地铁明挖车站基坑开挖施工技术研究 张廷

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:张廷
[导读] 摘要:本文通过某地铁工程为例,首先对地铁明挖施工的基本特点和施工方法进行概述,在此基础上,针对地铁明挖车站基坑开挖施工技术具体情况进行综合分析,加快明挖车站的施工进度,提升地铁车站最终的施工效果。
        中铁十局集团第七工程有限公司  山东菏泽  274039
        摘要:本文通过某地铁工程为例,首先对地铁明挖施工的基本特点和施工方法进行概述,在此基础上,针对地铁明挖车站基坑开挖施工技术具体情况进行综合分析,加快明挖车站的施工进度,提升地铁车站最终的施工效果。
        关键词:地铁明挖车站;基坑开挖;施工技术
        1地铁明挖施工相关内容论述
        1.1基本特点
        (1)施工操作便捷性高,相比于盖挖作业方法,明挖法在开挖时沿着由上至下的顺序,施工便捷度较高,施工过程相对简单。(2)施工工期较短,因为施工过程便捷度较高,所以消耗的时间成本较低,可起到缩短施工工期的作用。(3)结构受力情况良好,明挖法所提供的作业面数量和作业面面积相对丰富,搭配支护结构的应用,能够营造稳定的作业环境,从而提高结构受力情况的稳定性。(4)所需的作业场地较大,对于已初具规模的城市,为确保明挖法的正常应用,需阻断既有道路交通,且明挖法会对既有道路带来较大破坏,后期道路恢复、管线调整又会增加一些时间成本的支出,从而影响城市交通的正常运行。
        1.2施工方法
        现阶段,在地铁工程开挖过程中,经常使用到的明挖方法有放坡开挖法和围护结构加支撑明挖法。相比于放坡开挖法,围护结构加支撑明挖法具备占地少、施工效果好等优点,适用于基坑开挖深度较大的地铁车站。所需开挖的基坑深度较大,那么开挖过程中土体的侧压力也会较大,此时为避免基坑出现塌陷的情况,需选择恰当的支护方法,在合适的位置进行支护结构的设置。在实际应用过程中,需对支撑结构的强度、结构间距、分布层数等内容进行细致分析,结合相应算法得到准确的力学计算结果,以此为基础进行开挖工作。在明挖法应用过程中,还需对支撑体系进行定期或不定期监测,根据得到的监测数据,对结构进行针对性加固,以此进一步提升整个结构的安全性。
        2地铁明挖车站基坑开挖施工技术分析
        某市地铁1号线土建1标01工区车站为地铁1号线始发站,车站西侧紧邻二环西路,东侧为电厂专用铁路线,北侧为原有公园,南侧为康顺家园小区,结构为地下二层岛式站台车站,车站总长277.65m,中心里程顶板覆土约3.25米,标准段宽18.3m,最大宽度为22.2m,采用明挖顺筑法施工。车站主体基坑采用厚度为0.8m、标准幅宽6m地连墙加内支撑支护结构型式,地连墙底嵌入基坑底部8~8.5m。基坑开挖深度约16.89m,竖向设置3道支撑。基坑开挖前的准备工作主要包括以下3方面内容。
        (1)做好基础类的准备工作,在车站基坑开挖工作正式开始前2周左右,需组织施工人员、第一批施工材料、施工设备进入作业现场,为工程的顺利开展奠定基础。同时在作业区域内布置好沉降监测点、基坑形变监测点,结合施工活动的推进情况,调整监测数据的采集频率,为施工方案的调整提供可靠的数据支持。
        (2)做好技术准备工作,在技术准备中,又可分为内业技术准备和外业技术准备2部分内容,前者在准备阶段,其主要工作内容是根据施工图纸、作业规范等内容做好综合分析工作,以此来编制合理的作业规范和质量管理办法。后者在应用过程,主要工作是对作业现场的基础环境进行数据调查,同时还需做好一些结构的预埋工作,从而提升结构应用的可靠性。
        (3)解决作业现场用电、用水问题,确保电力和供水的持续性,提前和相关部门做好协调工作,做好管线迁改保护工作,为后续工作的顺利进行奠定基础。
        3基坑疏干
        根据基坑疏干深度的要求、渗透系数、设备条件、经济比较,考虑到当地地层疏干特点及本工程支护结构特点,本车站采用管井疏干,根据基坑支护结构采用坑内疏干措施。疏干井标准间距21m,井深24m,基坑周边布设疏干井26口,基坑中心疏干井沿支护结构外边线内放4.25m布设。疏干井必须在基坑开挖前15~20天开始疏干,井内疏干作业深度大于基坑开挖深度以下0.5~1.0m,保证基坑在没有明水的条件下开挖土方。
        (1)材料质量控制。降水井的稳定运行对基坑内降水效果有重要影响,此方面的工作应从材料质量入手,根据施工要求选择合适的材料,应兼具强度和渗透性两方面要求,如管材等均要出具此方面的实验报告。

关于滤网的选择,较适宜的是60目优质滤网,经全面检验质量合格即可进入现场;所有滤料都要得到有效的筛分处理,以免出现含泥量不达标的情况。施工全程都要加强对出水含砂量的观测,以免出现涌砂等不良现象。
        (2)加强降水效果监测。为给正式降水施工创造良好条件,需在前期测量井内的水位,正式进入降水环节时,应以10min为间隔依次测量现场情况,明确水位与水量,二者趋于稳定时可将观测时间延长至2~3h,后续若与设计水位大体持平,则采取每天测量一次的方式。部分情况下水位虽然处于相对稳定的状态但并未满足水位下降值要求,此时需在原基础上加大水泵出水量。若基坑开挖时发生坑底渗水现象,需暂停施工,查明原因后采取处理措施,将该问题彻底解决。
        4基坑土方开挖
        (1)开挖期间应严格遵循“分层开挖、严禁超挖、边挖边撑、必要加强”的施工原则,开挖应保持均匀、平衡、对称开挖,以使土体开挖过程中和开挖后应力释放均匀,保证基坑的安全。土方开挖总体开挖顺序是:从车站西向东端开挖,横向分段、竖向分层,台阶式后退挖土,分台阶配合安装钢支撑。在场地满足坡道要求时,可设置坡度不大于15%的坡道供自卸汽车直接运输基坑内土;无法满足坡道要求时,采用分台阶方法进行开挖,开挖过程中每层台阶宽度大于6m;在开挖至最东头时,采用台阶法,基坑土方无法运出时,由小型掘机在基坑内挖土、装土至提升斗,并由设在地面的龙门架吊斗垂直提升至地面。
        (2)在开挖每层每小段的过程中,当开挖出一道支撑位置时,即按设计要求在地下墙两侧墙面上放出该道支撑两端与地下墙的接触点,确保支撑与墙面处于垂直状态且位置准确。
        (3)当开挖至坑底设计标高后,根据诱导缝或施工缝的设置位置,对混凝土垫层的跟进施工,遵循“分段分块”的施工原则。为了避免基底土体结构破坏,应事先预留300mm厚土层,由人工清除,若存在超挖现象,采用砾石砂回填,禁止直接填土。
        5基坑支撑施工
        本车站分三层支撑,第一层为钢筋混凝土支撑,第二三道为钢管支撑。
        (1)钢筋混凝土支撑与冠梁同时施工,当混凝土支撑强度达到设计强度80%后,再进行下一层土方的开挖。
        (2)直撑安装。在地面进行预拼接并检查其平直度,出现损坏或变形的直撑不得投入工程应用。其两端中心连线的偏差度控制在20mm以内,经检查合格的直撑按部位进行编号以免错用,支撑吊装到位,及时施加预压轴力。
        (3)斜撑安装。端头井、临时封堵墙等拐角处设计采用斜撑。因斜撑与围护结构有一定的夹角,不易直接安装支撑并施加预应力,斜撑安装前先将斜撑支座与预埋在地下连续墙的钢板进行焊接,将斜撑支座连成整体,然后进行支撑安装作业。斜撑牛腿应与支撑相密贴、垂直,其安装方法与直撑相同。
        (4)预应力施加。预应力施加前,必须对油泵及千斤顶进行标定,使用中要经常校验使之运行正常,确保预应力值准确,每根支撑施加的预应力要记录备查。预应力施加中,必须严格按照要求分步施加预应力,先预加到50%预应力,第二次预应力再施加到设计要求。每级压力施加完毕,在活络头中锲紧钢垫块,并焊接牢固。
        结语
        综上所述,地铁作为重要的城市有轨交通工具之一,在应用过程中,具备行驶安全性强、载客能力高、运行速度快等应用优势。在地铁车站施工过程中,经常使用到的施工技术便是明挖施工技术和基坑开挖技术,施工企业及其技术人员应紧密结合施工现场的地质水文、气候与季节情况,灵活运用开挖方法,并做好基坑开挖与结构防渗漏水施工,以确保地铁车站工程结构的安全与稳定,提升地铁工程的使用寿命。
        参考文献
        [1]罗桂军,傅炎,王侦,李泽.繁华地段穿越运营地铁车站基坑开挖施工技术[J].山西建筑,2017,43(02):74-76.
        [2]张磊,吴伟中.地铁车站基坑开挖施工技术[J].水利水电施工,2016(05):72-74.
        [3]彭梁.地铁车站基坑开挖与支撑施工技术探讨[J].科技信息,2012(15):373+391.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: