半幅鋪蓋地鐵車站基坑開挖關鍵技術

陳浩然 喬沭河

摘要：本文主要研究半幅覆蓋地鐵車站基坑開挖相關技術問題，隨著城市地鐵交通網絡的深入發展，地鐵車站在建設的過程中也在不斷提升工藝和技術水平。地鐵車站的深基坑開挖技術有很強的綜合性，在施工的過程中受多種因素影響存在很大的風險，因此必須使多個工序緊密配合，不斷提升信息化監測技術從而保障施工過程的安全性和有序性。

關鍵詞：半幅鋪蓋;地鐵車站;基坑開挖

1 基坑工程概況特點

已知某地鐵車站五號線路全長135米，設計的平均深度為22.3米。在基坑開挖設計過程中，一般會結合實際情況選擇半幅鋪蓋、明挖順筑以及分期倒邊等方法。基坑中間設有臨時立柱，由現澆疊合層、預制蓋板和瀝青面層等部分組成，是地鐵車站基坑開挖時機械設備進出的主要交通道路。

2 土方開挖控制重點

由于案例地鐵車站位置處于繁華的商業區域，因此地下管線較為密集，周邊緊鄰其他地鐵線路站節點段，在基坑頂部有環形天橋越過。因此在進行升級跟開挖的過程中需要保證地層位移的安全性，并采取措施來確保各施工環節與工序配合的緊密度有著非常高的要求。在進行土坑開挖的過程中，需要嚴格控制開挖順序，并采取措施對支撐架設時間給予控制，同時還需要對分層分段參數給予綜合考慮和控制，盡可能避免地鐵車站基坑開挖對周圍地層的變形影響。實際上，該站需要進行臨時鋪蓋路面，此時就需要在基坑開挖階段按照要求配備限載限速標志，從而避免對中間臨時立柱造成影響。在該站基坑開挖過程中，可能會因為外界因素的影響而存在比較高的施工風險，這樣就需要對各施工環節進行動態監測，借助信息化技術手段來動態監測施工管理對周邊環境可能產生的影響。

3 土方開挖總體要求

在地鐵車站深基坑開挖過程中，需要對周邊環境特點給予綜合考慮，以此來確保深基坑開挖技術的應用效果。一般來說，常見的車站深基坑在開挖的過程中必須要嚴格遵循分層、分段、對稱、平衡和限時原則，并且為了保持車站深基坑開挖過程中的安全性，必須要先做好支撐建設之后才能進行土方開挖，所有的支撐建設都是限時的，在有限的時間內嚴禁出現土方超挖的操作。在進行土方開挖的過程中需要依靠大型的挖土器械，由于這些機械質量較重，因此必須安排專門的行走路線和停放位置，在開挖的過程中也需要對機械設備的挖土順序進行設置，在施工過程當中涉及到的土方挪運和材料堆放等問題都需要在基坑開挖之前進行設計，避免對基坑內部的圍護樁和坑中的臨時立柱樁造成影響，影響基坑土方開挖的安全性。

在進行土方開挖的過程中，降水設施和監控設施的安裝和使用是非常必要的，土方的開挖需要一層一層進行，當上一層基坑開挖至支撐設計的位置時需要及時支設鋼架并施加預應力之后才能開挖下一層土方。在深基坑開挖過程中，可以選擇分層臺階式開挖技術，并在具體開挖階段，對鋼支撐豎向間距與分層厚度給予有效控制，一般分段長度小于30米，分層的厚度也要小于鋼支撐的豎向間距。由于在進行土方開挖的過程中需要機械和土方運輸車輛直接進入基坑內作業，因此必須要建設穩定的坡道以供車輛設備的進出。土坑內建設的坡道寬度需要至少保證兩輛車輛能夠相向行駛，坡度要求根據地鐵車站基坑開挖實際需求建設，但是也需要至少確保在滿載的狀況下拉土車能夠爬坡出坑。實際上，在機械開挖土層階段，需要專門設置指揮人員進行現場監控和管理，防止機械操作時意外碰觸臨時的立柱和支架等構件。最后需要注意的是，在利用機械挖土的過程中需要挖至距離坑底20cm至30cm左右的位置，余下的土方可以通過人工和機械相結合對方式給予解決，以此來降低基坑開挖對坑底土方所產生的擾動現象。如果土坑按照設計要求挖至設計深度時，要對接地網進行安裝，并做好墊層和封底工作，以免雨水對坑底產生不同程度的浸泡，影響基坑的整體穩定性。

4 土方總體開挖方案

在綜合考慮工程特點、周邊環境影響以及施工工藝等多方面因素之后，最后選擇分層分段土方開挖策略，其具體流程如下：（1）構建第一道混凝土支撐，并且按照要求在第二道鋼支撐以上開展土方開挖工作，從左到右選擇前進式掏挖方式來對基坑進行開挖，同時選擇不分段的連續性開挖施工。在開挖至第二道鋼支撐下面后，選擇由右向左的多級接力式后退式開挖技術，并且在所有土層開挖至最南端之后利用汽車吊運將多余的土方調運出坑，借助挖機設備來將坑內預留的部分土方直接裝車，并運送出坑;（2）在土方開挖過程中，最好保證先撐后挖，在支撐設備和構件安裝好后為其施加預應力，并且在土層開挖至基坑底部時，要按照要求保留30cm的厚土層，由人工配合小型挖掘機進行土方開挖作業，在開挖的同時對邊坡進行修理。最后進行網噴混凝土、鋼支撐鋼圍架等操作。

5 關鍵施工參數

5.1 施工分層

在進行地鐵車站基坑開挖過程中，需要根據支撐設計位置，綜合考慮挖掘機的開挖能力，并將開挖深度設定為5層，并將分層厚度控制在4m-6m，每層挖土標高要保證比支撐中心線低0.8m。

5.2 施工分段

通過對地鐵站底板結構平面圖進行分析后，需按誘導縫及橫向施工縫來對混凝土結構分塊組織施工進行設置，該過程需要將橫向施工縫間距控制在20m范圍內，并對主體結構施工流程和工程量的均衡性給予綜合考慮，在此基礎上在縱向劃分為6段進行土方開挖施工。

5.3 階梯傳遞

在基坑開挖過程中，除第二道鋼支撐以上土方外，其他的基坑土方均可以采用“后退式階梯傳遞”方式給予開挖，并根據分層開挖要求來合理設置分層高度（3m-4m）、臺階寬度（4m-6m）以及臺階坡率（1：0.5）。

5.4 坑內坡道及行走路線

在基坑開挖階段，坑內坡道路要≥4m，坡率控制在1：8-1：10，坡面最好選擇鋪設混凝土塊，同時在面層還需要鋪設防滑鋼板20mm。

6 小結

綜上所述，在開挖地鐵車站基坑時，可能會因為各方面因素的影響，而存在一系列的安全風險，針對半幅鋪蓋地鐵車站基坑開挖問題需要結合施工現場實際情況對施工參數進行有效控制。隨著城市地鐵軌道交通網絡的深入發展，在進行地鐵車站基坑開挖時必須充分考慮安全性和穩定性，對可能影響施工的各項因素采取針對性的控制手段，真正提升施工過程的信息化管理，避免地鐵車站基坑開挖過程中存在的安全隱患。

參考文獻：

[1] 任建喜，馬霽南，白進龍等.半幅鋪蓋法地鐵車站基坑中立柱變形規律研究[J].鐵道工程學報，2017（09）.

（作者單位：蘇交科集團股份有限公司）