摘要：目前国际上建立地铁站使用次数最多的是明挖法，由于明挖法具有诸多优点，所以在地铁施工过程中占据着不可撼动的位置。同时使用明挖法建立地铁车站，需要在保证安全的前提下进行，在结构设计过程中能够方便施工，进而实现低成本高收益。使用价值高的地铁站通常具有低成本运营、结构简单安全和施工方便等优点，但是在设计的过程中还存在较多的问题，甚至会给设计人员造成一定的困扰。本文根据明挖法在地铁站施工中遇到的问题进行分析和探索，供设计人员参考。
关键词：明挖法；地铁车站；结构设计；施工
前言
介绍了明挖施工的主要类型，对明挖施工技术进行了详细的研究，并通过案例重点介绍了地铁车站明挖施工过程，其中涉及施工工序、明挖技术方案等，取得了良好的施工效果。
1结构类型
1.1主体构造
在地铁站施工过程中，要全面考虑安全、经济和施工等因素。明挖法作为最常用的施工方式，主要是通过箱型框架结构形式来完成施工任务。根据该框架结构的特性，对站台宽度进行设计，站台宽度是整个设计的参考标准，当站台宽度在8m以下，车站不设置无柱单跨结构，宽度超过12m，需采用单柱双跨结构，如果站台宽度超过14m，需要使用双柱跨箱体结构。
1.2围护结构的设计
根据大量明挖法施工的事例可以发现，围护设计的合理性直接影响到成本预算，如果围护类型选择不合理，将会降低施工的效率，甚至会出现返工情况，进而导致工程建设成本超出预算。目前围护结构的种类有很多，为了能够选择合适的围护结构，设计人员需要根据工程的实际需要来确定。在选择围护结构类型时需注意如下问题：
①如果在工程施工的过程中，根据需要增加预应力时，首先要确定支撑种类、支撑位置以及温度变化等情况，通常情况下轴力应控制在50~80%。
②围护桩的配筋相关技术参数。目前我国在进行地铁车站建设的过程中，通常会采用均匀配置钢筋的方式来进行围护结构的设计，实际上围护桩的弯矩是不同的，均匀配筋可能会造成不必要的投入。所以设计人员需要充分考虑围护桩弯矩受力情况，运用相关规程进行计算，然后进行合理配筋。
2降水
系统包括潜水泵与管井，重点是替浆清孔与洗井。
2.1基本要求
①管井井点降水提前20天进行，保持坑内水位低于开挖面1m。
②井点间距15m，数量及抽水强度根据地层含水量调整。
③降水井Ф350mm，孔深至基底下8m；Ф219mm钢管井管、滤管及沉砂管。坑外观测井Ф300mm，Ф108mmPVC井管。砂砾滤料5~10mm。
④潜水泵扬程大于40m，流量20m3/h。
2.2工艺流程
施工准备→钻孔→清孔→安放井管→回填滤料→封口→洗孔→安装水泵→试抽水→正常工作→填埋井管→封井
2.3方法及技术质量
①泥浆护壁循环成孔；泥浆浓度符合护壁及清孔要求。
②保证孔深及垂直度，确保井管顺利安装。
③安管前替浆清孔，保证井管垂直度及钢筋骨架连接牢固；安管时不能转动或上下串动，防止滤网破损。
④安管后用砂砾在滤网与井管周围回填密实，井口3米黏土回填夯实；泥浆泵冲清水与空压机抽水洗井，清除孔壁、孔内和透水层中泥浆。洗井前后两次抽水量相差小于15%，洗井后沉渣不上升。
⑤安装水泵前测井深、沉渣厚度；洗井合格后，用缆绳将水泵吊入井内。潜水电机、电缆和接头绝缘，配置保护开关。
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⑥更换新水泵前清洗滤井、冲除沉渣。
2.4降水要求
降水与开挖同向；避免降水速度过快引起孔内涌水；井管随开挖进度分段拆除。降水时，测量每口井流量与水位。坑内外设监控点，观测降水时对周围环境和基坑影响。
3地铁车站明挖细部施工技术
3.1明挖法施工工序
地铁车站施工人员进行开挖施工时，严格遵循标准化的操作流程，自觉按照以下工序进行施工：构建钻孔桩——搭建围护结构——基坑内土体加固——开挖第一层土方——设置第一道钢支撑——多层土方开挖——设置第二道钢支撑——开挖底板部位——垫层处理——混凝土施工——加设防水层——拆除上层支撑——侧墙防水层处理——侧墙混凝土浇筑——钢支撑拆除——顶板混凝土浇筑——顶板防水施工——土方回填——清理现场。
3.2明挖技术方案
地铁车站防水等级为一级，主体结构采用柔性全外包防水方案，顶部部位采用0.8mm双层高分子复合型防水卷材，侧墙和底板部位均采用了1.6mm高分子自粘胶膜，使用改性沥青胶粘层。人员根据实际情况在侧墙部位增设无纺布缓冲层并在顶板与基层之间架设防水层，从而让顶板与结构间形成60mm厚的防水保护层，并在其上浇筑50mm厚的混凝土进行加固。
3.3施工过程
①测试试验：明挖施工前，人员为确定混凝土结构自身的防水性能，要及时展开科学试验，通过观察混凝土防水断面形式确定合理的配合比，以此提升混凝土结构的防水性。从防水断面中可看到细石混凝土保护层、隔离层、复合防水层、结构顶板、土工布缓冲层等各个部位的具体情况，以及时确定混凝土结构自身的防水性。
②钻孔灌注桩+内部支撑施工技术运用案例：首先架设围栏，将地下管线迁移，并将区域施工部位开挖至设计标高，便于全面展开钻孔灌注桩施工。开始土方开挖，在土体周围及时增设钢支撑，先支撑再开挖，将第1道钢支撑周围的土方及时挖除，架设第2道钢支撑，然后是第3道钢支撑。三道钢支撑架设完毕将基坑内部及周围及时清理干净，避免影响后续施工。处理基坑底部时，先做好垫层处理然后是防水层铺设，循序渐进地推进防水施工，尤其是底梁和底板处，这2个部位容易发生渗水，必须要足够重视，认真铺设高分子防水层，最大限度地防止水灾隐患。将第1道钢支撑和第3道钢支撑拆除，继续铺设防水层，并对中柱、梁板、边墙、侧墙等部位进行有效的混凝土浇筑施工。
③混凝土喷射施工中须注意：必须要将喷射注浆管插入到一定深度后方可进行喷射施工，采用自上而下的方式，在桩底部喷射60s之后，喷射高度会提升，在此环节，作业人员要合理把控喷射高度及速度，将喷射速度保持在一定范围内，及时观察喷射作业对桩体的影响。比如混凝土灌注环节，某人员将混凝土导管埋入深度控制在1.5～3.2m范围内，认真记录好混凝土灌注过程，按照最低面控制导管的提升高度，上下提动混凝土导管，将导管每次升降高度保持在30cm内，将槽内泥浆及时清理干净。在喷射过程中，如果机器突然中止，作业人员要及时展开探讨，主要分析喷射高度、速度等因素，加强故障分析，停止一切操作以防桩体中断。技术人员将这种情况上报监管人员，便于监管人员找到该问题的处理方法，在监管人员指导下，技术人员找到机器中途停止的原因，喷射高度没把控好，导致机器抛锚，力争在最短时间内恢复正常。为防止注浆管扭断，人员严格遵循先喷浆再旋转的基本原则，适当提升注浆管，并保证注浆管旋转和提升是连续的，同时注浆管搭接长度不宜超过12cm。技术人员提出，旋喷环节的冒浆量需控制在15%以内，因为喷射时压力过大不好控制机器，并且还易导致注浆量浪费。
4结语
总而言之，随着交通方式的不断增加，地铁已经成为城市出行最受欢迎的方式，当前的地铁结构设计以及施工的质量还不够理想，需要设计人员充分考虑各种影响因素，这其中包括围护结构和主体结构的计算，保证地铁施工高效率进行，为地铁车站的投入使用提供保障，进而实现缓解城市交通的压力。
参考文献：
[1]王海龙.明挖法地铁车站结构设计要点分析[J].工程技术研究，2017（08）：121-124.
[2]徐宁飞.明挖法地铁车站结构设计中几个问题的思考[J].中华建设，2018（06）：89-91.
论文作者:崔艳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签：结构论文; 地铁论文; 混凝土论文; 车站论文; 防水层论文; 顶板论文; 部位论文; 《基层建设》2019年第28期论文;