地鐵明挖車站基坑開挖施工技術

（中交四航局第五工程有限公司，福建福州 350001）

1 工程概況

濱海快線（福州至長樂機場城際鐵路工程）起點為福州火車站，終點為文嶺站，全長為62.32 km，沿線設站15座，建有文嶺車輛段、東升停車場、3座主變電站以及1座控制中心。

文嶺站長為537.6 m，寬為22.2 m，基坑深度7.9～16 m，地上2層、地下1層，島式車站，設置5個出入口。圍護結構采用放坡+工法樁、放坡+灌注樁，明挖法施工。

2 地鐵明挖車站基坑開挖及回填施工技術

2.1 土方施工概述

文嶺站基坑開挖工作量較大，施工難度高，開挖深度8.061～10.722 m，屬深基坑工程，土方開挖量為24 萬m3，回填量為3.5 萬m3。

2.2 施工順序

深基坑工程的開挖施工遵循“分層、分塊、先支后挖”的基本原則，根據設計圖紙，逐步完成各部分的支護與開挖作業。

2.3 主要內容

（1）施工準備：工程樁、圍護結構等基礎結構均要設置到位；采取降水措施，有效降低坑內水位，要求其低于開挖面0.5～1 m，并根據現場情況配置完善的排水系統；合理布設監測點，加強對基坑的監測，根據所掌握的數據判斷基坑支護的實際情況，以便為施工提供參考依據。

（2）施工工序：邊坡開挖進程不斷推進，到達冠梁底后，組織混凝土支撐的建設工作，待支撐的強度滿足要求且無損傷等其他質量問題時，可以分段、分層依次開挖土方。挖至基坑底面標高以上0.2～0.3 m的位置時，轉為人工開挖，以便精準控制開挖量，直至到達基坑底部，隨后澆筑墊層，施工底板并采取防護措施，設置肋板撐，澆筑側墻。待結構的實測強度滿足要求后，可以拆除冠梁和內支撐，將預先設置的型鋼拔出。

3 地鐵明挖車站基坑開挖的施工技術要點

3.1 土方開挖

土方開挖作業分段依次開展，技術要點：

（1）精準測量并界定開挖邊界，設置標高控制點，以便后續可以有效開挖土方，避免超挖、欠挖問題。

（2）土方開挖的工作量較大，采取機械化作業模式，即挖掘機、裝載機協同運行，產生的棄渣由自卸車轉移至指定堆放點，避免現場堆積。開挖過程中由專員指揮，及時測量標高，保證開挖進尺的合理性。

（3）合理協調開挖與支護的關系，盡可能縮短基坑無支撐的暴露時間，以免在外部環境的作用下導致基坑失穩。

3.2 土方回填

土方回填以機械回填為主，局部機械設備無法正常運行時（例如空間限制），由人工回填。土方回填施工所用機械設備包含推土機、裝載機等，按自下而上的順序分層依次回填，單層厚度約300 mm。

為提高回填后土方的密實性，先對填土進行初步平整，再用沖擊打夯機等相關設備處理，全面夯實土方面層，不可遺漏。打夯機無法觸及的區域，采用人工打夯的作業方法，要求虛鋪厚度不超過200 mm。從四周開始，逐步向中間推進，有序夯實各部分。

回填壓實環節采用壓路機，由專員操控設備，做到勻速、緩慢行駛。填土厚度不宜超過250～300 mm，每層壓實6～8遍，具體根據實際施工情況而定。各部分的碾壓方向一致，均從兩側逐步向中間推進，相鄰碾壓帶重疊15～25 cm。填方邊緣部分穩定性不足，壓路機的噸位較重，易導致邊緣處失穩，為避免邊緣失穩，要求碾輪距填方邊緣的距離不可小于500 mm，角部位則由小型夯實機具處理。每完成一層碾壓作業后，隨即對表面拉毛。

3.3 質量控制措施

（1）地下水對基坑施工的影響較為顯著，將降水措施落實到位是創設安全施工環境的重要前提，要求坑內水位低于基坑開挖面0.5～1 m，減弱水體對基坑穩定性的影響；加強監測，利用監測數據反饋基坑的實際情況，定期復核監測點，以免監測結果不準確。

（2）基坑開挖過程中，待其距離坑底約300 mm時，由機械開挖轉為人工開挖，以便精細化控制開挖進尺，避免超挖現象。開挖至設計深度后，設置接地網和墊層。

（3）基坑土方開挖應用土體時空效應，分層、分段有序完成各部分的開挖作業，分層厚度不小于1.0 m，分段長度不小于10.0 m，同時應做到對稱、平衡開挖，產生的土方開挖坡度不宜超過1∶3。

3.4 基坑結構的支護施工

基坑開挖的擾動性較強，加之巖土體性質、水文條件等因素的影響，易導致基坑失穩。對此，項目采用Ф800 mm鉆孔灌注樁，起到支護的作用。

（1）以設計圖紙為準，確定灌注樁的施工位置，按順序依次編號，以便后續可正常施工。

（2）根據要求適配鉆機，按規范校驗，確保其能夠穩定運行，以免在施工期間發生設備故障。地下水位較淺，地質結構缺乏足夠的穩定性，鉆機運行時易失穩，因此針對基礎結構采取補強處理措施，此后再安排鉆機就位。精準調整鉆機及其鉆桿等關鍵部件的姿態，以免因就位不準確而產生較大的鉆孔偏差。

（3）正式鉆進過程中，嚴格控制鉆進速度，定期糾偏，從源頭上避免鉆進超限的情況。

（4）加強對成孔質量的檢驗，要求孔徑、孔深等方面均可滿足要求，同時孔內沉渣需得到有效清理；若無誤，則將提前加工成型的注漿管埋設到位[1-2]。

（5）注漿施工環節選用水灰比為1.1～1.2的泥漿，注漿管端口距底部不超過50 cm，注漿管埋深控制在1～1.5 m，在此條件下有序施工。

（6）在圍護樁頂設置1 200 mm×1 000 mm的冠梁，每隔9 m設置斷面尺寸為700 mm×1 000 mm的混凝土支撐，兩道支撐間隔布置尺寸為400 mm×600 mm的聯系梁。

（7）樁間施工的關鍵在于掛設Ф8@150 mm×150 mm鋼筋網，噴射混凝土（厚度按100mm控制），通過此類結構的應用，提高樁間土體穩定性，構筑完整的防護體系。

4 基坑排水措施

基坑內排水采用修筑排水溝，設置在基坑四周坡腳處較為合適；在基坑的四角和基坑邊按照20 m的間距依次設置集水坑，并配備合適規格的水泵，利用該裝置將聚集在集水坑內的水排至市政工程相應的雨污管道中。排水施工方法根據現場氣候條件靈活調整，遇降雨量較大的天氣時，加強引排水，以保證在強降雨時不出現積水現象。

4.1 基坑內排水

4.1.1 構建排水系統

盡管在基坑開挖前已經根據實際情況采取了井點降水措施，但現場存在不透水層和弱透水層，且開挖施工期間開挖面存在明水，因此仍需加強排水。對此，待基坑開挖至設計基底面后，布設基坑內水平引排水系統，以便高效排水。基坑內水平排水系統如圖1所示。

圖1 基坑內水平排水系統

4.1.2 技術要求

橫向布置匯水溝，間距為10 m，利用該設施匯集基面滲水，并從溝底向兩側修筑縱坡，以提高水的流通效率，以免出現阻塞現象。為創設良好的接地網和墊層施工條件，需向槽內填充砂卵石。在基坑兩側和中間部位修筑排水溝，其關鍵作用在于匯聚圍護結構的滲漏水以及匯水溝的水，高效引至集水坑內[3-5]。

此外，還需向集水坑方向設縱坡。集水坑的修筑位置為區段前端基坑的兩側，通過此類水工設施的建設，可以匯集源自挖面的滲流水以及排水溝的水，將其高效排至基坑外。若流入的水存在含砂量偏高的情況，則可以在周邊設置帶有濾砂網的鋼筋籠，通過此裝置的應用，有效過濾砂石。此外，密切關注基坑底部的地質條件，若為微風化巖層，此時集水坑可以直接采用自然坑，以減少工作量。

4.2 地面排水

在基坑頂部周邊以砌磚的方式修筑排水溝，其作用在于承接基坑抽排水以及源自地面的雨水，提高排水效率，以免因水量較大而出現倒灌至基坑的情況。根據圍護結構的特點，在其邊緣部位修筑擋水緣。向基坑內抽水后，該部分水中含有泥沙，若直接將其排至市政管網中，則容易加大堵塞概率，造成嚴重的不良影響。對此，在各排入口分別修筑沉淀池，每池又細分為三個小池，即進水池、沉淀池、出水池，經過流程化的處理后，清理沉渣，將含泥沙量較低的水排至下水道，從而規避管道堵塞的問題。

5 結語

綜上所述，在城市地鐵明挖車站施工中，基坑開挖是重點內容，施工中需根據實際情況合理優化技術，除了做好基礎開挖工作外，還需加強支護以及防排水，有效維持基坑的穩定性，盡可能減小外部環境對基坑施工的影響，在安全的環境中高效完成基坑的建設工作。