摘要：随着城市建设和经济的繁荣，城市轨道交通正处于高速发展时期。地铁已经成为现代化城市不可缺少的基础设施。所以城市地铁是我国近几年基本建设投资的热点，大力发展城市地铁已经成为很多大中城市市政建设的重点。本文首先论述了地铁车站基坑开挖施工的工艺技术，然后提出了地铁车站基坑施工的安全管理防范措施：优化围护结构选择、合理基坑开挖和实时监测分析。
关键词：地铁车站；基坑施工；安全防范
引言
我国的地铁建设过程中，地铁车站的施工受外界条件制约较大，因此，在车站基坑土石方开挖过程中，保证施工的安全、快速、经济是车站施工的重要环节。地铁明挖车站基坑开挖一般采用台阶法开挖，利用挖掘机及起重设备将基坑土石方运输至基坑外。
一、基坑土方开挖
1.1车站基坑开挖方案。地铁车站工程的基坑开挖计划一般是按照特定的方向从上而下分层次进行，通常采用的是机械分层开挖，开挖初期，采用挖掘机挖掘最上层的土层；其余土层采用小型挖掘机基坑内倒运，长臂挖掘机出土。控制周边地面沉降，保护周边建筑、管线及基坑的安全，一方面控制沉降总量，另一方面控制沉降速率。施工过程中要严格控制无支撑暴露时间在24 h之内，对基坑开挖实行动态管理，将监测结果及时反馈到施工现场，指导施工，运用信息化施工，把基坑变形量始终控制在合格指标之内。开挖前将分层位置、深度作图示意，使施工人员做到心中有数，以控制挖土深度。
1.2车站基坑开挖施工工艺。基坑开挖分台阶施工，自上而下分多个台阶，每个台阶安排一台挖掘机负责向上倒运土方，最上一个台阶的挖掘机可用大型反铲挖掘机，连挖土带装运。
1)第一层开挖。分层厚度应按照设计要求，开挖方向按照设计方向倒退开挖，挖掘机停在地面上，开挖时利用反铲倒退挖土后直接装车，横向先挖中间部分，然后再挖两侧土方。开挖断面每超过一根横撑位置后及时安设第一道钢支撑。2)第二层开挖挖掘机从基坑南端钢横撑与角部斜撑围成的空间处开始开挖，并在第一道钢支撑安装前先在基坑中间沿纵向开挖出一条5.0 m宽的坡道，坡度小于30°，用于第二层土方运输，第二层土方沿横向先挖中间部分，为运输车辆提供装车位置，运输车辆由地面沿运输坡道倒至装车点，由挖掘机装车，运输至临时集土场。第二层土方控制在第二道钢支撑以下1.0 m以内，工作面每超过一根钢支撑位置，及时安装钢支撑。3)第三层开挖。挖掘机按照设计方向倒退开挖，开挖顺序为先在基坑中部挖，沿纵向开挖出5.0 m宽的坡道和第二层坡道连接，运土车可进入基坑装运第3层土方。工作面每超过一根钢支撑位置，及时安装钢支撑。4)第四层开挖。利用长臂挖掘机停在第3层土体上挖第4层土方，先挖横向的中间部分再挖两侧，运输车停在第3层土体上装土并运出基坑。
1.3土方外运方案。为保证市内的清洁，防止车辆漏、掉泥土，基坑开挖土方外运由业主统一协调负责，根据施工进度及时安排土方开挖，在现场修建土方运输车辆的冲洗设施，并安排专人对土方外运的车辆进行冲洗。
二、基坑开挖的技术控制点
2.1 基坑土方开挖
（1）在施工过程中，应严格遵循“随挖随撑”的原则，合理安排施工周期，保证施工的安全，土方开挖沿纵向长度每段不超过6 m，挖出工作面后迅速安装钢支撑，并施加轴力。开挖前准备好合格的支撑及施加支撑预应力的各项装置、仪表，对施加预应力的油泵装置要经常检查，使之运行正常。（2）在开挖每一层的每小段的过程中，当开挖出一道支撑的位置时，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，以保证支撑与墙面垂直且位置准确，对这些接触点要整平表面、画出标志、并量出两个相对应的接触点间的支撑长度，方便以后施工。（3）复加支撑预应力：钢支撑必须有复加预应力的装置，当第三、四、五道支撑加设后均应对以上各道支撑按设计复加预应力。当墙体水平位移超过警戒值时，可适当增加预应力以控制变形。（4）挖至坑底设计标高后，须按诱导缝或施工缝的设置位置，立即分段分块进行混凝土垫层的跟进施工。为了不破坏基底土体结构，需预留300mm厚土层由人工清除，如有超挖时不得填土，用砾石砂回填。如监测有异常情况须立即停挖，采取紧急措施进行补救。（5）在挖土过程中，机械臂严禁碰撞深井管及支撑立柱，且挖土机械不能直接安放在支撑上作业。
2.2 基坑支撑施工工艺
（1）直撑安装。
支撑安装前先在地面进行预拼接以检查支撑的平直度，受到损伤和变形的支撑不得用于工程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其两端中心连线的偏差度控制在20mm以内，经检查合格的支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，确保量测的预应力值准确，每根支撑施加的预应力要记录备查。每小块土体开挖及支撑完成后，应及时按设计要求施加支撑轴向力的预应力。对施加预应力的油泵装置要经常检查，以使之运行正常、所量出预应力值准确。每根正常施加的预应力值要记录备查。
（4）预应力复加。支撑轴力损失与开挖进程、围护结构位移及其后土体位移、温度变化、施工过程中的振动、突发事件影响等有关。支撑预应力损失所引起的围护结构位移通常是几乎不可逆的。及时有效地复加预应力对控制围护结构位移是一项非常关键而有效的措施。轴力复加控制标准：按照设计标准或当轴力变化大时，即按要求复加支撑轴力。
三、基于监测的地铁车站基坑施工的安全技术防范措施
3.1 围护结构选择。地铁围护结构形式主要有桩加钢支撑体系、桩加锚索支撑体系及较浅基坑中应用较多的土钉墙支护，一般采用坑外降低上层滞水及少量浅水。基坑支护设计的基础和难点是土层的侧向土压力的确定上，采用什么样的土压力模式，侧向土压力系数怎么选取，放坡支护体系的土压力是什么样，桩支护中施加预应力又是怎样一个情况，凭空想象或单纯计算很难说清楚。在基坑常用的计算软件中，地铁以同济启明星和理正基坑计算软件居多，其计算结果主要受工况、预加应力、支撑设置位置、一次开挖深度等影响，同时又受选取的 规范及计算公式等制约。在计算中应选取当地规范或国家规范作为主要依据，在计算参数、围护尺寸、支撑方式等方面应尽量采用本地成熟经验做法，同时又要根据 基坑特点、周边环境、地质情况适当变通。同时我们创新采用了“隔”、“降”、“灌”并举的基坑工程承压水危害综合治理技术体系，对地铁周边建筑沉降“严防死守”。该技术体系中的“隔”是指利用基坑围护结构，必要时适当加深，使之形成封闭式或悬挂式隔水帷幕，可大幅度减少抽水量；“降”是指按降水最小化原则优化降水方案，尽量少抽水；“灌”则是将抽出的地下水再次回灌入原来的地层，进一步减少大地沉降。本地铁基坑深达33.1m，施工需抽降地下58m的第二层承压水。然而，这一切都已“毫无痕迹”地完成，直至目前汉中路枢纽站附近高层建筑未出现任何沉降现象。利用该技术，未来城市内基坑施工也将有望与恼人的地面沉降告别。
3.2 合理基坑开挖。在此过程中，基坑开挖前，把坑外水位，土体测斜设备埋设完毕，并及时采集原始数据。挖土期间，当开挖深度大于5m，直至基础底板完成，所有监测项目1天观测1次，其余期间按照2天1次观测。在监测工程中出现险情时，每天观测一次或上午、下午各观测一次，及时报告测量结果，派专门人员24小时值班，直至险情结束。
3.3 实时监测分析。对于基坑安全来讲，施工过程中的监测是基坑施工的理论依据。首先明确安全生产人人有责，进一步突出了以项目经理为安全生产第一责任人的新的安全管理模式，各岗位管理人员真正知道自己在安全管理上应该做什么，怎么做的要求；其次是全面建立安保体系，进一步落实安全生产责任制，通过对各施工现场全面进行安全保证体系贯标，促进施工现场文明施工；改变安全管理靠突击应付的短期行为，做到持之以恒制；最后是建立起安全生产的各个环节事事有人管，处处有人抓的体系，促使安全生产真正有保证。比如本车站为确保深基坑施工安全，就地铁车站基坑常见施工状况，技术部门在现场修改基坑的施工方案，且通过有关专家委员会的技术方案 评审，并严格按照评审后的方案执行施工。同时对我公司建立深基坑工程跟踪监控制度，对目前施工的深基坑工程，安全部门及技术部门从方案到具体施工都加强了审查力度，加强了现场的监控频率。
结束语
根据工程所处的地理环境及工程地质情况，制定与之相应的施工开挖技术方案，确保施工过程中技术可靠，相关措施得当，各项工作按部就班，管理到位，保证每道工序顺利进行。
参考文献
[1] 王如路.地铁运营隧道上方基坑开挖卸载施工的监控[J].地下工程与隧道，2015.
[2] 叶耀东.地铁隧道上方基坑支护与挖土施工[J].建筑技术开发，2014.
[3] 周振强.地铁工程设计与施工[M].人民交通出版社，2014.
论文作者:余磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：基坑论文; 预应力论文; 土方论文; 地铁论文; 挖掘机论文; 车站论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第33期论文;