摘要：在地铁车站施工中，深基坑施工技术是重要的施工技术，关系到地铁车站的施工质量及人们的生命财产安全。本文结合某复杂地质环境下的地铁车站工程实例，对其深基坑施工技术进行了详细的介绍。该工程施工取得了良好的成效，对类似工程施工具有重要的参考价值。
关键词：地铁车站；深基坑；施工技术
0 引言
随着我国社会经济的快速发展及城市建设的不断进步，城市轨道交通以其运量大、速度快、准时可靠、安全性强、节能环保等优点，其工程建设也取得了迅猛的发展。在地铁车站建设中，深基坑工程是一项综合性很强的系统工程，其成败关系到地铁车站建设的质量及安全。因此，对复杂地质环境下地铁车站深基坑的施工技术展开研究具有十分重要的意义。基于此，笔者进行了相关介绍。
1 工程概况
某城市轨道交通车站周边商业发达、交通繁忙，为地下6层岛式站台车站。地下1～3层为开发层，地下4层为站厅层，地下5层为设备层，地下6层为站台层。车站南端头井挖深33.275m，北端头井挖深32.973m，标准段挖深31.423m。本车站基坑保护等级为1级。设置两个水平位移控制点作为检核和备用控制点，围护墙体最大水平位移≤0.1%H（H为基坑开挖深度）。围护墙顶最大水平位移≤30mm，建筑物差异沉降（s/L）应＜1/500且桩基础建（构）筑物最大沉降在10mm以内、天然地基建（构）筑物最大沉降在20mm以内。
2 工程特点与难点
2.1 前期地下障碍物范围广、埋深深
车站地处城市中心，场地范围内原建筑密度大，且在城市历史发展进程中经历了多次重建、改建和扩建，地下障碍物颇多，且埋深范围大。车站北侧施工范围内影响围护结构施工的主要障碍物为3座人防沉井和人防地下室，需要进行障碍物的清除工作，而这必然对土体造成较大扰动，后期施工时对基坑及周边的影响较大。
2.2 地质复杂、软土地基地下水丰沛
车站建设场地分布有⑤1C层、⑦层等粉性土、砂土，在基坑开挖时易产生流砂及管涌现象；同时存在埋深6.94m左右的第⑦层粉砂层承压水。因此在基坑开挖前必须采取严格的疏干承压水措施来确保基坑开挖安全，同时降水又不能对周边环境产生明显的不利影响，实施难度大。地质条件如图1所示。
图1 基坑地质分布示意.png)
2.3 车站与周边保护建筑物距离近，保护要求高
车站周边保护建筑物众多，北端头井距离某大厦（6层混合结构，设1层地下室，原围护结构为φ600mm、长10m钻孔桩，底板下为粉喷桩，桩长15m）最近距离约为14m；东南侧地下5层附属结构距离某购物中心（6层混凝土结构，地下室5.5m，原围护结构为φ600mm、长15m钻孔桩）最近约10m。尤以东侧的民居以及西侧的公寓最为敏感，分别距离最近基坑仅3～4m，房屋基础分别为放大脚基础和小方桩基础，且建成至今均已超过80年，房屋本身已存在局部倾斜、不均匀沉降、墙体开裂等现象。主体结构地下连续墙距离轨道交通1号线区间隧道30.2m。
3 阻断承压水的超深地下连续墙施工技术
本工程开挖深度深，常规的方案降水井数量较多，降水周期长，不利于开挖，车站底板位于⑦层土上，底板堵漏困难，降水量大，基坑及周边变形量大。降水井数量变化如表1所示。对原设计进行了变更，加深地下连续墙至隔断⑦层承压水，在坑外设置降水检修区，必要时回灌井定向补给。
表1 降水井数量变化.png)
经过调整，地下连续墙最深处已达71m，这在国内轨道交通工程中没有先例。鉴于工程计划地下连续墙深度大，对于常用的柔性接头和刚性接头施工过程中的锁口管、接头箱起拔工序的施工难度和施工风险在目前技术条件下是不可接受的，因此本工程地下连续墙采用铣接头工艺，减少超深地下连续墙渗漏水及其他成槽设备多次垂直上下对土体的扰动。为保证施工质量并减少对基坑及周边环境的影响，采取下列措施。
（1）采用MEH80150型真砂成槽机和BAUER的BC40铣槽机，一期槽段采用抓铣结合工艺成槽，既能保证施工效率，也能保证成槽垂直度要求，且由于铣槽机施工不用重复多次直上直下扰动土体，而是一次铣槽至槽底，减少对周边变形的影响。成槽完毕后混凝土浇筑前，采用特制的接头刷在前一幅槽段的接口反复多次刷洗，去除夹泥夹砂，保证地下连续墙接头施工质量，减少由于墙缝、墙体渗漏影响基坑变形。
（2）合理布置机械设备、材料堆放等，合理安排施工流程，成槽时槽壁附近尽可能避免堆载和机械设备对槽壁产生的附加应力，并减少振动。由于400t履带式起重机、铣槽机等大型机械设备频繁在导墙附近活动，导墙做成“][”形，并设置加强肋。采用200目钠基膨润土制备优质泥浆进行护壁，成槽时严格控制泥浆的液位，液位下落及时补浆，以防塌方。在距离建筑过近的地方，将泥浆液面抬高，泥浆密度在规范允许的条件下适当提高。增强槽壁稳定，减少塌方影响周边变形。
（3）钢筋笼吊放 采用1台400t履带式起重机和1台320t履带式起重机配合共同起吊钢筋笼。由于钢筋笼较重，在制作钢筋笼时必须配置足够强度的桁架钢筋并且要保证焊接质量。由于钢筋笼太长，采用分节吊装，下节为构造钢筋笼，故2节钢筋笼间采用焊接连接，增加焊接施工人员以加快连接速度，减少槽段暴露时间和对周边影响。
（4）混凝土浇筑控制增加混凝土和易性，由于处于闹市区，适当增加控制混凝土初凝时间，保证混凝土浇筑质量。控制导管上拔与混凝土初凝时间间隔，避免导管过长初凝后难以拔出闷管，影响质量。
4 精细化分层分块开挖控制
基坑开挖期间是车站位移变化最为敏感的时间段，车站基坑开挖严格按照“时空效应”的理论，分层分段施工，并要随挖随撑。
4.1 加强工序管理与衔接，遵循时空效应，控制变形
严格按照“时空效应”理论，采用分层、分段挖土。土方开挖分小段，根据平面2～3根支撑为1段的原则随挖随撑，剖面每1道撑为1层。开挖施工中做到快、准、稳。前期充分考虑到各种情况，做好策划，例如围护变形过大时的应急措施、降水井的布置位置及保护措施等，减少挖土过程中的突发状况；规定土方挖完后马上进行支撑施工，准确控制施工，减少重复劳动；支撑轴力按间距设定，稳定变形。以此提高开挖效率，减少基坑暴露时间。
4.2 分解每层土方变形控制要求
根据理论推算每层土方开挖的围护变形理论值，分解至每块土方作为基坑开挖的控制指标，如表2所示。
表2 变形控制要求.png)
5 钢支撑自动应力补偿控制
基坑共竖向设10道支撑，第1道为混凝土支撑，第4，6，8道为下3、下4、下5层板框架逆做，其他为钢支撑，其中第5道钢支撑需移位，除第9，10道钢支撑为φ800（t=20）钢支撑外，其他均为φ609（t=16）钢支撑。
由于本工程基坑变形控制要求高，故在车站主体基坑第5，7，9道（双拼）钢支撑中的所有对撑均采用自动伺服钢支撑系统，协助控制基坑自身的变形，如图2所示。
图2 自动伺服钢支撑布置.png)
钢支撑自动伺服系统是一套运用于深基坑钢支撑上，通过DCS系统对钢支撑轴力进行监测，并根据设计应力值自动增加或减少轴力的系统。
钢支撑轴力补偿执行系统主要由钢箱体、钢支架平台和千斤顶组成。可实现支撑轴力实时自动监测及自动补偿。在不同的挖土工况等情况下，地下连续墙受力情况以及支撑轴力是不一致的，需要多次轴力配合施加、复加以达到基坑位移变形的最小化。经过多次研究后总结出采用以下方式进行轴力加载最为合理。
（1）钢支撑预加轴力施加
自动伺服系统钢支撑在部分安装完成后，每施工1段围护体且未形成整个支撑体系之前（例如每幅地下连续墙通常为2根钢支撑进行支撑），进行支撑预加轴力的施加。
（2）钢支撑初始轴力施加
自动伺服系统钢支撑在整段围护体系安装完成后，进行初始轴力的施加。
（3）钢支撑的复加轴力施加
基坑1道钢支撑形成后，进行下挖工作。当挖至指定标高时，直至下一道钢支撑安装形成时。这一阶段，进行上一道钢支撑的复加轴力施加。当下一道支撑体系未形成时，复加的支撑轴力较大；当下一道支撑体系形成后，复加的支撑轴力适当减小。
6 信息化施工
由于本工程的复杂性、特殊性和环境保护的重要性，引入了自动化监测的先进技术，以获得即时、全面、连续的监测数据，并在第一时间对数据进行多种处理、综合分析，提供有价值的实时信息给决策部门。现在计算机技术的发展和测试仪器性能的提高为工程监测实现自动化提供了有力的支撑，对保障工程安全具有重要的现实意义，就经济效益来说，虽然一次性投入较大，但在监测范围内可最大限度地降低发生工程事故的可能性，实时掌控基坑变形情况，利于及时采取措施纠正，减少变形，其产生的隐性经济效益是巨大的。
7 实施效果
本工程主体基坑深度达33.275m，最终本超深基坑施工顺利完成，优于预期目标。基坑周边建筑及管线设施的变形量均在合理控制范围内。重点保护的地铁1号线区间隧道无明显沉降，运营安全未受影响。
8 结语
综上所述，城市地铁深基坑施工面临着建筑物密度大，深开挖会引起周围建筑物、地下管线发生不均匀沉降等问题，采取合理的施工技术进行施工，避免对周围环境造成不良影响十分重要。因此，在地铁车站深基坑施工中，施工人员要采取科学的施工技术，严格按照技术规范要求进行施工，同时还要做好施工质量控制措施，从而有效控制地铁基坑及周边建（构）筑物的位移变形，确保工程的施工质量及安全，保障工程的经济效益及社会效益。
参考文献：
[1]朱银生，谢海松.合肥地铁长宁大道站的深基坑施工监测技术[J].江苏建筑.2016（03）
[2]陈光宇.地铁工程中深基坑降排水施工技术[J].建材与装饰.2016
[3]地铁工程监控量测技术规程
论文作者:文将岳
论文发表刊物:《基层建设》2016年22期
论文发表时间:2016/12/6
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