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地铁车站深基坑支护施工技术研究赵欢

发表时间：2021/5/14 来源：《基层建设》2021年第2期作者：赵欢

[导读] 摘要：早在2019年，我国地铁运营总公里数已超过6600公里。

        中铁四局城市轨道交通工程分公司安徽合肥   230000
        摘要：早在2019年，我国地铁运营总公里数已超过6600公里。随着我国城市化的进一步发展，我国地铁运营总公里数正在逐年增多，且目前正在往全国二三线城市发展。因此城市轨道交通地铁车站的需求量还很大，而深基坑技术对于城市轨道交通地铁车站的建设有着广泛的应用范围，但随着城市地铁建设实践数量的增长，深基坑技术也在不断地进行优化，本文就此展开了论述。
        关键词：地铁车站；深基坑；支护技术
        一、前言
        在地铁工程中，深基坑施工是一项重要的分项工程，存在一定的危险性。深基坑技术虽然应用广泛，但也存在着不少问题，因此以下将分析存在的问题，并阐述目前在地铁施工过程中如何更好地使用深基坑支护技术。
        二、地铁基坑设计
        1、理想的地铁基坑支护模式
        通过分析与观察当前大部分地铁车站基坑可以发现，其大多呈现出长条形形状，20 m左右的深度，在完成一系列支护措施的设置后，再开展深挖作业。对于普通的地铁工程来说，板撑结合的支护形式具有更好的应用效果，是较为理想的，这种支护方式主要是在主体结构板的上方设置支撑结构，这样在浇筑主体结构板后，只要其强度性能达到一定标准，便可以将支护结构立即拆除，省略了额外换撑的作业步骤，缩减了繁复的操作工序。
        2、支护形式的比较与选择
        现阶段，地铁基坑的施工技术已经较为成熟，采用的支护结构的组成部分分为两方面，一是竖向支护结构，二是水平支撑结构。其中，竖向支护结构又包括多种类型，如间隔排桩与密布排桩等排桩支护、连续墙与水泥土墙等支护结构等，不同结构形式对应的使用条件、优点与缺点等亦存在较大差异。无论是排桩支护，还是连续墙支护，都具有较好的地层适应性，因而被广泛应用于工程实践中。
        水平支撑最为常用的一种结构形式是内支撑，其主要是由于地铁工程施工场地周边存在复杂的环境条件，且一般处于城市的繁华地段内，附近地区涵盖较多的地下管线以及建筑物、构筑物等，利用内支撑的支护方式可以有效增大整个支护体系的刚度性能，并在一定程度上缩减基坑出现变形现象的几率，避免影响到周边环境。与此同时，内支撑不会占用过多空间，有效减少了对基坑周边地下空间的占用，为后续综合开发与利用地下空间的施工工作提供便利条件。
        三、地铁车站深基坑施工存在的问题
        在城市轨道交通地铁车站深基坑的施工过程中，常常会呈现出三个方面的问题，第一，由于每个地铁车站的建造面积和建筑结构庞大，而且每一个城市内有至少五条以上的地铁轨道从横交错，因此对于施工团队的深基坑技术的要求很高，对于整体地铁车站建设难度很大。第二，由于每个城市的地下层都埋有很多的地下管道，比如排水管、燃气管等。尤其是在城市的老城区，由于是长年已久的城市建设，因此造成地下管道纵横交错且缠绕复杂，而长年不及时更换管道，会造成管道因破旧而损坏的问题。第三，由于城市轨道交通地铁车站需要挖取的深基坑较深，且需要在施工过程中采取一系列的安全防范措施，因此施工难度和强度上都比较大。
        四、城市轨道交通地铁车站深基坑的优化技术
        1、土方开挖方面的优化
        （1）预降水和分层降水技术
        由于地质岩石层次中存在不同的水质，比如溶洞水等，在做基坑施工的时候会受到这些岩层水的困扰，因此这就提高了基坑工程的建设难度。不过可以在建造围护工程时建造降水井，一方面提高了深基坑整体的防水效果，另一方面也增加了整体的工程质量。
        在建造好降水井后，一方面可以在降水井内装置砂泵，用于在土方开挖时，工作人员可以通过开关装置控制抽水过程。另一方面可以将水位调至到挖土方土层的下方，这样既可以保持土方层的干状，又可以避免因压力过大导致防护结构弯曲的问题。

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        （2）超前探缝土方开挖技术
        首先，为了提高建筑风险的管控能力，需要在设计深基坑的防护工作时绘制立面图，并在图中标出各层土质的分布情况，用于分析建设的防护工作与探缝位置和深度数据。同时要求土方施工的工作员，时刻注意施工过程中的风险管控，如果发现涌水等现象要及时汇报。
        其次，探缝工程一般是建立在一级坡上，并且使用放坡开挖的方式进行施工，当发现有渗漏的情况时，可使用砂石或其他物料封堵探缝处内侧，并且在外部进行注浆操作，才可以达到停止渗水的效果。若渗水量较大的话，可以使用砂土掩埋的方式堵住渗水口，然后重复注浆操作，接着等待至隔天，使用钢筋混凝土在渗水缝隙内侧进行补漏即可，并在此之后才可继续进行土方开发操作。不过在值得注意的是。
        （3）中继转运土台出土技术
        在实际地铁车站的建设施工的过程中，往往会由于地底建筑结构的限制，而无法使用挖掘机接连运土的方式转运土方，因此可用使用中继转运土台出土技术或吊机运土的方式。但由于吊机运土产生的机械成本过高，因此只能使用中继转运土台出土技术。首先，必须使用加工过的钢板作为中继转运土台的平面设施，其次在挖土深度达到十一米左右的时候，将刚刚加工过的特质钢板平面放置于此，然后驾驶小型挖掘机到深基坑内部进行挖土作业，并且将挖出的砂土放置在特质钢板上，最后由卡车装载运输。
        （4）双台阶反压分层开挖技术
        在该方法中，首先通过分层标高的方式，设置出每条地铁线路的支撑底标，用于开挖至此表示深度后进行支撑操作工程。其次，由于第一层的土方数量不多，因此可以通过整体开挖的方式开始施工作业，一方面可以缩短整体施工工程进度，另一方面还可以缩减首次混凝土梯形支撑工程的工程进度。然后，在完成以上操作后，使用普通挖掘机或长臂挖掘机在建造好的支撑钢板上进行开挖，进而完成第二层土方的建设操作。最后，剩余土方层的开挖过程都与一二层相类似，都是通过建造支撑钢板与混凝土梯形支撑台的相互作用，来完成挖土运送的操作。
        （5）坑侧挖土平台技术
        通常情况下，地铁车站地下建设可活动的范围较窄，因此就造成了运输基坑内部土方难运的问题。不过可以通过设置挖土平台的方式解决，首先选用冠梁牛腿、支承梁等作为主撑和冠梁之间的支撑板，然后在安装完成后，将挖掘机放置在安装好的支撑板上，进行长臂挖土作业，并且可以通过冠梁和环框梁的扩展施工行动范围，最后就解决了地铁车站地下建设可活动范围窄的问题。
        2、支护施工方面的优化
        一般的支护施工操作是通过灌注支护孔和固定钢丝绞线，来完成对深基坑的支护作业。而锚杆支护不同于其他支护，必须要在先测明该基坑的地质、水文等数据的前提下进行作业，否则探测的数据会出现偏差，从而影响到整个支护工程的进度。尤其是在灌注过程中，要对其深度和位置进行准确的探测，并且加强数据记录的随时查看工作。
        3、基坑排水方面的优化
        首先，在排水前要確定需要排水的区域特点，主要是看该地域的管线分布情况，然后再进行地下施工，以免影响整体地下建造的结构。另外，要使用井钻机打孔，并保持孔径的误差不超过二十毫米，而该孔洞的作用就是为了收集所有的渗水。其次，在安装排水管道时，要注意不要将排水系统最中排除的废水排入城市污水处理管中，以便造成污染情况。
        4、施工监测方面的优化
        首先是提高深基坑边坡的变形监测力度，其次是提高安装管道线路及核心建筑设施的变形监测力度，因为这两者是能否提高地铁车站深基坑建造质量的关键保证。
        五、结束语
        综上所述，深基坑技术对于城市轨道交通地铁车站建设，一方面可以减少施工风险的发生，另一方面还可以通过有效地控制地下渗水量，从而提高整个地铁工程的施工质量。
        参考文献：
        [1]赵东振.地铁车站深基坑支护体系设计研究[J].智能城市，2019，5（15）：59-60.
        [2]王双全.软土及砂层地质下地铁车站深基坑设计研究[J].现代城市轨道交通，2019（11）：69-73.
        [3]李瑞涛.浅析城市市政工程深基坑支护的难点与解决措施[J].绿色环保建材，2020（04）：152+155.