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摘要：目前我国一、二线城市人口密集，中小型汽车数量急剧增长，城市地面交通压力大，而地铁车站规模和速度的快速发展很好的解决了这一问题。地铁车站的建设是一项极其复杂的大型工程，周边的施工环境、地质条件、施工工序的合理衔接等直接影响了基坑施工过程的安全风险，所以施工过程中的安全技术控制是基坑施工的关键。
关键词：地铁车站；深基坑；安全技术
一、工程简介
本文以兴宁桥东站为例，该车站为地下二层岛式站台车站，总长207.6m。围护结构采用厚度为800mm地下连续墙，车站西端头井主体基坑深度为19.41m，地下连续墙长38m，插入比约为1：0.958，沿基坑深度方向设置六道支撑加一道倒撑，其中第一道采用钢筋混凝土支撑，第二、三、四、六道均为φ609（t=16mm）钢支撑，第五道钢支撑为φ800（t=16mm）钢支撑，换撑为φ609（t=16mm）钢支撑；车站东端头井主体基坑深度为18.20m，地下连续墙长36m，插入比约为1：0.978，沿基坑深度方向设置六道支撑加一道倒撑，其中第一道采用钢筋混凝土支撑，第二、三、四、六道均为φ609（t=16mm）钢支撑，第五道钢支撑为φ800（t=16mm）钢支撑，换撑为φ609（t=16mm）钢支撑；车站标准段主体基坑深度为17.44m～16.54m，地下连续墙墙长33m，插入比约为1：0.892～0.995，标准段沿基坑深度方向设置四道支撑加一道换撑，其中3～24轴范围内，第一道采用钢筋混凝土支撑，第二、三、四、五道均为φ609（t=16mm）钢支撑，换撑为φ609（t=16mm）钢支撑。
图1-基坑剖面图
二、地基加固
地基加固分强加固和弱加固两种方式，地基加固质量直接影响了后期基坑开挖过程中的安全，加固效果良好能有效地防止开挖过程中土体滑坡。
三、基坑降水
施工前需进行降水试验，确定场地水文参数；通过数值模拟，对降水过程中可能对周边建筑物造成的影响进行预测分析，确定降水方案；开挖前20天进行疏干降水，提高土体强度，确保地下水水位低于开挖面3.0m，有效抑制基坑变形。降承压水考虑季节性及补给的影响，根据现场确定的水头高度对各种工况进行验算；做到按需降水，承压水井开始及停止、开井的井位和数量等应根据基坑开挖工况不断调整。
1）疏干井的布置
疏干井按n＝A/a公式计算确定，式中n为井数，A为基坑面积，a为单井有效降水面积。
2）降压井的布置
基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，即：Pcz/Pwy=（H•γs）/（γw•h）≥Fs 式 中：
Pcz—基坑底至承压含水层顶板间土压力（Pa）；
Pwy—承压水头高度至承压含水层顶板间的水压力（Pa）；
H — 基坑底至承压含水层顶板间距离（m）；
γs — 基坑底至承压含水层顶板间土的加权平均重度（KN/m3）；
h — 承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m）
γw — 水的重度（KN/m3），取10KN/m3；
Fs — 安全系数，取1.10；
四、基坑开挖
基坑开挖必须在降水水位低于开挖面3米以下方可进行；土方开挖前当批次开挖范围内的钢支撑和机械必须准备好，支撑按照基坑设计位置丈量实际的实际长度经过预拼装。严格遵循“时空效应”理论，按照“分层、分段、对称、平衡、限时”的原则进行开挖。
地下连续墙鼓包凿除、牛腿焊接等工序的有效衔接决定开挖完成部位能否及时架设钢支撑，每层土方开挖前可在设计架设钢支撑位置现行进行探挖，如发现有鼓包及时凿除，避免土块开挖完成后无支撑暴露时间过长而引起基坑变形。，开挖过程中基坑周围严格限制堆土等地面超载，坡顶严禁停放挖土机械。开挖时必须有专业队伍及时封堵地下连续墙接缝或墙体内出现的水土流失。严防小股流水、流砂冲破地下连续墙中存在的充填泥土的孔洞，导致大量涌砂和基底失稳。逢雨季施工要注意加强边坡防护和坑内排水。
五、钢支撑架设
钢管支撑系统包括支撑杆系及附属构件部分，其中支撑杆系包括：主体杆、活络端头及固定端，活络端头类似于“抽屉”结构，由活动端头及活动端容纳钢管两部分组成。由端头钢板、双槽钢伸缩杆、加劲肋板等部分拼装焊接成活动端头。双槽钢伸缩杆置于活动端容纳钢管内，在液压千斤顶的作用下，可实现伸缩功能，从而调整支撑长度。
钢支撑规格的选用必须按设计要求或按设计轴力要求来选用。每根钢支撑的配置按总长度的不同配置用一端固定段和一端活络段或两端活络段，在两支撑点之间，中间段最多不宜超过3节。
注：L为支撑长度，H为基坑开挖深度
钢支撑架设完成后需及时预加轴力，第一次预加设计最大值的70%。在第一次加预应力后12小时内观测预应力损失及墙体水平位移，并复加预应力至设计值。如通过前期观察钢支撑预应力损失较大，则后续钢支撑架设施加预应力可适当增大。支撑安装后要注意观察，支承桩相对地下墙的上下浮动会引起支撑拱起弯沉，要及时发现及时“松绑”。随地下墙顶的向外位移，支撑会松脱，要及时复加预应力使支撑撑紧。
六、施工监测
基坑的开挖是一个动态过程，土体的变形是随着卸土深度的不同随时变化的。因此，及时可靠准确的反映基坑施工过程对邻近建筑物、管线的影响及其施工本体的安全性是信息化施工的要求。通过监测可以实行动态管理和实时预警，实现施工安全控制和施工质量控制。基坑本体的监测范围为结构体系的变形情况；基坑周边环境的监测范围除坑外水位外，其它项目的范围为基坑边向外延伸3H（H为挖深）的距离，该范围内的地表、建筑物、管线等均应监测。
1、监测的重点：本站周边建筑密集，环境复杂，站址范围内地下管线密集，基坑周边3H范围内建筑物、管线均需重点监测；
2、基坑地连墙施工时，对周边建筑、管线会产生影响，需重点监测沉降。
3、每道内支撑设计位置，支撑尚未架设时，属于该基坑的主要危险期，需重点监测墙体位移。
4、基坑进行承压降水时，会对基坑本体及周边环境造成较大影响，需重点监测承压水水位及周边环境沉降，
5、拆撑时的施工，会破坏整个围护结构的原稳定体系，基坑为维持新的力学平衡，此时极易产生变形，需重点监测墙体位移及支撑轴力。
图2-测点布置图
七、结语
地铁施工的工序繁多，各工序的每一个环节都涉及到安全及技术管理，一旦疏忽就可能引起很大的安全质量风险。所以，如何提升相关技术和管理办法，减少地铁施工安全隐患，成为地铁施工项目管理的重中之中。
参考文献：
[1]《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）.
[2]姜陈钊 林平 夏汉庸《宁波地区地铁基坑开挖风险控制初探》.2010年.
论文作者:吴坚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/2
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