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摘要：成吉思汗广场地铁站基坑土方开挖，受到众多因素的影响，在采用科学的土方开挖方案后，能够在保证安全与施工质量的条件下，如期完成了土方开挖施工，且对周边环境和交通的影响程度降到了最低。本文通过对成吉思汗地铁站土方开挖施工经验的总结，为本地区相似工程土方工程施工提供了经验。
关键词：基坑开挖；土方施工；施工方案
1工程概况及特点
1.1工程概况
成吉思汗广场地铁站位于成吉思汗大街和哲里木路的交叉路口，沿成吉思汗大街布置，东北侧为中国武警内蒙古训练基地，东南侧为滨海友谊商业广场，西北侧为内蒙古体育职业学院，西南侧为成吉思汗广场。成吉思汗大街为东西走向，地铁站为地下双层11米岛式站台车站，总长203m。标准段宽度19.7 m，底板埋深约16.6m，顶板覆土约3.2m。车站共设置4个出入口，两组风亭。
钻探揭露的场地地下水属潜水类型，钻孔内量测的稳定水位埋深16.2～16.7m。地层渗透性地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。
地层土质为粉细砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾、卵石、粉质黏土。场地砂土及粉土不具液化性，场地地基土不存在震陷问题，沿线地形平坦，无崩落、滑塌现象。
本站采用明挖顺做+局部盖挖法施工，附属结构均采用明挖顺做法施工。土方工程量7.6万m3。
1.2土方开挖特点
该工程土方开挖具有以下特点：
（1）工期紧张。管线迁改工作量较大；因天气原因每年有4个月冬歇期，受干扰因素比较多。
（2）沿线管线繁多。有给水管、雨污水管、热力管线、燃气管线、电力管线、通信管线等，需要加强与各产权单位及相关部门的联系与沟通。
（3）场地狭小。该站位于为城市主干线，为减少对交通的影响，尽可能控制施工场地范围。施工场地较为狭小，增加了施工的难度。
（4）车站开挖范围主要以砂层为主，地下水位较高，开挖过程中易形成流土、涌砂等现象，影响场地周边土体的稳定。
2维护结构与降水施工设计
主体维护结构采用钻孔灌注桩+内支撑体系，竖向共采用三道内支撑，标准段第一道支撑为混凝土支撑，间距9m，第二、三道采用钢支撑，间距3m。围护桩采用C30混凝土；桩顶冠梁、混凝土支撑、混凝土挡土墙采用C30混凝土；喷射混凝土采用C25，P6；底板下采用C25素混凝土垫层.
基坑施工采用坑外管井降水，沿基坑线路方向设两排降水井，距离围护桩外线1m布置，共计布20口井，8个水位观测点。管井伸入底板约6m，纵向间距约25m左右，管井采用φ400无砂管外包无纺布。
3.基坑开挖施工
3.1准备工作
土方开挖前，按设计规定的技术标准、地质资料以及周围建筑物和地下管线等的详实资料，严格细致地做好深基坑施工组织设计（包括周围环境的监控措施）和施工操作规程，对开挖中可能遇到的渗水、基坑稳定、涌泥流砂等现象进行技术讨论，提出应急措施并提前进行相关的物资储备。准备好地面排水及基坑内抽排水系统，基坑开挖必须满足降水深度的要求。
按设计要求加工、购置（租赁等）钢支撑，备足钢支撑，备好挖土、运输和弃土条件，确保连续开挖。对基坑周边 30m 范围内的建筑物进行调查，并对基坑、周围建筑物、地面及地下管线等编制详细的监控和保护方案，预先做好监测点的布设、初始数据的测试和检测仪器的调试等准备工作。配备足够的开挖及运输机械设备，做好机械的检测、维修保养等工作，确保机械正常作业。
3.2土方开挖原则
车站基坑开挖严格按照“时空效应”的理论，分层、分段施工，遵循“开槽支撑、随撑随挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。竖向分层与支撑、支护高度相适配，纵向分段与主体结构施工相配合；严格控制每层的开挖深度，杜绝超挖；由于土方开挖分层进行，每层开挖深度有限，且下层土方须在上层钢支撑施工后一定时间内进行，因此开挖与支撑紧凑衔接。
3.3土方开挖施工方案
地铁站长203m，拟划分为8个单元进行开挖，以哲里木路为界，两侧均采用自西向东开挖，如图1所示。
图3 端头井开挖示意图 图4标准段开挖示意图
Fig.3 The earthwork excavation at the end of well Fig.4 The earthwork excavation at the standard section
（1）设置施工围挡，破除路面，施作钻孔桩。第一层开挖。首先整体开挖第一层土方至与冠梁下，进行第一道混凝土支撑施工。
（2）第二层土方开挖。待混凝土支撑达到设计强度后，向下进行第二层土体②1 的拉槽开挖。采用挖掘机直接挖土装车外运，按12%的坡度留出土马道。第二层土方开挖深度3.5m，分两次开挖，每次开挖深度不超过 2m。横向先中间拉槽开挖②1，拉槽开挖两侧按 1：1 放坡，随后依次开挖两侧土体②2、②3，每次开挖两侧均留 3m 宽平台，利用两侧土体平台进行网喷施工。同时向下进行第三层土体③1 的拉槽开挖。
（3）第三层土方开挖。第三层土方开挖深度3.5m，分两次开挖，每次开挖深度不超过 2m。至第二道支撑下50cm。横向先中间拉槽开挖③1，拉槽开挖两侧按1：1放坡，随后依次开挖两侧土体③2、③3，每次开挖两侧均留3m宽平台，利用两侧土体平台进行网喷施工。在第二道支撑安装同时（按设计要求施加预应力）向下进行第三层土体④1 的拉槽开挖。
（4）第四层土方开挖。第四层土方开挖深度5.05m，分三次开挖，每次开挖深度不超过2m。至第三道支撑下50cm。横向先中间拉槽开挖④1，拉槽开挖两侧按1：1 放坡，随后依次开挖两侧土体④2、④3、④4，每次开挖两侧均留3m宽平台，利用两侧土体平台进行网喷施工。在第三道支撑安装同时（按设计要求施加预应力）向下进行第五层土体⑤1 的拉槽开挖。
（5）第五层土方开挖。第五层土方开挖深度2.8m，分两次开挖，每次开挖深度1.4m。依次开挖两侧土体⑤2、⑤3，每次开挖两侧均留3m宽平台，利用两侧土体平台进行网喷施工。
3.4土方施工要点
（1）车站主体土方开挖，渣土车不进入基坑下部，在基坑外侧由大型液压挖掘机装车。土方装车后通过场内施工便道拉运至临时存碴场或弃碴场。
（2）在开挖过程中，每小段纵向开挖宽度为6m，小段（6m）土方要在16小时内完成，同时进行挂网支护，随即在以后8小时内完成该小段的支撑架设并施加预应力。
（3）开挖至基底时严格控制最后一次开挖，并在挖至基底以上300mm时采用人工开挖。施工时人工及时跟进，随测标高随修土，清理成堆后挖机接力传递至坡顶并装车外运。
（4）基坑开挖过程中遇到孤石及岩层时，拟采用液压破碎锤破除，并通过挖掘机接力倒运至基坑外。
（5）人工进行修土时，测量员提前按每5m一点的密度打入短钢筋，钢筋顶标高为砼垫层面上整数。作为控制修土的标准。待修土达到一定的面积后，校核钢筋标高，使钢筋顶标高为砼垫层面。
（6）基础验槽分段进行，土方完成一段区域后即进行验槽。验槽通过，安排进行砼垫层施工。为确保基坑稳定，垫层施作完后尽快封闭底板。
（7）土方收口施工时，由小型挖机清土配合长臂挖机转运至基坑外，部分长臂挖机无法挖除部分土方采用小型挖掘机收堆，用汽车吊或龙门吊吊出基坑外。挖土过程中，测量人员跟班作业，确保不超挖、不少挖。
（8）土方开始作业，在已开挖基坑坡口边砌筑挡土墙并搭设防护栏杆。
（9）开挖过程中设专人及时绘制地质素描图，当基底地层与设计不符时，及时与设计、监理单位沟通、共同处理。
（10）开挖过程中，按审批过的监测方案对基坑及周围环境进行监测，以反馈信息指导施工。
4结束语
地铁基坑工程土方开挖是进行基础工程施工的条件，受到地质条件、气候因素、基坑降水、围护结构类型与支护方式、开挖顺序、周边环境、交通等众多因素的影响，因此，必须合理安排施工方案、保证施工质量的同时，确保工程施工及周边的建筑的安全，并使其对周边环境和交通的影响降到最低小，同时要做好围护结构变形、地表沉降等监测，使土方开挖工作速度与深度在监测的指导下进行，并做好突发事故的应急措施。
参考文献
[1]王磊，王高敏.地铁车站深基坑土方开挖技术探讨[J].西部探矿工程，20150（9）：175-177.
[2]任斌向，郭卫萍，张增国.大型超深基坑支护及土方开挖施工技术[J].建筑技术，2014，45（7）：619-622
论文作者:陈建强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/8
标签：土方论文; 基坑论文; 成吉思汗论文; 深度论文; 管线论文; 混凝土论文; 场地论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;