的基坑可分為多種情況，具體包括縱向分段開挖、豎向分層開挖、對稱開挖、平衡開挖以及限時開挖等。若分塊進行基坑開挖操作時，技術人員必須嚴格依照由上到下的順序，同時嚴格控制放坡的坡度，通常情況下，該坡度可設置為1∶1.5左右。當明挖施工達到設計標高后，應適當縮減放坡的坡度，并每隔一層設置一個臺階。與此同時，施工單位還需嚴格根據明挖施工速度，提前備好基坑土體的支撐材料或墊塊等。待完成上述一系列步驟后，需妥善裝備好鋼管。

2.2 旋噴樁施工

地鐵車站的旋噴樁施工步驟主要包括鉆機就位、鉆孔、插管、噴射注漿、提升注漿管與沖洗。第一，鉆機就位。鉆機是旋噴樁施工中的主要設備，必須嚴格依照原有的工程設計方案并將其裝置在相應的孔位上，確保鉆桿頭與孔位的中心位置一致。鉆機初步安裝后繼續進行水平方向的位置矯正，以促使鉆孔具備符合規范的垂直度。第二，鉆孔。鉆孔施工通常采用地質鉆機，應在最大程度上減少鉆孔位置的偏移度，確保位置誤差維持在0.5 cm以內。第三，插管。這一工序發生在鉆孔之后，技術人員應尤其注意按照分段式與豎向原則將巖芯管抽出，后準確插入二重噴射注漿管。為確保插管施工的質量，施工人員應將插管與射水同時進行，將水壓調整至1 MPa以下。若超出該極限值，則易導致鉆孔四壁發生射塌現象。第四，噴射注漿。在完成插管操作且確保注漿管已到達設計深度后，施工人員即可開展噴射注漿，通常情況下，噴射注漿的順序應由下至上。當噴射至樁底位置時，為確保注漿品質，應選擇邊旋轉邊噴射的方法，維持這一操作達到1 min，然后逐步向上提升，同樣采用邊噴射邊旋轉的方法。與此同時，施工人員還需實時監督相關注漿噴射指標，如注漿流量、漿液初凝時間、壓力、旋轉提升速度和風量等，從而形成科學合理的施工曲線圖。第五，提升注漿管。當組織開展深層噴射施工時，應隨之進行注漿管的旋轉與提升，這能夠在較大程度上避免注漿管被扭斷。需要特別強調的是，鉆桿的提升與旋轉必須要保持連續性，不可隨意暫停甚至中斷。

2.3 防降水施工

防降水漏水是地鐵車站工程建設中的重要問題，不僅直接影響著工程建設品質，還關系著地鐵交通的有序運行與安全性。所以，在地鐵車站施工過程中，施工單位必須將防降水漏水工作置于關鍵性位置。基于過往經驗可知，防降水施工的原則應是“以防為主、剛柔結合、多道防線、因地治理”，具體來說，可從以下4個方面著手：首先，加強地鐵車站施工的安全管理，定期或不定期的檢測施工指標，以預防降水對施工作業和基坑開挖造成的消極影響；其次，加強剛性結構自防水施工，同時輔之以柔性防水技術，做好施工縫防水，從而全方位地保障施工安全、避免受到降水漏水問題的困擾；然后，充分考察施工現場的氣候、季節和地質水文情況，科學編制防降水施工方案；最后，嚴格依據國家水源保護規范開展工程施工中的抽水工作，維護防降水施工并避免破壞其與外界環境之間的平衡。

3 結語

綜上所述，地鐵車站作為現代城市交通運輸系統中的重要樞紐，其集合了市政工程、地下商場以及通道轉運的多重作用。明挖施工技術是地鐵車站施工中的關鍵性技術，施工企業及其技術人員應緊密結合施工現場的地質水文、氣候與季節情況，靈活運用開挖方法，并做基坑開挖與結構防滲漏水施工，以確保地鐵車站工程結構的安全與穩定。