关于地铁明挖隧道的基坑围护结构施工技术探讨

关于地铁明挖隧道的基坑围护结构施工技术探讨

胡永钊

上海华铁工程咨询有限公司浙江杭州310000

摘要：随着我国地下铁道建设事业的发展，原有的施工技术不断地发展与提高的同时，新的施工方法也被应用到施工当中，施工技术水平得到不断提升，其中有些施工技术已经达到世界先进水平。另外，由于城市交通流量的增加导致城市道路已拥挤不堪，加上城市环境的要求越来越严格，城市内封路施工已不现实了。因此，明挖技术将是今后研究和实践的主攻方向。

关键词：地铁明挖；隧道；基坑围护；结构；施工技术

前言

明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原地貌的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，常被作为首选方案。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。采取直接敞口开挖基坑并做好围护结构，在基坑内完成隧道主体结构施工，最后回填土方和恢复路面交通。

1施工工艺和施工安全措施

（一）基坑施工工艺及注意事项。1.基坑开挖时应分段、分层开挖，随挖随支，分层开挖深度一般为1～2m，开挖宽度应满足支护作业和边坡临时稳定性的要求，基坑顶3m范围内严禁堆载[1]。2.基坑开挖应自上而下地进行，严禁超挖，严禁大锅底开挖，开挖后应及时施做混凝土支撑或钢支撑支护；3.地下连续墙+钢筋混凝土横撑施工顺序：先施工地下连续墙，后施工地下连续墙接头处高压旋喷止水桩，待地下连续墙龄期14天以上达到强度后，设置基坑挡土墙，开挖基坑，施工冠梁和混凝土支撑，龄期达到14天后继续开挖土方，开挖至下一道钢支撑或混凝土标高后，及时进行混凝土支撑或钢支撑支护；支护完成后继续开挖至基底标高，然后马上封底施工垫层、底板，继续施工侧墙、顶板结构直到地面，回填基坑，基坑工程结束。4.基坑开挖前应确实查明地下管线和周边构筑物的情况，采取适当措施，确保施工期间地下管线和构筑物的安全。5.基坑开挖至设计标高后应及时平整基坑，疏干基坑内积水铺设垫层，浇筑底板。6.施工期间应注意做好基坑内排水措施。

（二）高压旋喷桩施工注意事项。1.旋喷桩主要用于基坑的防水防渗，本工程采用双管高压旋喷法。2.旋喷桩双管法高压水射流的压力宜大于20MPa，提升速度为6～12cm/min，旋转速度8～12rpm。3.水泥浆液的水灰比可取1.0～1.5。4.施工时应保证钻孔的垂直偏差不超过1%，桩位偏差不大于50mm[2]。

（三）水泥搅拌桩施工注意事项。水泥搅拌桩要求采用搅拌喷法施工：水泥掺入比为13%～15%（每米桩水泥和量约55～60kg），搅拌桩施工钻进与提升时，转速宜采用中档，钻至设计深度应原深度旋转喷浆15秒后再提升喷浆，提升速度控制在0.8～1.0m[3]。搅拌桩施工过程中应保持注浆压力在0.5Mpa以上，且保持注浆连续，如果出现停电或机械事故而产生喷浆间断时，应采取搭接1.5m重复喷浆搅拌接桩处理。施工前要先进行工艺试桩，以确定施工参数，用以指导地基处理施工。

（四）地下连续墙施工注意事项。1.施工单位在施工前应对地下连续墙里程、支距、各项高程数据进行仔细核算，准确无误后方能放线施工地下连续墙导向墙，导向墙施工完成达到强度后方可施工地下连续墙。2.施工地下连续墙时应做好地质层面记录，如发现地质情况与地勘钻孔资料相差较大时，应及时与设计单位联系，协调处理。3.地下连续墙平面位置允许偏差不大于30mm，倾斜度不大于3‰，平整度不大于30mm，地下连续墙灌注前泥浆控制指标为泥浆比重不大于1.15g/cm3，粘度20～30s，含砂率不大于7%。

（五）施工中应加强对两侧疏解道、周边建筑物的监测，严格控制地表及路面下沉，施工中应及时反馈量测信息，如发现异常或与设计不符合应及时提出、及时处理，以确保施工安全。

2施工控制技术

2.1控制隧道变形

基坑施工过程中，要同时交叉进行土方开挖以及支撑的安装，并且要坚持“先撑后挖”的原则，在确保安全的情况下要快挖、快撑，尽量缩短时间，要将开挖到位至支撑施加预应力的施工时间，缩短在4小时内。基坑内进行土方开挖时，要考虑到土质的实际情况，一般开挖顺序为分层、分块、对称、平衡。时空效应可能出现在开挖过程中，对于一些地下水较丰富的地区，应该考虑到开挖的基坑不受水土流失的影响。要及时施加钢支撑预应力，上午和下午监测的钢支撑轴力数据结果差值较大，原因在于早晚温差影响，钢支撑容易受到温度的影响。围檩与锚喷面之间的缝隙处，应该在钢围檩安装后充填水泥砂浆，在缝隙下方装膜拖底后在进行充填，从上方灌入水泥砂浆，灌注的同时要用钢筋反复插入，目的在于确保水泥砂浆能够充满缝隙。此外，需要加强监测工作，每天2次观察桩以及周边地面，及时掌握建筑变形和沉降情况，以此作为基础及时采取应对措施。

2.2控制施工工期

地铁隧道明挖法施工工期控制，可以通过加强对施工现场的管理来实现，合理的现场管理，可以使施工井然有序，加快施工进程，提高工程施工效率。此外，还可以通过控制施工工序来实现，施工过程中确保每一道工序都能够合理进行，提高工序之间的衔接度，施工过程中不出错，就是缩短施工工期的最好方式。

2.3安全措施及制度

现场施工过程中应该严格遵守安全生产六大规律，安全帽要正确佩戴，服从管理者指挥，遵守劳动纪律。如果在挖土过程中发现管道、电缆以及其它埋设物做到及时报告，严禁擅自处理；土方开挖时存在裂缝及倾塌的可能，需要在挖土过程中，时刻注意土壁的稳定性，出现裂缝和坍塌时，人员应该立即离开，并且采取措施及时处理。土壁以及支撑的稳定状况，应该每天进行检查，以保障安全作为基础，继续施工，支撑上不能堆放杂物，更不得在支撑上站立和行走。机械设备的状态要在土方开挖前进行仔细检查，进行空车试运转，确定运转正常才能进行作业，土方开挖时，避免发生进铲过深和提升过猛的现象。机械停放位置地基应该坚实，基坑的平行方向，运土汽车不得靠近行驶，避免出现塌方翻车现象。此外，还应积极配合拉铲的清坡、清底工人的工作。施工现场要有专人负责指挥引导，确保施工安全。

2.4监控测量

以验证围护结构和支护结构的设计效果作为出发点，随时监测基坑的稳定和变形情况。监控测量的数据，可以作为判断基坑以及结构稳定状态的依据；对施工技术的科学性以及合理性准确掌握，以保证施工安全作为出发点，对施工方法进行及时调整；分析监控测量的数据，做到对基坑以及围岩稳定性的变化规律进行准确掌握，以便及时修改或优化施工参数，提高施工参数的准确性。

总结

地铁隧道明挖法施工在基坑开挖中的应用广泛，涉及到的施工控制技术主要有：控制隧道变形、控制施工工期、措施和制度、监控测量等，实际运用经验得知，通过这些控制手段，可以有效保证地铁隧道明挖法的施工质量，提高地铁隧道工程的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]王振华.某地铁隧道明挖段冻结法施工技术要点探讨[J].建筑知识，2016，36（11）：77.

[2]周全.地铁隧道明挖法施工基坑支护稳定性研究[J].四川水泥，2016（04）：61+118.

[3]黄强兵.地裂缝对地铁隧道的影响机制及病害控制研究[D].长安大学，2009.