地铁明挖车站基坑开挖施工技术 王旭

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:王旭
[导读] 摘要:地铁车站施工中主要采取的是明挖法,其特点是施工效率高、可实现机械化作业。
        天津第六市政公路工程有限公司  天津  300000
        摘要:地铁车站施工中主要采取的是明挖法,其特点是施工效率高、可实现机械化作业。结合工程实例展开分析,以现场实际情况为基本依据,提出相适应的开挖支护方案,并采取相关辅助措施,所得施工结果与预期相符,且施工全程均未发生安全事故,该技术具有较好的应用效果
        关键词:明挖车站;基坑开挖;支护技术
        引言:地铁明挖车站是城市轨道交通建设领域中较为常见的车站形式,基坑开挖是重点的施工内容,对施工技术的要求较高,因此需做好前期准备、开挖、支护、防排水等相关工作。文章结合明挖地铁车站工程实例,重点对基坑开挖施工技术展开探讨,阐述具体的技术要点。
        1地铁明挖施工相关内容论述
        1.1基本特点
        (1)施工操作便捷性高,相比于逆作法、台阶法等作业方法,明挖法在开挖时沿着由上至下的顺序,在结构施工时按照由下至上的顺序,施工便捷度较高,施工过程相对简单。(2)施工工期较短,因为施工过程便捷度较高,所以消耗的时间成本较低,可起到缩短施工工期的作用。(3)结构受力情况良好,明挖法所提供的作业面数量和作业面面积相对丰富,搭配支护结构的应用,能够营造稳定的作业环境,从而提高结构受力情况的稳定性。(4)所需的作业场地较大,对于已初具规模的城市,为确保明挖法的正常应用,需阻断既有道路交通,且明挖法会对既有道路带来较大破坏,后期道路恢复、管线调整又会增加一些时间成本的支出,从而影响城市交通的正常运行。
        1.2施工方法
        现阶段,在地铁工程开挖过程中,经常使用到的明挖方法有悬臂支护法开挖法、放坡开挖法和围护结构加支撑明挖法。相比于前2种明挖方法,第3种明挖方法具备施工便捷度高、施工效果好等优点,适用于基坑开挖深度较大的地铁车站。在前文中已经提到,所需开挖的基坑深度较大,那么开挖过程中土体的侧压力也会较大,此时为避免基坑出现塌陷的情况,需选择恰当的支护方法,在合适的位置进行支护结构的设置。在实际应用过程中,施工人员对支撑结构的强度、结构间距、分布层数等内容进行细致分析,结合相应算法得到准确的力学计算结果,以此为基础进行开挖工作。在明挖法应用过程中,还需对支撑体系进行定期或不定期监测,根据得到的监测数据,对结构进行针对性加固,同时在结构应用的过程中,还可搭配水平支撑结构,以此进一步提升整个结构的安全性,提高车站的成型质量。
        2明挖车站基坑土方开挖施工技术
        2.1基坑土方开挖
        (1)开挖期间应严格遵循“随挖随撑”的施工原则,土方开挖纵向长度每段应≤6m,挖出工作面后立即安装钢支撑,并施加轴力。(2)在开挖每层每小段的过程中,当开挖出一道支撑位置时,即按设计要求在地下墙两侧墙面上放出该道支撑两端与地下墙的接触点,确保支撑与墙面处于垂直状态且位置准确。接触点应先进行表面整平处理,随后进行标记,并测量两个相对应接触点的职称长度,为后续施工提供依据。(3)复加支撑预应力:钢支撑必须有复加预应力装置,当第3、4、5道支撑加设后均应对以上各道支撑按设计复加预应力。(4)当开挖至坑底设计标高后,根据诱导缝或施工缝的设置位置,对混凝土垫层的跟进施工,遵循“分段分块”的施工原则。为了避免基底土体结构破坏,应事先预留300mm厚土层,由人工清除,若存在超挖现象,采用砾石砂回填,禁止直接填土。
        2.2基坑支撑施工
        (1)直撑安装。在地面进行预拼接并检查其平直度,出现损坏或变形的直撑不得投入工程应用。其两端中心连线的偏差度控制在20mm以内,经检查合格的直撑按部位进行编号以免错用,支撑采用整体一次性吊装到位。(2)斜撑安装。端头井、临时封堵墙等拐角处设计采用斜撑。因斜撑与围护结构有一定的夹角,不易直接安装支撑并施加预应力,斜撑安装前先将斜撑支座与预埋在地下连续墙的钢板进行焊接,将斜撑支座连成整体,然后进行支撑安装作业。斜撑牛腿应与支撑相密贴、垂直,其安装方法与直撑相同。(3)预应力施加。预应力施加前,必须对油泵及千斤顶进行标定,使用中要经常校验使之运行正常,确保预应力值准确,每根支撑施加的预应力要记录备查。对施加预应力的油泵装置要经常检查,保证其运行正常、所量预应力值准确。


        2.3降水效果控制措施
        (1)材料质量控制。降水井的稳定运行对基坑内降水效果有重要影响,此方面的工作应从材料质量入手,根据施工要求选择合适的材料,应兼具强度和渗透性两方面要求,如管材等均要出具此方面的实验报告。关于滤网的选择,较适宜的是60目优质滤网,经全面检验质量合格即可进入现场;所有滤料都要得到有效的筛分处理,以免出现含泥量不达标的情况。施工全程都要加强对出水含砂量的观测,以免出现涌砂等不良现象。(2)加强降水效果监测。为给正式降水施工创造良好条件,需在前期测量井内的水位,正式进入降水环节时,应以10min为间隔依次测量现场情况,明确水位与水量,二者趋于稳定时可将观测时间延长至2~3h,后续若与设计水位大体持平,则采取每天测量一次的方式。部分情况下水位虽然处于相对稳定的状态但并未满足水位下降值要求,此时需在原基础上加大水泵出水量。若基坑开挖时发生坑底渗水现象,需暂停施工,查明原因后采取处理措施,将该问题彻底解决。
        3基坑排水措施
        3.1基坑内排水
        3.1.1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。
        3.1.2技术要求
        横向布置汇水沟,间距为10m,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。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。
        3.2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。
        结束语:综上所述,在地铁车站施工过程中,经常使用到的施工技术便是明挖施工技术和基坑开挖技术,施工企业及其技术人员应紧密结合施工现场的地质水文、气候与季节情况,灵活运用开挖方法,并做好基坑开挖与结构防渗漏水施工,以确保地铁车站工程结构的安全与稳定,提升地铁工程的使用寿命。
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