浅谈地铁车站深基坑开挖与支撑施工要点
【关键词】地铁，深基坑，开挖支撑，要点
在地铁基坑施工阶段，开挖与支撑是主要的施工内容，对车站的工期、质量和安全等目标控制都具有重大影响。在施工过程中，要严格按“时空效应”理论，加强过程监控，确保施工安全。本文结合目前在建工程实例，论述了地铁车站深基坑开挖与支护施工要点，以期为类似工程施工提供一些有益的帮助和借鉴。
1工程概述
1.1概况
鼓楼站为天津地铁2号线的中间站，车站主体位于南马路与南门外大街以及城厢中路交叉路口，车站所在位置周边规划基本成型，两侧高楼密集。车站总长度、标准段宽度和基坑开挖深度分别为281.8m、20.5m和16.8m；车站主体围护结构采用地下连续墙+钢管内支撑的支护体系（以标准段为例）。车站基坑采用深井井点降水，采用明挖顺作法施工，开挖时沿基坑深度方向设置钢支撑，分直撑和斜撑，围护结构设置4道钢支撑。
1.2水文、地质条件
场地主要岩性为粉质粘土、粉土、粉细砂层，土质不均，多呈层状或互层状。本车站场地复杂程度为中等，地下水埋深1.86m～3.8m，场地土类型为软弱～中硬场地土；场地类别为Ⅱ类。
2施工部署
2.1施工总体思路
基坑开挖在围护结构已封闭、冠梁达到设计强度要求，降水系统施工完毕后，并试运转验收合格后进行。
基坑开挖施工以保证施工和周围环境安全为原则，土方开挖的顺序和方法必须与设计工况相一致，严格按照时空效应的基坑开挖与边坡防护技术，合理确定施工单元数，并根据监测结果不断调整优化施工参数。基坑开挖与支撑掌握好“分层、分段、分块、对称和限时”五个要点，并遵循“竖向分层、水平分区分段、开挖支撑、先撑后挖、严禁超挖、基坑底垫层要求到设计标高后及时浇筑”的原则，确保工程安全质量前提下快速施工。
2.2开挖及支撑施工顺序
根据施工分期和交通疏解的需要，鼓楼车站共分为三个施工区：东区、西区和中区，每区内分若干开挖小段。一期进行西区与东区的施工，二期进行中区的施工。
根据诱导缝和施工缝设置情况，将东区主体分为7个施工段，施工段长度为18～30m，；西区分为4个施工段，施工段长度为14.9～18.5m；中区分为3个施工段，两端头施工段长度分别为6m、8.5m，中间长为27m。
东区开挖顺序：东基坑和西基坑分别自东西两头沿纵向向中间分段分层开挖，中区由于开挖面积小，施工场地受限制，采取延伸东区16吨龙门吊到中区基坑中部取土，垂直运输。每个施工段内的土方开挖要自上而下分层开挖，每段先挖中间再挖两侧，每层开挖结束，立即安装钢支撑并施加预应力，并限时完成每段的开挖和支撑。
根据设计文件，结合实际情况，车站标准段挖土分5层进行，每层的厚度根据支撑的
间距而定。
3开挖及支撑要点
3.1基坑开挖要点
3.1.1施工准备
1、基坑开挖前，主体围护结构完成并达到设计要求；降水施工已达到设计要求；施工监测网点布设完成，测量初始值。
2、落实场区内存土场地、场区外弃土场地，保证场区内出土道路的通畅，基坑内的排水设备准备充足，基坑开挖设备、起吊设备、施加预应力设备和钢支撑材料已到位。
3、将开挖分层分段位置、标高、深度、各道钢支撑位置和预加轴力等技术指标和质量标准，向施工人员进行技术和安全交底。
4、基坑开挖施工所需临时设施准备就绪。
5、基坑开挖前必要的基坑土体加固已经按照设计要求完成。
6、注浆封堵止水设备、人员、材料准备就绪。
3.1.2施工过程控制要点
1、基坑开挖严格按监理工程师批准的实施性施工组织设计进行，并严格按监理审批的监控量测方案进行开挖全过程的监控量测；
2、开挖第一、二、三道支撑小段土方时，每段要在16小时内挖完，随即在8小时内安装好该段的支撑并施加预应力完毕；第四、五道支撑的开挖过程中，小段土方要在8小时内挖完，随即在8小时内安装好该段的支撑。
3、每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度控制在3m～6m，每层开挖深度不大于2m，纵横向放坡开挖，具体根据支撑设置情况分层开挖，每层开挖至支撑底面标高以下1.0m时，及时进行支撑和支撑的标高放样工作，安装支撑系统并在其上准确放出支撑定位十字线，为支撑架设作好准备。
4、在支撑架设和支撑放样的同时，进行下一部分土方开挖，完成土方开挖后立即进行支撑架设。
5、沿车站纵向根据支撑平面位置分段，每段完成2～3根支撑范围内的土方开挖工作量。
6、基坑开挖时，其纵横向边坡放坡应根据地质、环境条件采取安全坡度。根据车站地质条件，坡顶至坡脚总放坡坡度在1:3左右，分层之间局部放坡坡度不陡于1∶1。纵向放坡开挖时，在坡顶外设置截水沟防止地表水冲刷坡面和回流渗入基坑，在基坑内设置排水沟和集水坑防止坑底积水。
7、每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度宜控制在3-6米，每层开挖深度控制在2.5-3米，严禁在一个工况条件下，一次开挖到底；机械挖土时，坑底应保留300mm厚土层时进行验收，合格后用人工挖除整平，防止坑底土扰动。
7、基坑土方开挖到底后及时进行素混凝土垫层施作，基底部位每完成1～2个开挖段后即开始进行一次素混凝土垫层浇筑，以抵抗基底隆起变形，并形成底层支撑，降低基坑围护结构变形速率。
8、开挖过程中，为防止机械碰撞围护结构和支撑，围护结构侧由人工进行辅助开挖，并设专人指挥。
9、基坑开挖严格按设计分层位置进行施工，按施工设计及时进行坑壁支撑加固，确保基坑坑壁稳定。上层或已开挖的坑壁不稳定不得向下开挖；
10、限制基坑开挖边线以外地面堆物荷载不超过20KN/m2，做好计算校核工作，随时检查确保安全；挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作，严禁挖土机械碰撞支撑、立柱、井点管、围护墙，钢支撑顶面严禁堆放、悬挂杂物。