复杂环境地铁车站工程深基坑支护施工技术研究

摘要：简述了地铁车站深基坑支护的重要性，阐述了车站主体基坑土方开挖施工流程、车站主体基坑开挖要点、深基坑内部支护施工、冠梁顶土体网喷支护等方面的地铁车站深基坑支护施工技术。通过工程实例，对本文提出的基于复杂施工环境的地铁深基坑支护施工技术的可行性进行实验、分析和验证。验证结果表明：本文提出的支护施工技术具有较高的可靠性和可行性，适用于复杂施工环境下的地铁深基坑工程施工，且施工效果优势显著。

关键词：基坑井点；复杂环境；深基坑支护；托架

0 引言

在当前城市面临地面空间拥挤和交通堵塞问题日益严重的背景下，地下空间的高效开发和利用变得越来越重要，其对于缓解地面交通体系超负荷运作和改善地面交通环境有着积极的影响[1]。与传统的地面交通工具相比，地铁具有行车速度快、运输能力大、运营成本低等优势，给人们的生活带来了便利[2-3]。

在地铁工程中，车站深基坑工程起到了至关重要的作用，应用适宜的车站深基坑支护施工技术，可确保地铁车站的施工安全，避免深基坑附件地面建筑与地下结构遭受开裂和破损的风险[4]。传统的地铁深基坑支护施工技术，主要依据文献[2]提出的施工技术进行施工。但在面对复杂施工环境进行深基坑施工时，该技术可能会造成深基坑周边土体扰动，从而给施工的安全与质量造成不利影响。此外，支护结构受到内外土体的影响，容易造成深基坑围护体发生不同程度的变形与沉降[5]。

为了改善上述问题，本文以某城市地铁1号线M车站深基坑工程为例，开展了支护施工技术研究。通过工程实例，对本文提出的基于复杂施工环境的地铁深基坑支护施工技术的可行性进行实验、分析和验证。

1 地铁车站深基坑支护施工技术

1.1 车站主体基坑土方开挖施工流程

针对复杂施工环境，对地铁车站深基坑土方采用明挖顺作法进行开挖，具体开挖施工采取分层、分段、分块的开挖方法。本文设计的地铁车站主体基坑土方开挖施工流程如图1所示。

1.2 车站主体基坑开挖要点

1.2.1 浅基坑开挖和深基坑挡土墙施工

在深基坑开挖之前，使用挖掘机开挖冠梁顶以上的浅基坑。在完成浅基坑开挖后进行地铁车站主体基坑地下连续墙和冠梁施工[6]。车站主体基坑地下连续墙的厚度为0.8m左右，深度应超过深基坑底部。在此过程中，时刻监测深基坑井点降水情况，根据实际降水情况抽排基坑明水，避免井点降水出现异常。

1.2.2 深基坑土方接力开挖

在完成浅基坑开挖、冠梁及深基坑挡土墙施工的基础上，从车站两端向中间方向进行深基坑土方的接力式开挖。在距离深基坑底部30cm位置，采用人工挖掘和吊斗出土的方法，挖掘和清理基坑底部[7]。对于无法采用接力式开挖的部位，使用小型挖掘机进行倒土开挖，确保基坑土方开挖的施工安全。

1.3 深基坑内部支护施工

1.3.1 钢管支撑V4dU1gxlD8ONgPH53r273g==安装方法

根据车站主体基坑深度进行分层开挖，并分层安装钢管支撑，确保深基坑内部结构的稳固性。钢管支撑的结构采用固定端与活动端相结合的方式，需根据实际工程施工要求定制加工不同长度的钢管，以此架设钢管支撑，满足复杂施工条件下深基坑断面宽度变化与斜撑长度的需求。

1.3.2 预埋钢管支撑托架

在地铁深基坑的地下连续墙内预埋钢管支撑托架。将钢管支撑的一端放置在预埋件的托架上，将另一端与活络接头紧密连接。在钢管支撑的中间部位采用钢楔予以嵌固。在深基坑内使用起重机将钢管支撑竖向布设。若需加长钢管支撑，则在接头处焊接连接法兰、将钢管延长至所需长度，后使用螺栓予以紧固[8]。

1.3.3 安装牛腿与斜支撑

在此基础上，按照地铁深基坑支护施工图纸布置的间距，在基坑预埋钢板上安装牛腿与斜支撑，并加焊防滑挡块，以避免后续支护过程中出现受力侧滑问题。将钢管支撑连接到基坑两边的连续墙上，确保支撑与连续墙墙面垂直。采用钢支托将钢管支撑固定后施加预压力。

1.4 冠梁顶土体网喷支护

深基坑钢管支撑安装完毕后，开展深基坑冠梁顶和四周立面的网喷支护施工。首先在深基坑地面四周设置排水沟与挡墙，以避免施工产生的废水与雨水进入深基坑对施工产生不利影响。然后在深基坑冠梁顶的土体上挂设钢筋网片，并使用湿喷机在钢筋网片上喷射混凝土进行土体加固支护，以提高深基坑坡面土体及其附属围护结构的稳定性[9]。

湿喷机技术指标及其参数如表1所示。按照表1所示的技术指标和参数设置湿喷机，并按照喷射施工技术规程自上而下喷射混凝土，完成基坑冠梁顶坡面土体挂设钢筋网片和喷射混凝土的支护施工。

1.5 其他支护措施

在深基坑相邻钢管支撑之间设置固定钢筋，将固定钢筋与钢筋网片进行焊接。根据地铁深基坑工程周边的施工环境，冠梁和钢筋混凝土支撑使用C30混凝土，选用HPB300热轧光圆一级钢筋。利用钢筋混凝土作为基坑护壁，进行地铁深基坑抗渗墙混凝土浇筑。

注浆后安装连系梁，并使用锚具锚固。根据深基坑内侧的土压力和地下水的实际工况变化，做好相应的专项支护设计，并结合局部回灌工艺控制地下水，保证深基坑内的设施和构筑物的安全，从而完成深基坑支护施工。

2 实例应用分析

通过工程实例，对本文提出的基于复杂施工环境的地铁深基坑支护施工技术，可行性进行实验、分析和验证，经验证符合技术要求后，方可正式投入地铁深基坑工程中使用。

2.1 工程概况

某城市地铁1号线的M车站工程的整体设计为地下二层岛式结构，其整体高度为10.54m，站台宽度为11.5m，站台长度为195m。该车站工程的深基坑采用明挖顺作法和分层、分段、分块的开挖方法进行施工，标准段基坑结构的宽度为18.5m，端头井基坑结构的宽度为24.8m。

该地铁车站深基坑开挖范围内地层分布不规律，土体承载力较低，施工作业面存在不稳定性，施工过程中具有安全隐患。

2.2 深基坑开挖和支护结构

在掌握地铁深基坑工程概况后，按照本文所述深基坑支护施工技术，有针对性地开展基坑开挖和支护施工并对施工结果进行检验。该地铁车站深基坑分层开挖和支护结构如表2所示。

2.3 实验结果分析

2.3.1 实验方法

为了使实例应用结果更加直观且具有说服力，在此次实验分析中，将本文所述支护施工技术设置为实验组，将文献[2]提出的支护施工技术和文献[8]提出的支护施工技术分别设置为对照组1与对照组2，对这3种支护施工技术应用后的施工结果进行客观对比。选取该车站深基坑工程围护体沉降值，作为支护施工效果的评价指标。围护体沉降值越大，说明支护结构稳固性越低、深基坑支护施工技术质量和水平越差、施工效果也就越差。

利用上述3种支护施工技术，分别对该车站深基坑工进行模拟支护施工的整个施工过程。该深基坑施工结束后，在深基坑内布设多组监测点，并采用Ø16×900mm钢筋作为测点，将其安装在基坑内坚硬的地面上，用砂浆填充。通过电子水准仪实时监测深基坑围护体沉降值的动态变化，进而对深基坑支护结构稳固性作出安全评估。

2.3.2 实验结果分析

对布设的监测点进行标号处理，其标号分别为ZHSG-01、ZHSG-02、ZHSG-03、ZHSG-04、ZHSG-05、ZHSG-06。统计监测点所在位置对应的深基坑围护体沉降值并作出对比。深基坑围护体沉降值对比结果如图2所示。

通过深基坑围护体沉降值对比结果可知，应用本文所述支护施工技术后，各个监测点所在位置对应的围护体沉降值均不超过1mm，沉降值明显小于另外2种施工技术。应用而另外2种支护施工技术后，深基坑围护体沉降值较大，支护结构稳固性不佳，无法保证深基坑支护施工的可靠性与安全性，存在一定的安全隐患。

由此可见，本文提出的支护施工技术具有较高的可靠性和可行性，能够保证支护结构的稳固性，适用于复杂施工环境下的地铁深基坑工程施工，且施工效果优势显著。

3 结束语

地铁深基坑工程的施工环境比较复杂，对支护施工技术水平的要求较高。为了提高复杂施工环境下地铁深基坑工程施工的质量与安全，本文以某城市地铁1号线的M车站深基坑工程施工为例，开展了支护施工技术的全方位深入研究。

应用本文提出的地铁深基坑支护施工技术，可有效地提高深基坑支护结构的稳固性，降低土体及围护结构沉降变形的可能性，保证施工质量与施工安全，具有重要的实际意义。

参考文献

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[3] 王滔.深厚软土地层条件下地铁车站基坑支护体系变形特征及控制研究[J].建筑技术，2023，54（1）：96-99.

[4] 杨敏，朱雨轩，赵德彬，等.复杂条件下深基坑支护及地下水控制技术研究[J].中国住宅设施，2022（10）：64-66.

[5] 蔡永元，董建忠，谢铭祥.深基坑支护技术在地铁隧道中的应用[J].科学技术创新，2022（28）：105-108.

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[9] 张振甲，吴一超，黄清.地铁深基坑支护施工技术探究[J].

低碳世界，2020，10（4）：158-159.