地铁车站明挖施工技术控制要点

赵小兵

（中铁二十二局集团第一工程有限公司，北京 100144）

自我国加入世界贸易组织以来，国民经济水平飞速提升，城市化建设也迎来了高峰，传统的城市交通系统已然无法满足社会需求。地铁是现代化城市交通中常用的一种运输工具类型，其在1965年正式引入我国，随后急速扩展，成为当代社会最关键的交通工具。与其他城市交通工具相比，地铁不仅运行速度快、容量大、不易拥堵且可能造成的噪声污染与生态污染也极少。地铁交通中的关键性构成是地铁车站，具备分布广、结构复杂、施工规模大、难度高等一系列特征。地铁车站承担着交通枢纽的作用，其施工质量不仅影响着地铁运行效率，更关系着社会安全。明挖施工技术是近年来国际社会中广泛使用的一种地铁车站施工技术，分析地铁车站明挖施工技术要点，具有一定的现实指导意义。

1 地铁车站明挖施工概述

1.1 地铁车站明挖施工的特点

明挖施工技术是应用于软土地下施工的最基本方法，其主要是指从地表向下开挖基坑或堑壕，直到工程设计标高后，自基底由下向上顺序施工，完成地下工程主体结构后进行土方回填的地下施工方法。明挖施工技术形成已久，且具有广泛的应用范围，截至到目前，明挖施工成为地铁车站工程建设中的最常用方法之一。与其他施工技术相比，明挖施工不仅操作简单、工期短，还具有主体结构受力情况好以及施工面多等特点，这有益于施工单位更好的控制工程总体造价与工程品质。但是，明挖施工的缺点也是明显的，如施工过程需要极大的施工场地、阻断交通时间长等，这使得明挖施工技术在现代化城市中应用存在困难。

1.2 地铁车站明挖施工的方法

明挖施工技术及其应用的历史悠久，随着科学技术的不断更新与建筑工程施工工艺的持续精进，地铁车站明挖施工技术也随之进步，截至到目前，地铁车站明挖施工法主要包括3种。悬臂支护法开挖、放坡开挖法以及围护结构加支撑明挖法。根据实践经验与应用特点，笔者重点分析了第3种地铁车站明挖法，即围护结构加支撑明挖法。

围护结构加支撑明挖法是施工人员为应对较深基坑而发展出的综合性明挖施工技术。若施工要求基坑的深度较大时，必然会产生数值较高的土体侧压力，为确保土地稳定性、避免发生土地坍塌等问题，技术人员必须有针对性地采用支护方法、设置支护结构。对于具体的操作工序而言，技术人员必须充分掌握支撑结构的刚度、强度、层数和间距等技术指标，就水平支撑与围护结构的共同作用情况、结构体系转化等进行精准的力学计算，以妥善组织开挖。从过往实践可以看出，围护结构加支撑明挖法重点适用于埋设位置深、边坡土体稳定性不足且外侧压力大的地下工程施工中。与此同时，施工技术人员还需定期或不定期的监测支撑状态，与其他支撑方法相比，水平支撑具备诸多方面的优势，不仅施工的可靠性和安全性强、墙体不易发生位移，且突破基坑开挖深度的限制。通常情况下，水平支撑主要包括3种形式，分别是横撑、角撑和环梁支撑。角撑适用于平面矩形围护结构的基坑拐角或断面变化位置，而矩形中长度较短的一边则采用横撑方法。环型支撑重点适用于平面环形同护结构。若基坑具有较宽的横向距离，施工单位应添加中间支柱，以在最大程度上维护基坑及其土体的稳定性。

2 地铁车站明挖施工技术的控制要点

2.1 基坑开挖

基坑开挖是地铁车站明挖施工中的首要步骤。从时空效应原理出发，地铁车站明挖施工中的基坑可分为多种情况，具体包括纵向分段开挖、竖向分层开挖、对称开挖、平衡开挖以及限时开挖等。若分块进行基坑开挖操作时，技术人员必须严格依照由上到下的顺序，同时严格控制放坡的坡度，通常情况下，该坡度可设置为1∶1.5左右。当明挖施工达到设计标高后，应适当缩减放坡的坡度，并每隔一层设置一个台阶。与此同时，施工单位还需严格根据明挖施工速度，提前备好基坑土体的支撑材料或垫块等。待完成上述一系列步骤后，需妥善装备好钢管。

2.2 旋喷桩施工

地铁车站的旋喷桩施工步骤主要包括钻机就位、钻孔、插管、喷射注浆、提升注浆管与冲洗。第一，钻机就位。钻机是旋喷桩施工中的主要设备，必须严格依照原有的工程设计方案并将其装置在相应的孔位上，确保钻杆头与孔位的中心位置一致。钻机初步安装后继续进行水平方向的位置矫正，以促使钻孔具备符合规范的垂直度。第二，钻孔。钻孔施工通常采用地质钻机，应在最大程度上减少钻孔位置的偏移度，确保位置误差维持在0.5 cm以内。第三，插管。这一工序发生在钻孔之后，技术人员应尤其注意按照分段式与竖向原则将岩芯管抽出，后准确插入二重喷射注浆管。为确保插管施工的质量，施工人员应将插管与射水同时进行，将水压调整至1 MPa以下。若超出该极限值，则易导致钻孔四壁发生射塌现象。第四，喷射注浆。在完成插管操作且确保注浆管已到达设计深度后，施工人员即可开展喷射注浆，通常情况下，喷射注浆的顺序应由下至上。当喷射至桩底位置时，为确保注浆品质，应选择边旋转边喷射的方法，维持这一操作达到1 min，然后逐步向上提升，同样采用边喷射边旋转的方法。与此同时，施工人员还需实时监督相关注浆喷射指标，如注浆流量、浆液初凝时间、压力、旋转提升速度和风量等，从而形成科学合理的施工曲线图。第五，提升注浆管。当组织开展深层喷射施工时，应随之进行注浆管的旋转与提升，这能够在较大程度上避免注浆管被扭断。需要特别强调的是，钻杆的提升与旋转必须要保持连续性，不可随意暂停甚至中断。

2.3 防降水施工

防降水漏水是地铁车站工程建设中的重要问题，不仅直接影响着工程建设品质，还关系着地铁交通的有序运行与安全性。所以，在地铁车站施工过程中，施工单位必须将防降水漏水工作置于关键性位置。基于过往经验可知，防降水施工的原则应是“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地治理”，具体来说，可从以下4个方面着手：首先，加强地铁车站施工的安全管理，定期或不定期的检测施工指标，以预防降水对施工作业和基坑开挖造成的消极影响；其次，加强刚性结构自防水施工，同时辅之以柔性防水技术，做好施工缝防水，从而全方位地保障施工安全、避免受到降水漏水问题的困扰；然后，充分考察施工现场的气候、季节和地质水文情况，科学编制防降水施工方案；最后，严格依据国家水源保护规范开展工程施工中的抽水工作，维护防降水施工并避免破坏其与外界环境之间的平衡。

3 结语

综上所述，地铁车站作为现代城市交通运输系统中的重要枢纽，其集合了市政工程、地下商场以及通道转运的多重作用。明挖施工技术是地铁车站施工中的关键性技术，施工企业及其技术人员应紧密结合施工现场的地质水文、气候与季节情况，灵活运用开挖方法，并做基坑开挖与结构防渗漏水施工，以确保地铁车站工程结构的安全与稳定。