复杂条件下地铁深基坑逆作开挖法施工技术

复杂条件下地铁深基坑逆作开挖法施工技术

刘福洋

中交铁道设计研究总院有限公司北京市  邮编： 100166  

摘要：城市在发展到一定阶段，地铁项目将被提上议程，而在地铁工程质量控制问题上，因其工程特殊性，始终面临不少挑战，尤其是地铁深基坑工程部分，具有隐蔽、复杂、高风险等特征，而支护技术的实施效果，更是关系地铁深基坑结构稳定。以深基坑逆作开挖技术为工程背景，考虑到地铁深基坑作业环境的复杂性，在确保基坑环境稳定性的前提下，施工过程中通过增强开挖速度和对基坑进行结构支撑的方式，采用深基坑逆作开挖施工技术。同时分析介绍了冠梁及钢管撑施工关键工序，通过项目施工检验，地铁深基坑逆作法开挖方案开挖速度明显，可行性高，为以后类似工程项目提供技术支持。

关键词：复杂条件；地铁；深基坑；逆作开挖法；施工技术

引言

地铁车站深基坑工程往往位于城市中心区域，周边环境较为复杂，深基坑开挖过程中若管控不当，将对基坑、周边管线、道路及建(构)筑物等造成较大的变形、沉降，甚至是破坏。因此，地铁车站深基坑的风险管控要求越来越严格。现如今，以锚杆、土钉墙等为代表的多种支护手段可适用于地铁深基坑项目，可维护地铁深基坑稳定，而且在技术、理论发展推动下，也将涌现更为先进的支护工艺，帮助解决市政深基坑施工难题，下面将就地铁深基坑特点及支护技术展开详述。

1深基坑支护技术概述

作为保障基坑安全的结构体系，支护技术主要起到支撑、保护、加固等作用，可使基坑坑壁更为稳定，消除基坑施工中的不稳定因素，尽可能地保障地铁工程地下施工安全。不仅如此，支护技术的实施，更是地铁深基坑作业的必要环节，区别在于技术选择上的不同。要想达成工程安全目标，需持续开展支护技术研究，在技术标准要求下，创新应用支护技术，并结合工程需要与基坑特点，对支护体系予以合理设计，更好地服务于地铁深基坑施工。

2深基坑工程特点分析

2.1综合性

由于地下环境复杂性，其内成分构成与岩土特性也是差异明显，这就要求在深基坑施工中，需综合考虑上述要素。一般而言，当涉及地铁深基坑作业时，多数情况将面临渗漏、强度、变形等问题，均会妨碍地铁工程实施，这便要求在深基坑处理时，制定综合性、针对性的技术措施，确保地铁施工免受上述问题干扰。

2.2隐蔽性与复杂性

考虑到地铁项目特殊性，其本身具有隐蔽性，而且在完成深基坑开挖后，还需对其施以回填，使其与地面实现隔绝。而且，地铁施工涉及复杂设备与工序，若人为操控不当，也将影响到深基坑质量，所以，要在科学统一制度标准下实施深基坑作业，提高整体施工规范性。同时，对于不同地铁路段，在进行基坑开挖时，将面对差异化明显的岩土特性、地质构造等，再加上城市区域下复杂的地埋管线与建筑桩基基础，更加凸显深基坑作业复杂性。

2.3高风险

通常来说，在开展基坑工程的过程中，许多工作具有临时性特点，正因如此，深基坑潜在较多质量隐患与安全风险，对岩土工程实施较为不利。对于高风险的预防，若不在深基坑施工中多加关注，将影响地铁工程进度与安全。鉴于岩土工程的复杂性，在深基坑作业时，要注重其施工过程灵活性，这就要求相关单位，做好深基坑风险防控工作，及时修正施工方案不足，尤其要针对潜在风险，将预防措施写入深基坑施工方案，最大限度地提高施工的安全性。

2.4时空效应

当涉及地铁岩土工程时，深基坑通常会受到以下因素影响：挖掘深度和基坑外形等。同时，随着时间的不断变化，其内部岩土内部结构的稳定性会受到影响，例如在力和形方面会出现变化。此时如果不及时采取有效措施，控制其力和形的变化范围，很容易导致岩土工程效率下降，增加施工周期。为了克服这一问题，施工人员一定要充分考虑空间和时间因素的影响，并提前做好施工调研工作，明确深基坑工程的具体内容，随后在此基础上不断完善施工方案，提高施工的合理性和可行性，改善施工效率。

3复杂条件下地铁深基坑逆作开挖法施工技术

根据作业环境、基坑水位、基坑土体结构的特点确定分段长度。采取首层土方开挖和结构作业同时进行的方式，并且采取预制叠合板锚杆的方式，对围护结构进行支护处理。为提高对首层逆作施工围护结构所产生变形值的有效控制，按照支撑体系的纵向距离和机械作业效率确定分层的厚度。开挖的过程中，先对围护结构四周进行开挖，搭建好预制支撑结构，并通过喷射混凝土进行整体结构加固，提高首层逆作开挖的安全性和效率。开挖前施工区域，已经完成对第一道以及冠梁位置的搭设。首层土方分层厚度为1.7m，已经开挖的土方量达到了230m²左右。沿着竖向位置进行开挖，土体开挖的同时要搭设支护装置，按照项目施工的预先图纸进行预应力的施加。首道钢筋完成支撑以后，要及时进行预制叠合板的搭设。开挖多余的土要及时进行清理。首层土方的开挖运用了加固和开挖同时进行，然后完成对钢筋混凝土的支护，直到完成全部的施工作业工序后才可以进行第二层土的开挖。为防止基坑顶部发生较大的位移变化，运用了预制叠合板锚杆支撑结构的方式，对首层土方进行了围护。首层土方以下区域，则采取了加设连续墙进行加固。待到首道钢筋混凝土结构达到预设的强度以后，完成对第二层土方的开挖。第二层土方的分层厚度为2.5m左右，开挖的总量达到了350m

²。受到搭设钢筋支护装置的影响，第二层开挖的空间受到限制，运用了分层接力开挖的方式进行施工，确保开挖与支护同时进行。第三层开挖分层距离为2m左右，开挖土方量达到260m³。同样受到上一道钢支撑结构的影响，致使开挖空间受到限制。此层开挖运用了小型挖掘机与长臂挖掘机协同作业，对基坑东侧土方进行开挖并进行土方的外运。对于基坑底部多余的土方采取人工清底的方式，降低对基坑底部土方产生的扰动。钢筋混凝土的支撑距离为8m，自北向南的方向依次于3道支撑间设置了一台小型挖掘机，相互配合逐层放坡，对混凝土下方进行支撑，最终顺延于车站方向进行坡面的开挖，完成坡面的开挖以后搭设水平作业平台。施工环节中纵坡坡度设计为1:2，横坡比例控制为1:1。在开挖的土层间设置作业平台，平台纵向位置宽度为5m，总开挖坡度确定为1:2，横坡坡度确定为1:3，使得两侧的边坡保持稳定。通过分层分段开挖的方式进行分段式开挖，开挖完成后搭设钢管作为支撑。基坑开挖到底部的位置运用起重机进行土斗的外吊，吊斗规格为长1.6m、宽1.6m、高1.3m，并通过钢板焊接而成。

结束语

在对基坑开挖的过程中，基坑纵向位置要按照“竖向分层、纵向分段、逆作施工”的方式布设。完成对诱导缝和施工缝关键部分的施工以后，运用“逆作开挖”的方式对地下结构进行整体的作业，即：先对施工项目进行结构进行围护，围护完成以后对顶板的位置进行逆作法施工，待到基坑全部围护结构完成以后，采取边开挖边支护的方式，对施工区域的主体结构进行施工。通过项目施工检验，地铁深基坑逆作法开挖方案开挖速度明显，可行性高，为以后类似工程项目提供技术支持。

参考文献

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