鋼支撐與錨索施工技術在地鐵車站明挖中的應用要點

摘要：闡述地鐵車站明挖施工的特點和要求，針對地鐵車站明挖施工過程中的鋼支撐施工、錨索施工要點進行了系統研究，以有效提高施工效率，保證工程的質量和安全，相關成果可為地鐵車站明挖施工提供相關參考和指導。

關鍵詞：地鐵車站；明挖施工；鋼支撐；錨索

0? ?引言

明挖施工是指在土木工程中，使用開挖機械對地下土壤或巖石進行直接開挖的施工方法。與盲挖施工相對應，明挖施工可以直接觀察到挖掘的工作面和施工過程。地鐵車站明挖施工是指在地鐵車站建設過程中，采用明挖法進行土方開挖和結構施工，其適用于地質條件較好、地下水位較低的區域。

研究地鐵車站明挖施工關鍵技術，對于提升地鐵車站工程建設的質量、效率和安全至關重要。本文以某工程為背景，針對地鐵車站明挖施工過程中的鋼支撐施工、錨索施工要點進行系統研究，以有效提高施工效率，保證工程的質量和安全。

1? ?工程概況

某車站為地下二層單柱雙跨框架結構，該車站有效站臺長為190m，寬度為23m，屬于島式車站，左右線間距為16.3m。標準段寬度為22.2m，車站頂板的覆土厚度范圍為2.862～3.211m，底板埋深范圍為18.418～20.308m。該工程采用明挖法施工，為了有效控制土方開挖過程中的土體變形和支護結構的穩定性，利用內支撐體系作為圍護結構，從而確保施工安全。

2? ?鋼支撐施工技術

鋼支撐施工技術是一種在土木工程領域中應用的結構支撐方法，通過使用鋼材制作的支撐裝置，用于增強土體或結構物的穩定性和承載能力，主要應用于土方工程、基坑支護、地下結構施工等領域。通過準確安裝鋼支撐，可以提供強大的支撐力和穩定性，防止土方在施工過程中發生滑移和塌方等意外情況。

2.1? ?測量定位

在冠梁側面確定每道鋼支撐的具體位置，確保鋼支撐能夠有效支撐土方。測量定位技術要點包括場地勘測、基準點建立、測量儀器選擇和準確測量。

2.1.1? ?場地勘測

地鐵車站明挖施工中，測量定位技術的要點之一是通過準確的場地勘測，確定地鐵車站的施工起點、邊界和參考基準點等關鍵位置。這些位置的準確確定，對于后續的工程施工和定位非常重要。通過選擇適當的基準點，可確保測量的統一性和準確性。

2.1.2? ?基準點建立

基準點建立借助全站儀等高精度儀器完成，以確保施工的測量數據與工程設計的準確對應。

2.1.3? ?測量儀器選擇

地鐵車站明挖施工中，常用的測量儀器包括全站儀、水準儀、經緯儀等。根據具體的測量任務和需求，選擇合適的測量儀器，使用精確的測量方法進行測量，以保證施工的準確性。

2.1.4? ?準確測量

在地鐵車站明挖施工中，常用的測量方法包括位置測量、高程測量和角度測量等。根據具體的測量要求和工程特點，采用適當的測量方法，確保測量數據的準確性和精度。

2.2? ?安裝托架及鋼圍檁

仔細檢查支撐的總長和平整度，確保其符合要求，尤其是兩端中心線的偏差應不超過20mm。經過檢查符合施工標準后，可以對各個支撐部位進行編號，以便后續的施工工作。確保支撐的安裝位置準確，各部位穩固可靠，為后續的地鐵車站明挖施工奠定堅實基礎。

2.3? ?斜撐安裝

通過焊接方式，將斜撐支座與支鋼圍檁緊密連接，增強斜撐的承載能力，使其能夠有效支撐土方，并抵抗可能的側向位移。使用C30混凝土填充空隙，提高鋼圍檁與圍護樁之間的緊密程度，增加整個支撐系統的穩定性[1]。

2.4? ?支撐拆除

拆除鋼斜楔，確保拆除過程的穩定性和安全性，避免意外情況的發生。逐漸減壓千斤頂，將其恢復至初始位置并移走。利用起重機將鋼支撐吊起并運出施工現場。使用起重設備有利于確保拆除過程的安全和高效性，保護支撐結構的完整性。拆除后的鋼支撐可根據需要進行清理、保養和儲存，供后續項目使用[2]。

3? ?錨索施工技術

錨索施工技術是指在土木工程領域中，用于加固土體或結構物的預應力錨索系統的施工方法和技術。錨索是指通過鋼材或其他高強度材料制作而成的鋼絞線或鋼筋，利用張拉預應力，將其固定在巖體、混凝土或土體中，增加結構的穩定性和承載能力。預應力錨索結構如圖1所示。

3.1? ?鉆孔

鉆孔是地鐵車站明挖施工中的重要環節，科學應用鉆孔技術，有助于提高施工效率和質量。

3.1.1? ?鉆孔前準備

鉆孔前要進行詳細的勘察和設計分析，確定施工位置和孔洞布設方案。根據設計要求和地質環境，合理確定鉆孔位置和孔洞布設方案，確保施工的準確性和鉆孔的穩定性。

3.1.2? ?鉆孔操作要點

鉆孔過程中，要注意選擇合適的鉆具和鉆孔參數。根據施工需要和地質條件，選擇合適的鉆頭和孔徑，調整合適的鉆進速度和轉速，確保鉆孔的質量和進度。根據孔洞的深度和直徑合理選擇沖擊泥漿，保證鉆孔過程中的潤滑和沖刷效果，減少鉆具卡滯和鉆孔困難發生幾率。

鉆孔過程中存在一定的風險，如噪聲、振動、粉塵等，因此必須采取相應的安全防護措施，如佩戴防護耳罩、防護眼鏡和口罩，提供足夠的通風設施等，以確保施工人員的安全和健康。

3.1.3? ?驗收與維護

鉆孔完成后要進行驗收和維護。在鉆孔完成后，對孔洞的直徑、深度、位置等進行驗收檢查，確保達到設計要求。進行鉆孔設備的維護和保養，及時清潔、修復和更換損壞的部件，使鉆孔設備保持良好狀態，確保在地質復雜情況下能進行可靠的鉆孔施工[3]。

3.2? ?錨索安裝

地鐵車站明挖施工中的錨索安裝技術，是保障施工安全和地下結構穩定的重要環節。錨索安裝技術主要包括錨索類型選擇、錨索孔洞布設、錨索安裝和質量控制。

3.2.1? ?錨索類型選擇

在地鐵車站明挖施工中，常見的錨索類型包括鋼索錨桿、螺旋錨桿和預應力錨索等。根據設計要求、地質條件以及承載力要求，選擇合適的錨索類型，確保施工和后期使用的安全和穩定。

3.2.2? ?錨索孔洞布設

在施工前進行詳細的勘察和設計分析，確定錨索孔洞的位置、數量和布設方案。通過合理的孔洞布設，能夠均勻分布錨索，增強地下結構的整體穩定性和抗拉強度。

3.2.2? ?錨索安裝

施工過程中，應根據設計要求和施工方案，按照規定操作步驟進行錨索安裝。安裝過程中，應注意控制錨索的張力和預緊力，確保錨索與地下結構之間的緊密連接，提高錨固的效果和穩定性。

3.2.4? ?質量控制

施工過程中，監測和測量錨索的張力、預緊力和變形等參數，及時進行數據錄入和分析。對于安裝過程中的問題和質量隱患，要及時發現并采取有效的糾正措施，確保施工質量和安全[4]。

3.3? ?注漿

在人工下錨索施工中，需要同時將注漿管與錨索放入孔內。為了保證漿液的順利流出，第一次注漿完成后，需要等待漿液達到初凝強度后，再進行第二次注漿作業。控制水灰比有利于保證注漿固化的效果和質量，過高或過低的水灰比都會影響注漿漿液的凝結和硬化過程[5]。在第二次注漿中，控制水泥漿液的水灰比在0.45～0.50范圍內，保持注漿壓力在2.5～3.0MPa之間，并持續維持2min以上。通過第二次注漿操作，可以進一步增加地基的強度和穩定性，提高錨索的承載能力和抗剪強度[6]。

3.4? ?腰梁及錨頭施工

腰梁是承受錨索力的關鍵結構之一，需要與其他部件焊接牢固。為了確保腰梁的穩固性和可靠性[7]，常采用兩根熱軋普通32b型槽鋼與綴板進行焊接。在槽鋼的局部位置也可焊接加勁肋，以進一步增強腰梁的剛性和強度，降低錨索對腰梁接縫應力的影響。

錨頭是錨索的重要組成部分，其主要由鐵靴和承壓鋼板組成。為了保證錨頭的穩固性和可靠性，需要將鐵靴與承壓鋼板進行良好焊接。確保所有焊縫的填充完全、焊接質量良好，且焊縫厚度達到12mm，以保證焊接連接的強度和穩定性。在鐵靴兩側焊接加勁板，以增大鐵靴與腰梁之間的連接強度，提高整體穩定性和承載能力[8]。

3.5? ?張拉鎖定

張拉鎖定技術主要包括錨固系統選擇、張拉順序確定和張拉力度控制。不同的工程和結構要求，可能需要使用不同類型的錨固系統。

3.5.1? 錨固系統選擇

地鐵車站明挖施工中，需要根據設計要求和結構特點選擇合適的錨固系統，確保其能夠承受預定的力學要求和穩定性要求。

3.5.2? ?張拉順序確定

在施工過程中，根據錨固系統的布置和結構的特點，確定合理的張拉順序，保證錨固系統的均衡受力和結構的整體穩定。不同部位的錨固系統可能需要按照一定的順序進行張拉，并注意控制張拉力度，保證結構的力學平衡。

3.5.3? ?張拉力度控制

張拉鎖定過程中，要根據設計要求和結構的承載能力，控制合適的張拉力度。過大的張拉力度可能會導致結構變形或損壞，而過小的張拉力度則可能無法滿足結構的穩定要求。因此，需要根據具體情況，合理控制張拉力度，確保結構的安全性和穩定性[9]。

3? ?結束語

在地鐵車站明挖施工中，通過對關鍵技術的應用，可以有效降低工程風險，保證工程質量和安全。施工工藝的創新和優化有利于提高施工效率，并在一定程度上減少對周邊環境和交通的影響。希望本文能夠為相關領域的技術人員提供參考和指導。

參考文獻

[1] 譚文華.地鐵車站明挖施工關鍵技術：以杭州市錢江新城二期連堡豐城一期六七區間（含地鐵九號線六七區間）為例[J].中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術，2021（12）：36-40.

[2] 陳祉陽，王文柱.地鐵車站明挖基坑下穿互通立交橋基礎的施工關鍵技術及變形影響分析[J].建筑結構，2021，51（S1）：1952-1956.

[3] 趙欠南，葉欣欣.地鐵車站主體結構明挖法施工技術分析[J].冶金叢刊，2021，6（8）：108-109.

[4] 趙文貞.明挖地鐵車站主體結構工程滲漏水處理施工技術[J].冶金叢刊，2021（7）：57-59.

[5] 趙明星.地鐵明挖車站圍護結構中的鉆孔灌注樁施工技術[J].2021（20）：167-169.

[6] 趙勇勝.地鐵車站明挖深基坑綜合施工技術分析[J].冶金叢刊，2021（2）：84-85.

[7] 王力功.新建地鐵密貼下穿既有車站暗挖段施工技術研究[J].鐵道建筑技術，2022（6）：33-35.

[8] 王富強.高海拔地區油氣管道山體定向鉆施工關鍵技術研究與應用[J].石油天然氣學報，2023，45（2）：52-54.

[9] 楊治軍.明挖法地鐵車站結構設計淺析[J].工程技術研究，2022，3（12）：170-171.