地铁明挖车站基坑开挖施工技术

（中交四航局第五工程有限公司，福建福州 350001）

1 工程概况

滨海快线（福州至长乐机场城际铁路工程）起点为福州火车站，终点为文岭站，全长为62.32 km，沿线设站15座，建有文岭车辆段、东升停车场、3座主变电站以及1座控制中心。

文岭站长为537.6 m，宽为22.2 m，基坑深度7.9～16 m，地上2层、地下1层，岛式车站，设置5个出入口。围护结构采用放坡+工法桩、放坡+灌注桩，明挖法施工。

2 地铁明挖车站基坑开挖及回填施工技术

2.1 土方施工概述

文岭站基坑开挖工作量较大，施工难度高，开挖深度8.061～10.722 m，属深基坑工程，土方开挖量为24 万m3，回填量为3.5 万m3。

2.2 施工顺序

深基坑工程的开挖施工遵循“分层、分块、先支后挖”的基本原则，根据设计图纸，逐步完成各部分的支护与开挖作业。

2.3 主要内容

（1）施工准备：工程桩、围护结构等基础结构均要设置到位；采取降水措施，有效降低坑内水位，要求其低于开挖面0.5～1 m，并根据现场情况配置完善的排水系统；合理布设监测点，加强对基坑的监测，根据所掌握的数据判断基坑支护的实际情况，以便为施工提供参考依据。

（2）施工工序：边坡开挖进程不断推进，到达冠梁底后，组织混凝土支撑的建设工作，待支撑的强度满足要求且无损伤等其他质量问题时，可以分段、分层依次开挖土方。挖至基坑底面标高以上0.2～0.3 m的位置时，转为人工开挖，以便精准控制开挖量，直至到达基坑底部，随后浇筑垫层，施工底板并采取防护措施，设置肋板撑，浇筑侧墙。待结构的实测强度满足要求后，可以拆除冠梁和内支撑，将预先设置的型钢拔出。

3 地铁明挖车站基坑开挖的施工技术要点

3.1 土方开挖

土方开挖作业分段依次开展，技术要点：

（1）精准测量并界定开挖边界，设置标高控制点，以便后续可以有效开挖土方，避免超挖、欠挖问题。

（2）土方开挖的工作量较大，采取机械化作业模式，即挖掘机、装载机协同运行，产生的弃渣由自卸车转移至指定堆放点，避免现场堆积。开挖过程中由专员指挥，及时测量标高，保证开挖进尺的合理性。

（3）合理协调开挖与支护的关系，尽可能缩短基坑无支撑的暴露时间，以免在外部环境的作用下导致基坑失稳。

3.2 土方回填

土方回填以机械回填为主，局部机械设备无法正常运行时（例如空间限制），由人工回填。土方回填施工所用机械设备包含推土机、装载机等，按自下而上的顺序分层依次回填，单层厚度约300 mm。

为提高回填后土方的密实性，先对填土进行初步平整，再用冲击打夯机等相关设备处理，全面夯实土方面层，不可遗漏。打夯机无法触及的区域，采用人工打夯的作业方法，要求虚铺厚度不超过200 mm。从四周开始，逐步向中间推进，有序夯实各部分。

回填压实环节采用压路机，由专员操控设备，做到匀速、缓慢行驶。填土厚度不宜超过250～300 mm，每层压实6～8遍，具体根据实际施工情况而定。各部分的碾压方向一致，均从两侧逐步向中间推进，相邻碾压带重叠15～25 cm。填方边缘部分稳定性不足，压路机的吨位较重，易导致边缘处失稳，为避免边缘失稳，要求碾轮距填方边缘的距离不可小于500 mm，角部位则由小型夯实机具处理。每完成一层碾压作业后，随即对表面拉毛。

3.3 质量控制措施

（1）地下水对基坑施工的影响较为显著，将降水措施落实到位是创设安全施工环境的重要前提，要求坑内水位低于基坑开挖面0.5～1 m，减弱水体对基坑稳定性的影响；加强监测，利用监测数据反馈基坑的实际情况，定期复核监测点，以免监测结果不准确。

（2）基坑开挖过程中，待其距离坑底约300 mm时，由机械开挖转为人工开挖，以便精细化控制开挖进尺，避免超挖现象。开挖至设计深度后，设置接地网和垫层。

（3）基坑土方开挖应用土体时空效应，分层、分段有序完成各部分的开挖作业，分层厚度不小于1.0 m，分段长度不小于10.0 m，同时应做到对称、平衡开挖，产生的土方开挖坡度不宜超过1∶3。

3.4 基坑结构的支护施工

基坑开挖的扰动性较强，加之岩土体性质、水文条件等因素的影响，易导致基坑失稳。对此，项目采用Ф800 mm钻孔灌注桩，起到支护的作用。

（1）以设计图纸为准，确定灌注桩的施工位置，按顺序依次编号，以便后续可正常施工。

（2）根据要求适配钻机，按规范校验，确保其能够稳定运行，以免在施工期间发生设备故障。地下水位较浅，地质结构缺乏足够的稳定性，钻机运行时易失稳，因此针对基础结构采取补强处理措施，此后再安排钻机就位。精准调整钻机及其钻杆等关键部件的姿态，以免因就位不准确而产生较大的钻孔偏差。

（3）正式钻进过程中，严格控制钻进速度，定期纠偏，从源头上避免钻进超限的情况。

（4）加强对成孔质量的检验，要求孔径、孔深等方面均可满足要求，同时孔内沉渣需得到有效清理；若无误，则将提前加工成型的注浆管埋设到位[1-2]。

（5）注浆施工环节选用水灰比为1.1～1.2的泥浆，注浆管端口距底部不超过50 cm，注浆管埋深控制在1～1.5 m，在此条件下有序施工。

（6）在围护桩顶设置1 200 mm×1 000 mm的冠梁，每隔9 m设置断面尺寸为700 mm×1 000 mm的混凝土支撑，两道支撑间隔布置尺寸为400 mm×600 mm的联系梁。

（7）桩间施工的关键在于挂设Ф8@150 mm×150 mm钢筋网，喷射混凝土（厚度按100mm控制），通过此类结构的应用，提高桩间土体稳定性，构筑完整的防护体系。

4 基坑排水措施

基坑内排水采用修筑排水沟，设置在基坑四周坡脚处较为合适；在基坑的四角和基坑边按照20 m的间距依次设置集水坑，并配备合适规格的水泵，利用该装置将聚集在集水坑内的水排至市政工程相应的雨污管道中。排水施工方法根据现场气候条件灵活调整，遇降雨量较大的天气时，加强引排水，以保证在强降雨时不出现积水现象。

4.1 基坑内排水

4.1.1 构建排水系统

尽管在基坑开挖前已经根据实际情况采取了井点降水措施，但现场存在不透水层和弱透水层，且开挖施工期间开挖面存在明水，因此仍需加强排水。对此，待基坑开挖至设计基底面后，布设基坑内水平引排水系统，以便高效排水。基坑内水平排水系统如图1所示。

图1 基坑内水平排水系统

4.1.2 技术要求

横向布置汇水沟，间距为10 m，利用该设施汇集基面渗水，并从沟底向两侧修筑纵坡，以提高水的流通效率，以免出现阻塞现象。为创设良好的接地网和垫层施工条件，需向槽内填充砂卵石。在基坑两侧和中间部位修筑排水沟，其关键作用在于汇聚围护结构的渗漏水以及汇水沟的水，高效引至集水坑内[3-5]。

此外，还需向集水坑方向设纵坡。集水坑的修筑位置为区段前端基坑的两侧，通过此类水工设施的建设，可以汇集源自挖面的渗流水以及排水沟的水，将其高效排至基坑外。若流入的水存在含砂量偏高的情况，则可以在周边设置带有滤砂网的钢筋笼，通过此装置的应用，有效过滤砂石。此外，密切关注基坑底部的地质条件，若为微风化岩层，此时集水坑可以直接采用自然坑，以减少工作量。

4.2 地面排水

在基坑顶部周边以砌砖的方式修筑排水沟，其作用在于承接基坑抽排水以及源自地面的雨水，提高排水效率，以免因水量较大而出现倒灌至基坑的情况。根据围护结构的特点，在其边缘部位修筑挡水缘。向基坑内抽水后，该部分水中含有泥沙，若直接将其排至市政管网中，则容易加大堵塞概率，造成严重的不良影响。对此，在各排入口分别修筑沉淀池，每池又细分为三个小池，即进水池、沉淀池、出水池，经过流程化的处理后，清理沉渣，将含泥沙量较低的水排至下水道，从而规避管道堵塞的问题。

5 结语

综上所述，在城市地铁明挖车站施工中，基坑开挖是重点内容，施工中需根据实际情况合理优化技术，除了做好基础开挖工作外，还需加强支护以及防排水，有效维持基坑的稳定性，尽可能减小外部环境对基坑施工的影响，在安全的环境中高效完成基坑的建设工作。