郭坤
上海隧道工程有限公司浙江分公司 ，浙江温州325000
摘要：城市化进程逐步推进的背景下，地铁工程建设工作正如火如荼展开，地铁车站为重点建设内容，但其施工复杂度较高，现场地质、周边既有建(构)筑物均会对正常施工造成影响。因此，研究地铁站深基坑开挖安全技术及管理措施具有重要意义。下面笔者就对此展开探讨。
关键词：地铁站；深基坑开挖；安全技术；管理；
1工程概况
人民路站起止里程为YDK3+599.342～YDK4+176.825，站台中心里程YDK4+076.500，总长224.401m，标准段宽20.9～25.75m，深16.049～21.460m。车站基坑深度较大，设800mm厚地下连续墙和Φ1000mm灌注桩，以构成完整的围护结构体系。受地质条件的影响，局部由灌注桩转为吊脚桩的方式。
2工程地质及施工安全风险
2.1工程地质情况
人民路站施工范围内地质条件较为复杂，有近代人工填筑土层(Qs)、残积层(Qel)等多种类型，下伏基岩绝大部分为中粗粒花岗岩(γ)，少部分区域为辉绿岩脉(γδ)，伴有较明显的风化作用，加之地质构造活动的影响，基岩全、强风化带普遍以大厚度形式为主，给基坑开挖施工提出较高的要求。同时，人民路站建设区域以商业用地居多，周边地面建筑分布密度较大，开挖期间易由于扰动性影响而导致建筑物失稳，需采取有效的防护措施。
2.2施工安全风险
1）施工安全性控制的难度较大；地铁车站深基坑大多位于城市中心区域，周围环境较为复杂，地下管线交错，大管径雨水管在深基坑的开挖区域，在开挖期间可能会因地下基坑支护变形超过警戒值对周边道路、建筑物、地下管线等造成影响，诱发安全事故。周围区域的地下管道数量多、地下管道错综复杂，不能确保管道的安全性，安全控制难度较高。
2）支撑结构的安全控制难度高；在深基坑施工工作中，多采用混凝土支撑措施与钢管支撑措施，但是，支撑结构的稳定性较低，难以确保整体支撑结构的安全性，无法起到支撑作用。在施工过程中有的支撑结构施工没有和土方开挖之间保持着密切的配合，未能结合设计图纸要求和规范标准等执行工作，在开挖土方期间没有合理设计支撑结构，对整体工程的施工建设安全性和稳定性都会造成非常不利的影响。
3车站基坑土石方开挖
3.1总体概述
人民路站共分为9个施工段，按照先两头后中间的顺序依次开挖到位。各工作面适配3～4台挖掘机以及10～15台自卸车，采用台阶法有序开挖。局部施工段的土方开挖量较大，需要尽可能避免白天出土，否则易发生交通拥堵以及环境污染问题，较合适的是于夜间10点至次日5点出土，该阶段道路车流、人流均相对较少，出土效率较白天可大幅提高。车站两端设临时弃土场，作为临时场所而使用，暂缓临时土方外运困难的局面。运土车驶离现场时必须全面清洗轮胎，以免因轮胎携带杂物而污染路面。土方开挖工作量较大，采取机械化作业方式分层依次开挖到位，由挖机倒土至地面，再通过挖掘机装车外运。基底出土作业在龙门吊和坑内小挖机的协同配合下完成，土方吊运至基坑周边后通过挖掘机装车，最后由自卸车外运至指定堆放区域。
3.2施工方法及顺序
基坑深层土方开挖难度较大，以小型挖掘机为主要设备，辅以人工开挖的方式。随基坑开挖作业的逐步推进，当其达到各道支撑下部50cm时需要增设支撑装置，在强度满足要求后方可继续开挖作业。施工人员密切关注基坑开挖进度，当到达基坑底部以上20cm时不宜再采取机械开挖的方式，其原因在于机械设备单次开挖量较大，容易发生超挖现象，该部分需由人工挖掘，到达设计标高处后及时组织基坑底部找平作业，并根据要求设置垫层、防水层，浇筑底板。主要施工流程为:①第二层土方(冠梁底以上):以反铲挖机为主要设备，从大里程端开始逐步向小里程端推进，开挖深度约1.5m，根据施工进度及时设置冠梁和第一道混凝土支撑;②第二层土方(第一道钢支撑以上):该处以淤泥质土等稳定性不足的土质居多，开挖深度设为7.2m，采用台阶法开挖到位，期间利用反铲挖机接力，陡坡不宜超过1∶2;对于地质条件欠佳而难以设置台阶的区域，较合适的是以长臂挖机为主要设备，开挖期间产生的土方利用小型挖机周转;③第三层土方(第二道钢支撑以上):此部分地质条件以残积砾质黏性土居多，开挖深度4.5m，通过台阶法依次完成各部分的开挖作业，陡坡不宜超过1∶1.5;④第四层土方(基底以上):此部分为最后的开挖区域，开挖深度4.4m，采用台阶法，现场配置多台反铲挖机接力作业，应保证施工成型的开挖陡坡不超过1∶1.5。
3.3开挖施工技术要点
1)土方开挖需按照分段、分层的顺序有序推进，本站共分为9个施工段，先开挖两端，再逐步转向中间。2)土方开挖所用方法为分层台阶法，具体工艺如图1所示。反铲挖掘机为主要设备，利用该装置直接开挖;遇深层土方施工区段时，可以通过台阶反铲接力的方式开挖，期间产生的土方通过自卸车及时外运，尽可能避免现场土方堆积的现象。
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图1基坑“分层台阶法”开挖示意图
3)各层土方开挖均优先从中间处开始，再逐步向两侧扩展，具体如图2所示。随各层开挖作业的持续推进，当到达设计钢支撑底下0.5m时需暂停开挖，及时设置钢管支撑，对该装置预加轴力，从而有效避免围护桩体变形现象。
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图2标准段基坑开挖流程图
4)基坑开挖至最后部分时，该处不具备台阶法反铲接力转运土方的施工条件，此时需辅以汽车起重机，利用该装置完成土方吊运作业。基底设计标高以上0.2m的区域需转为人工开挖方式，以免因机械作业而导致基底严重受扰等异常状况的出现。5)以基坑监测设计方案为准，合理布设测点，以便获取初始数据，将该部分完整记录。开挖期间加强观测，及时发现安全隐患并适时调整施工方案，营造安全的基坑开挖施工环境。6)基坑开挖期间所遇地质条件复杂，存在多类土(岩)层面，必须及时将该情况告知监理工程师和业主，完整记录各项信息以及绘制地质素描图。若存在基底土层与设计要求不符的情况，则要准确掌握现场情况，报设计、监理工程师，探寻解决对策。7)基坑开挖期间的扰动性影响较为显著，需对临时钢立柱、降水井采取防护措施，遵循四周对称开挖的原则，并且需要避免支撑体系受到碰撞等不良情况。
3.4石方爆破
开挖人民路站的小里程端岩面较高，该区域分布大量中风化至微风化花岗岩，岩石具有相对较高的强度，因而爆破法较为合适［3］，在切实保证开挖质量的同时最大限度降低对既有结构的不良影响，营造安全的爆破开挖施工环境。
结束语
综上所述，在地铁深基坑施工中必须以实际情况为立足点，准确把控工程的重难点，采取科学的机械设备选型方案，按特定的流程有序开挖土方并外运，增设支撑等防护措施，最大限度消除安全隐患。施工人员需将自身职责转化至实际行动中，依旧规范做好建设工作，确保施工质量。
参考文献：
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