地铁车站暗挖施工

第一篇：地铁车站暗挖施工

暗挖地铁车站钢管柱安装施工技术

摘 要：本文着重介绍了暗挖逆作法地铁车站主体结构钢管混凝土柱地面施工的方法。包括成孔、护壁、定位器安装、钢管柱安装、钢管柱内混凝土浇筑等环节的施工方法，以及在施工过程中不断摸索总结改进的重点环节施工经验。

关键词：地铁施工 暗挖法 钢管柱安装

1 工程概况

南京地铁南京南站为地下两层岛侧式站台车站，主体结构采用钢筋混凝土箱体框架结构，车站长252.4m，标准段宽度47.2m，车站基坑开挖深度约为14.3m～15.6m。车站采用暗挖逆作法施工，车站共设102根钢管混凝土柱，钢管混凝土柱作为施工过程的中间支撑柱，在车站底板结构尚未封闭时，承受地下各层已施作完毕的框架结构自重和各种施工荷载，顶板封闭后，中间柱作为车站主要竖向承载和传力结构。

钢管混凝土柱基础深度分别为9m和17m，直径为1.5米，采用C35钢筋混凝土。钢管柱长度约16m，直径800mm，壁厚20mm，共102个，锚入桩基础深2m。钢管柱心填充C50补偿收缩混凝土，与顶板、中板和底板相接位置设置钢牛腿。

该区段近地表主要分布可-硬塑的粉质粘土或粘土，底部主要为风化的泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，地形较平坦，工程地质性能良好。

2 施工方案

根据现场地质图以及现场实际地质情况，在粉质粘土层较厚范围钢管柱有效部位采用人工挖孔桩+桩基础采用旋挖钻机成孔;粉质粘土层浅，砂岩层厚的范围可以采用机械成孔+长大钢护筒护壁的施工方法。定位器采用人工安装。钢管柱基础混凝土灌注采用导管干灌法灌注工艺，钢管安装完毕后，向挖孔桩护壁与钢管柱之间回填细砂，然后进行钢管内混凝土浇筑。

3 施工步骤

3.1采用人工挖孔+机械成孔施工步骤

在粉质粘土层和杂填土较厚范围采用人工挖孔+机械成孔方案施工，人工挖孔至钢管柱底，然后采用旋挖钻机施作钢管柱基础。

施工方法见下图：

图3.1-1(钢管柱及基础施工流程图) 序号图示说明序号图示说明1 人工挖孔至钢管柱底2 旋挖钻机成孔至基础桩底3 吊放钢管柱基础钢筋笼4 第一次浇筑基础混凝土至定位器下60cm5 安装定位器下定位钢板6 灌注钢管柱下桩基混凝土至定位器底7 安装钢管 柱定位器8 准确定位钢管柱9 浇筑2m高杯口混凝土10 钢管柱与护壁之间回填细砂11 浇筑钢管柱混凝土

3.2采用长大钢护桶配套机械成孔施工步骤

在地质条件好，能够满足机械成孔要求时，可以采用机械成孔。采用旋挖钻成孔至钢管柱基础底，吊安基础桩钢筋笼，浇筑混凝土至钢管柱底部，安装钢护桶，钢护桶采用8mm厚钢板制作，钢护桶安装完毕合格后，人工安装定位器、安装钢管柱、浇筑柱内混凝土等工作。

机械成孔至钢管柱基础底2 吊装基础钢筋笼3 浇筑砼至定位器下60cm4 安装钢护桶及定位器底定位钢板5 灌注基础混凝土至定位器底6 人工安装钢管柱定位器7 准确定位钢管柱，拔出钢护桶8 浇筑锚固钢管2m范围混凝土9 钢管柱与护壁之间回填细砂10 浇筑钢管柱混凝土

4 关键施工技术

4.1 人工挖孔桩施工技术

4.1.1 成孔工艺流程

挖孔桩施工内容主要包括：测量定位，井口防护，挖孔桩成孔，护壁施做等工序施工。人工挖孔桩成孔工艺流程见图4.1-1所示。

4.1.2 成孔工艺流程

人工挖孔桩采用分节挖土，分节支护的施作方法。挖孔前，在孔口处锁口环设置四个桩心控制点，并牢固标定，以便随时检查挖孔垂直度和孔深。护壁支模时必须吊大线锤校定。桩孔人工开挖，挖土次序为先中间后周边，弃土装入吊桶，用多功能提升架提升至地面，倒入手推车运到临时存碴场。

4.1.3 护壁的施做

挖孔桩护壁每节进尺0.5～1.0m。在开挖第一节桩孔前，先破除桩位置地面，开挖第一节桩孔，支第一节护壁模板，灌筑护壁混凝土。第一节护壁混凝土高出地面30～50cm，便于挡水和定位。第一节孔圈护壁应比下面的护壁厚100～150mm，上、下护壁间的搭接长度不得小于50mm。中心线应与桩孔轴线重合，偏移控制在0～50mm，其轴线的垂直度允许偏差不大于0.3%。每两节护壁必须进行桩的中心位置和垂直度检查一次，以保证桩的垂直度。在地质条件较好的土层中，每开挖1m深，即施工混凝土护壁，在容易发生坍塌的粉细砂层中，每开挖0.5m深，即施工混凝土护壁

随着开挖的完成，清理桩孔壁淤泥，复核桩孔垂直度和直径，按设计图纸插入竖向钢筋并保证向下预留长度为35d，再布设环向箍筋并绑扎成形，及时安设模板。护壁模板采用组合式异形钢模板，模板由四块拼装组成，模板间用U型卡连接，同时以利拆除每节护壁适当设置L形调节缝板。本护壁混凝土上部厚150mm，下部厚100mm，上节护壁的下部应嵌在下一节护壁的上部混凝土中，上下搭接50mm，桩孔开挖后应尽快灌注护壁混凝土并振捣密实。待护壁砼达到一定强度时进行拆模工作。护壁砼浇筑见图4.1-2。

4.2 机械成孔垂直度控制技术

成孔时，要确保钻机定位准确、水平、稳固。钻机定位后，用钢丝绳将护筒上口挂带在钻架底盘上，成孔过程中，钻机塔架头部滑轮组、回转器与钻头始终保持在同一铅垂线上，保证钻头在吊紧的状态下钻进。成孔直径须达到设计桩径。

当挖孔至设计深度时，对成桩孔径、桩底标高、桩位中线、垂直度、虚土厚度、嵌入深度进行全面测定，做好施工记录。

4.3 定位器安装、定位施工技术

定位器是钢管柱施工精度控制的关键工序，施工控制坚持做到安装前放线，安装后重新复核安装位置。

4.3.1 自动定位器的原理及作用

钢管柱采用上下两端同时定位法固定。钢管柱下端定位主要依赖于自动定位器，上端用花篮螺栓调节定位。自动定位器是一种预先加工的装置，精确校正其平面位置、高程和垂直度后，上端固定于挖孔桩护壁预埋钢板上，浇筑桩基混凝土后其下端锚固于桩基混凝土中。其构造特点决定了可实现对钢管柱的引渡、限定、精确定位的功能。

4.3.2 自动定位器的安装

自动定位器的安装首先在地面加工好预埋钢板和定位器支撑钢板，第一步：待基础桩混凝土达到强度后，在井口将标高控制点投测于挖孔桩护壁上，采用悬挂钢尺精确定出定位器支撑钢板顶面标高(既定位器底板底面标高)，第二步：安装好支撑钢板并浇筑钢管柱基础桩剩余60cm高范围混凝土。第三步：在支撑钢板上焊接安装定位器，采用激光垂准仪以和吊线锤相结合的方法确定定位器中心。

4.4 钢管柱安装垂直度控制

4.4.1 定位器定位测量

定位器的中心点确定先从地面用锤球将桩心引至钢管柱基础顶面上，精确定出定位器的中心位置，以之为依据指导定位器的初定位安装。其后将1/20万的投点仪复核定位器中心位置，将桩心直接投测于定位器中心指挥定位器精确定位，直至安装完毕。为避免投点仪投点视镜不铅垂误差，每次投点时按90度变化四个方向，如点位均落于同一点时，即是桩心。否则会产生四个方向点A、B、C、D并行成一个四边形，此时，取四边形的中心点O，即是桩心。

4.4.2 钢管柱体吊装就位测量控制

根据孔口轴线点位，用线绳拉出孔中心点，钢管由履带吊车吊装，在管底靠近孔口位置处停止，调整吊车大臂确保钢管中心与孔中心重合，吊车大臂不动，垂直下降。

管柱一次整体吊放入孔，中间不接驳。出厂前，在上节法兰盘底加肋板上对称焊接设置一对吊耳，同时在吊耳侧加焊肋板，以确保柱体处于最不利位置时，吊耳不发生侧翻破坏现象。准备工作完成后，采用两台25吨履带吊相互配合作业。一台主吊，另一台吊车辅助吊http:/// http:///

http:/// 装，以防止钢管柱底部戳地变形。操作时一台吊车在钢管柱上端两点起吊钢管柱，同时另一台吊车起吊钢管柱底部，使钢管柱上端起吊过程中，其底部脱离地面。辅助吊车缓慢放绳，待钢管柱完全垂直吊离地面，且相对稳定后，将其与辅助吊车分离。对准桩位，下放钢管柱，慢插入孔，钢管柱底部可直接嵌入定位器，其管端稳固座落于定位器环行定位板上，通过复核钢管柱顶标高确定柱底与定位器的吻合程度。然后对柱上端精确定位，柱上端采用轴线重合的方法确定，既在钢管柱下吊前确定好钢管柱的轴线，根据护壁(钢护筒或人工护壁)上定位的轴线吊线锤确定钢管柱柱顶的位置。由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位器确定，钢管柱上端空间位置校定后，即可认为柱顶与柱底在垂直方向投影重合，钢管柱位置已精确定位。柱顶钢筋待柱芯混凝土浇筑完毕后插入固定。 5 结束语

在本工程中，对定位器安装环节分解为两步骤，既多增加了安装支撑垫板工序，大大的降低了施工测量控制难度，加快了施工进度。目前，此基坑开挖工作已经完成，通过验收检查，该工程施工的钢管柱垂直度在允许的偏差范围内，柱芯混凝土完整性好，说明此施工方法切合实际，最大限度的缩短了施工工期，对于同类施工具有指导作用。

第二篇：北京地铁五号线地下车站暗挖工法综述

摘 要：北京地铁五号线采用了多种暗挖工法,在工法的选择以及应用上有不少值得借鉴和研讨的地方。本文在介绍地铁五号线地下车站暗挖工法的基础上，对有关技术问题进行论述。 一. 概 述

北京地铁五号线是贯穿京城南北的一条轨道交通干线，线路经过了丰台、崇文、东城、朝阳和昌平等五个区，全长27.6km，共设车站22座。根据规划条件及环境要求，南段线路采用地下线路形式，在北四环路以北采用高架或地面线路形式，其中，地下线路长度16.9km，占全线长度的61%，地下车站16座;高架及地面线路长度10.7km，占全线长度的39%，高架车站5座，地面车站1座。(见图1)

在16座地下车站中，有4座车站采用暗挖法施工，还有5座车站采用明暗挖结合的方法实施。地铁五号线隧道穿越的地层为第四纪地层，以粘土、粉土、砂及砾石层为主。地下水主要有上层滞水、潜水和承压水。隧道基本在潜水中，部分隧道已经进入承压水。地铁五号线早在1992年底就已经进行可行性研究，至现在已经开展工作近11年，其间主要方案经过了多次论证和变迁。本文主要就地铁五号线地下车站暗挖法的有关技术问题进行论述。 二. 地下车站施工方法的选择

地下车站施工方法的选择，主要应根据规划情况、工程地质及水文地质条件、周围环境、工程技术难度、工期以及工程造价等诸多因素综合权衡确定。以下几个原则是本人通过地铁五号线工程得到的感悟。

1. 能明挖则明挖，非万不得已不选择暗挖工法

在选择施工方法时，应遵循的第一个原则就是按照明挖法→盖挖顺作法→盖挖逆作法→暗挖法的先后顺序选择，这几种工法的要点和适用范围比较见表1。

由表1的比较可以看出，虽然明挖法对环境的影响较大，但其工期短，影响的时间短，加之在其他方面的优势强，因此很多情况下应作为车站施工的首选工法。而暗挖法虽对环境和地下管线的影响小，但其他方面不具优势，因此应尽量避免采用。不同施工工法的要点及适用范围比较表 表1

2. 要站在整个工程的高度选择施工方法，正确处理工程拆迁、工程造价、工期、环境影响以及社会效益等诸多方面的关系。地铁工程是一项浩大的城市建设工程，与城市的建筑、设施、环境以及人们的生活息息相关，必将对城市的正常生活造成影响，诸如拆迁房屋、影响交通等等。在城市的中心区修建地铁车站，不管采用明挖法还是暗挖法，工程拆迁都是不可避免的，虽然通常情况下明挖法的拆迁较暗挖法多，但我们应当综合多方面因素来选用合理的施工方法。综合费用的比较。采用明挖法的拆迁费+工程费是否低于采用暗挖法的拆迁费+工程费?如果明挖法的综合费用低于暗挖法的综合费用或两者相当，显然采用明挖法在经济上是比较合理的。否则，还要在其它方面进行考虑。 车站施工是否有条件促进规划实现。对于设在规划道路范围内的车站，一般应充分考虑道路规划建设以及能否通过地铁建设带动地面建设的开展。这样，本属于地面建设拆迁范围内的拆迁费用，可能变成由地铁和地面建设共同分担，既减少了地铁的拆迁费用，也减少了地面建设的费用，一举两得。这也是地铁工程建设带动沿线建设在这方面的体现，具有较好的社会效益。如果上述条件成立，那么采用明挖法或盖挖法是比较适宜的。环境影响和工程施工安全。采用明挖法由于占用的施工场地多，因此对环境的影响大于暗挖法。尤其车站位于现状道路下方，对地面交通影响较大。但是，暗挖法施工在安全方面却不能与明挖法比拟，在某些地段或者某种地质条件下，暗挖法施工难度极大，如果在车站上方或周围有建筑物，暗挖法施工引起的地面沉降较大，其负面影响不可忽视。 是否有重要制约条件。要考虑在站址周围是否有重要的控制因素，比如重要建筑物，重要文物保护单位，是否有重要且难以拆改的地下管线或地下构筑物等，这些控制条件往往影响到站位和施工方法的确定。工期是否充足够用。工程的建设周期长短也是一个不可忽视的因素，选择一种施工方法，要考虑到整个工程的筹划是否满足要求，不可忽视所选施工方法在安全性能方面的把握度，一旦出现问题处理时间是否可控，各方面的影响严重程度等。通过对上述各种因素综合、客观的考虑和分析，结合车站的综合技术经济比较，一定能够选取一种合理、恰当的施工方法。

3. 要尊重工程技术人员和专家的意见，根据客观、科学的论证确定工程施工方案，切忌主观臆想、感情用事。工程技术人员要以扎实的工作为领导宏观决策提供参考和依据。地铁五号线车站施工方法的确定，考虑了多种综合因素，整个过程争议很多，方方面面的意见都有。设计方案从最早设计推荐的3座车站暗挖，1座车站盖挖，12座车站明挖演化到9座车站暗挖，1座车站明暗挖结合，6座车站明挖，最后形成了4座车站暗挖，5座车站采用明暗挖结合，7座车站明挖的现状。论证过程主要矛盾焦点是： 如何处理工程拆迁与工期的关系，认为拆迁过程长短难以控制，可能制约工程工期; 认为明挖法工程拆迁费用偏高; 沿线城区过分强调明挖法对周围环境的影响; 部分人认为暗挖法施工引起的沉降对上部建筑物影响不大等。

4. 从地铁五号线工程运作到目前的情况来看，地面拆迁工作基本到位，即使部分车站拆迁比计划滞后，其滞后时间也不长，相比较之下，明挖工期+明挖法地面拆迁工期小于暗挖工期+暗挖法地面拆迁工期;明挖工程的综合费用(拆迁+工程费)与暗挖法的综合费用相差不大;对环境的影响也基本相当;相反，暗挖法施工引起的沉降对周围环境的影响则更加凸显，成为各方比较棘手的问题。

各地下车站采用的施工方法见表2。三. 地铁五号线采用的暗挖工法及结构型式论述

地铁五号线采用暗挖法施工的车站，根据具体情况采用了不同的工法，其结构型式也多种多样。

1. 传统的三连拱车站结构型式(图2)

在天坛东门站和磁器口站，采用了传统的三连拱车站型式。隧道断面尺寸大致在22m×15m(宽×高)左右。车站采用复合衬砌结构型式，顶梁采用型钢梁，立柱为钢管柱，其它均为钢筋混凝土结构。此结构型式在北京已经有成功的实例。通常情况下，根据隧道断面的大小及跨径分配，可采用中洞法、侧洞法、侧壁导坑法以及混合使用各种工法分步实施开挖和支护作业。五号线采用的施工开挖步序见图3。

五号线连拱车站隧道施工采用的是中洞法，其中中洞采用交叉中隔壁法施工。施工过程中在拱部打设钢管棚，管棚间插小导管，并注浆以保证拱部稳定。连拱车站型式在以往工程中普遍反映出的问题主要有：施工质量不易保证;顶部连拱形成的沟槽积水，容易出现漏水现象，且不易治理;施工分块多，稳定性差;

废弃工程量大等。

2. 单拱三跨单层车站结构型式(图4)

在地铁五号线采用明暗挖结合施工的车站，其暗挖部分均为下穿现状道路，以达到施工期间不中断交通的目的。为保证明挖和暗挖结构的合理埋深，暗挖部分均采用了单层结构。由于单层结构在分步开挖过程中的结构体系转换较双层结构简单、容易，同时又为避免连拱隧道顶部积水问题，推荐采用了单拱三跨结构型式。车站采用复合衬砌，顶梁、底梁采用钢筋混凝土结构，立柱为钢管柱。采用此类结构型式的车站有：刘家窑车站、东单车站、东四车站、张自忠路车站等。根据车站站台宽度不同，隧道断面尺寸大致在21.8m×9.5m(宽×高)～23.9m×10.5m(宽×高)左右。此类断面在北京乃至国内软土地层地铁车站中首次采用，施工可采用的方法与三连拱隧道基本类似，只是由于结构高度小，竖直方向的转换少，各施工步序转换更加简单、安全。此结构最大的优点是隧道顶部没有积水槽，防水效果好。此类工法的典型施工步序见图5

所示，可采用侧洞法先形成隧道两侧封闭的衬砌，然后再施工中部的拱和底板，快速封闭衬砌;也可先施工立柱隧道，形成底梁、立柱和顶梁后，再开挖中间洞形成中部完整、稳定的支撑体系，最后开挖两侧洞，封闭隧道。施工过程中在拱部打设钢管棚，管棚间插小导管，并注浆以保证拱部稳定。

3. 单拱三跨双层车站结构型式(图6)

此型式应用于崇文门车站，其应用单拱的意图与单拱三跨单层型式一致，主要为避免连拱隧道顶部积水问题。车站采用复合衬砌结构型式，顶梁、底梁为钢筋混凝土结构，立柱为钢管柱。隧道断面尺寸为24.2m×16m(宽×高)。隧道开挖采用中洞法，其中中洞采用交叉中隔壁法施工。在中洞形成后，由下至上施作底板、底梁，然后施工立柱，后浇筑顶梁、顶板。侧洞采用台阶法由上至下开挖而成。施工过程中在拱部打设钢管棚，管棚间插小导管，并注浆以保证拱部稳定。该工法的施工步序见图7。

4. 单拱双跨双层车站隧道型式(图8)

此型式应用于蒲黄榆车站。车站采用复合衬砌结构型式，顶梁、底梁为钢筋混凝土结构，立柱为钢管柱。隧道断面尺寸为22.6m×16.3m(宽×高)。

该结构型式在软土地层地铁车站隧道中属首次采用。此工法的施工步序见图9，首先施工中洞，在中洞内施作底梁、立柱和顶梁。中间支撑柱形成后，两侧对称开挖侧洞，开挖到底后由下向上浇注衬砌。施工过程中在拱部打设钢管棚，管棚间插小导管，并注浆以保证拱部稳定。

由于采用了双跨结构型式，整个隧道施工过程中导洞的体量较大，中间导洞宽度达8m左右，同时，采用单拱型式导致隧道的整体高度偏大，施工期间对控制隧道稳定性的要求很高。

5. 暗挖车站风道结构型式(图10)

地铁五号线采用暗挖法施工的通风道基本为单跨双层结构,复合衬砌结构型式。风道总体开挖尺寸为11.6m×12.75m(宽×高),其结构体量比较大，采用交叉中隔壁法施工，施工中打设小导管作为超前支护。 四. 地铁五号线暗挖工法的主要技术问题讨论

由于地铁五号线采用了多种断面型式以及不同的开挖方法，且沿线周围的环境条件差异较大，因此在设计和施工中必须对有关技术问题给与充分的重视。

1. 暗挖车站第一工作面的形成方式

地铁五号线车站开挖工作面的形成主要有以下两种方式：

方式一：利用车站通风竖井和通风道开辟车站开挖工作面，即首先施工通风竖井，然后开挖整个风道，在风道靠车站一端形成车站开挖工作面，其施工顺序见图11示意;

方式二：在车站两端明挖(或盖挖)竖井(基坑)，待竖井完成后从其侧壁开挖车站主体和通风道，其施工顺序见图12示意。

以上两种方法可以适用于不同的条件，其优缺点见表3。

上述两种方式各有优缺点，但考虑到暗挖法车站往往制约整体工期，因此建议如果有条件，应尽可能采用方式二。还有另外一个方式也可以采用，即在利用风道形成车站开挖面的同时，将有条件的出入口作为车站上半断面的施工通道。由于出入口的结构断面小，施工期短，因此可以尽快进入车站，这样既可增加车站施工的工作面，也可以有效减少车站的工期和降低施工风险。

2. 隧道施工期间的稳定性 在软土地层中暗挖施工大断面隧道，必须通过小断面的开挖和转换来实现，其所贯彻的主要指导思想是强支护、快封闭，施工期间最重要的是要确保每一个施工分步的开挖和支护稳定以及施工转换的安全。每一步开挖尺寸应尽可能合理。由于目前基本为人工开挖和支护作业，每一步开挖的高度应控制在3.5m左右，最多不要超过4m，这样采用台阶法开挖时人工作业方便。

如果高度太大就必须增加台阶数量，导致初期支护不封闭段长度增加，风险加大。目前五号线采用比较多的工法是交叉中隔壁法，如图14示意，在开挖过程中，由于每一步都是封闭的，且为强支护，因此稳定性不会有问题。但在开挖完成后施作二次衬砌时，在局部拆除中隔壁和临时仰拱后，原先在开挖中已经形成平衡的初期支护受力体系受到破坏，如图14示意底部中隔壁拆除，竖向承载能力部分丧失，此时顶部的荷载无法靠中间的柔性临时结构承担，隧道将面临一定危险。当衬砌逐步向上浇筑，连续拆除中间临时结构时，风险越来越大。要减小衬砌和拆除过程中的风险，应尽可能减小纵向拆除隔壁的长度，利用空间受力效应保证隧道稳定，同时，应在拆除临时隔壁的部位，增设临时竖向支撑。由于大部分初期支护承受的是压力作用，当隧道断面较大时，建议将内部临时初期支护由弧形改为直线型，可以避免弧形初期支护在较大的轴力作用下失稳。

当隧道横向有多跨，需分步形成时，哪一跨首先形成，哪一跨最后形成也对隧道的稳定性影响很大。确定原则主要有以下几方面：

1.形状稳定原则

由于先形成的隧道要独立存在一段时间，且邻近的开挖会对其造成影响，因此，先形成的隧道形状要能够保证在临近作业影响下的稳定。

2.先易后难，互不干扰原则

若部分隧道可以独立成洞，断面形状稳定，施工难度小，相邻洞室施工期间的相互影响和干扰小时，可以考虑先施工。即独立洞首先形成，然后开挖中间部分形成封闭结构。

3.以大化小，减小跨度原则

若某些隧道首先形成后，可以有效减少后期施工部分的开挖跨度，宜先施工。 3.经济合理原则

应尽可能减少临时支护工程量，降低工程造价，使施工更加经济合理。以三跨单层隧道(东四车站)举例说明上述原则。图15为两种不同的开挖顺序，先侧洞后中洞方案(方案一)和先中洞后侧洞方案(方案二)。

形状稳定原则：从图中可以看出,从形成隧道衬砌的形状来看, 方案一两侧洞的衬砌为两边不对称形,且呈楔形状,建成后受侧向荷载的作用不对称,有侧移的倾向;而方案二中洞部分是对称结构，上下荷载平衡，左右荷载平衡，呈稳定的形状。先易后难，互不干扰原则：侧洞法施工虽两侧洞施工互不干扰，但在侧墙衬砌施工中，存在不稳定阶段，有一定难度(方案一);而中洞法首先施工两个中间立柱，两立柱施工时互不干扰，且各自的施工难度小，当立柱形成后，开挖中间跨时，第一部开挖(4)即可封闭顶部初期支护，二次衬砌也可很快跟进施工，难度小。当开挖至底部时，也可快速封闭。以大化小，减小跨度原则：中洞法首先施作中柱，单洞开挖跨度小，至中间开挖连起来之后，整个稳定的中洞将原本的大隧道进行了分割，余下的侧洞跨度已经减小，施工起来没有问题。经济合理原则：上述两种方案在经济上基本相当。根据采用上述原则的分析，明显看出此断面的隧道采用中洞法较侧洞法具有优势，因此我们将原来推荐的侧洞方案调整至中洞方案。 3. 风道与车站交界处(马头门)施工应注意的问题

的情况。本人认为有以下几个方面需要注意：

前面已经谈到形成第一工作面的方式，在目前地铁五号线采用风道开口的车站，都存在开挖断面大、施工工序多、工期紧、风险大(1)开口断面太大，对抬高段隧道衬砌的削弱非常大，隧道整体稳定难以控制。建议开口前首先对马头门进行加强，有条件的应首先完成二次衬砌加强段。

(2)条件的建议先利用小导洞进入车站上半断面施工，化整为零，减小开口断面。 (3)开口部位应采用管棚进行超前支护，并用小导管进行注浆。

(4)为充分了解马头门施工时结构的受力、变形状态，确保心中有数，万无一失，应加强施工监测，对钢筋及混凝土应力、变形、收敛、拱顶下沉以及地面沉降进行监测，其监测密度要大，并应及时将信息反馈给各有关单位。 (5)开口段容易引起过量的地面沉降，除采取强支护措施外，还应加强衬砌背后的回填注浆工作。 (6)应准备应急预案和足够的应急材料。

4. 地面沉降控制

从目前地铁五号线已经施工的各标段地面沉降情况看，多数标段的沉降控制不理想，部分风道在尚未完成开挖和初衬时沉降就已经超过40mm，这与隧道的断面大小及施工方法有关外，最主要的原因还有：

施工方案不妥。选取合理的施工方法和先后次序，可以从源头上使控制沉降成为可能。目前地铁五号线部分暗挖断面大，施工步序多，因此应采用合理的施工方案，控制沉降。施工期间初期支护未能及时封闭。部分施工段，由于上下台阶的长度过长，上半断面又没有临时仰拱，导致较长距离内初期支护不封闭，引起沉降。超前支护(小导管注浆)不到位，流于形式。超前支护是防止隧道拱部土体局部坍塌的重要手段，尤其对于较差的地层，小导管注浆可有效防止地层的流失和坍落。 初衬背后注浆填充不够。从现场实际情况看，初期支护喷射混凝土施作后，初衬一般均存在背后空鼓现象，严重者空鼓可达100～150mm，尤其对于开挖后有局部坍落掉块的地方，空隙更大。衬砌背后及时注浆填充可有效防止由此产生的沉降。地质条件差。在含粉细砂的地层，隧道开挖后含水粉细砂随地下水流出，造成地层流失，引起沉降。在上述各因素中衬砌背后注浆不够或不及时是引起沉降的主要因素之一，应加强控制。对于地铁工程施工引起的地面沉降允许值应如何采用，目前业内众说纷纭，但无论车站还是区间，不管断面大小高低均采用30mm的做法是非常不妥的。总体来讲，按照一般的规律，区间隧道采用30mm左右来控制沉降比较现实，车站采用50～60mm控制比较合适。事实上，地面沉降值的控制是一个技术和经济相互平衡的问题，目前的暗挖工法，有条件将沉降控制的更小，但要付出的代价是否值得?因此，应因地制宜的选择控制标准。 五. 地铁五号线车站暗挖工程的重点和难点问题

除前面提到的一些技术问题外，地铁五号线工程存在许多重点和难点问题，以下简单介绍几个。 1. 崇文门站下穿环线地铁区间隧道

崇文门站下穿环线地铁区间隧道的情况见图16示意。五号线崇文门车站在环线地铁区间喇叭口隧道下方穿过，两者之间的结构净距为1.98m，环线地铁对五号线施工引起轨道高差变化要求及其严格，仅5mm。为满足此要求，地铁五号线施工时采取了如下措施：

(1)00mm直径的管幕作为超前支护，并通过注浆管对周围的土体进行注浆; (2)尽快封闭初期支护，并在早期分段跳槽施工二次衬砌环; (3)能够及早起到承载作用的导洞—桩支护体系; (4)期间对既有地铁区间进行全程自动监测;

(5)轨道扣件及时调整隧道施工引起的沉降造成的轨道标高变化。 2.东单站上穿复八线地铁区间隧道

单站上穿地铁复八线区间隧道的情况见图17示意。地铁五号线车站底板与复八线区间隧道顶板之间的净距仅0.5m。为确保施工期间对既有区间隧道的影响最小，采取了如下措施：

(1)线区间隧道周围一定范围内的土体进行注浆加固;

(2)索或抗拔桩防止复八线区间隧道在五号线开挖卸载后上台; (3)五号线的车站柱子的排列，确保对复八线的不利作用减小; (4)与崇文门类似的监测方案。 3. 东四站下穿朝内菜市场建筑

东四单层暗挖车站隧道在现状的朝内菜市场建筑物下方穿过，东四车站隧道顶部覆土厚度为12.5m，朝内菜市场为三层框架结构，地下有一层地下室，基础形式为柱下筏板基础，基底埋深约6m。为保证隧道施工引起的沉降不破坏建筑物，施工期间采用长管幕进行超前支护和小导管注浆。同时对地面建筑物加强施工监测。 六. 结语

到2008年前，北京地铁将有31座车站采用暗挖法或明暗挖结合法施工，北京地区采用暗挖法施工的地铁车站工程还从来没有象现在这样多，可以想象得到一两年之后北京地铁建设的状况。但就目前来讲，全国有地铁暗挖施工经验的队伍数量有限，水平参差不齐，整体水平需要提高。本文仅就地铁五号线地下车站暗挖工法的有关问题进行了粗浅的探讨，有些是五号线的经验之谈，有些是教训，有些还没有实施，数个人学术观点。经验和教训都是宝贵的，地铁五号线工程的建设在先，值得总结。笔者希望通过本文粗浅的认识，能够对业界的同行有所裨益。不妥之处，望指教。

第三篇：暗挖地铁隧道施工技术研究论文

摘要

:本文主要分析了西安地铁三号线青龙寺～延兴门暗挖区间复杂地质以及高深基坑情况下暗挖地铁隧道施工的方法和施工技术措施，并讨论了施工中如何提升施工的品质，提出了提升施工安全、质量、文明施工的一些具体措施，希望能够为今后的施工提供参考。

关键词

:复杂地铁;高深基坑;暗挖地铁隧道;施工技术

复杂地质以及高深基坑暗挖地铁施工的过程中，降水、地层加固处理、控制沉降、预防掌子面坍塌是最为关键的一个环节，应用浅埋暗挖施工方法，一定要抓住施工的要点和方法，并构建施工的安全、质量管理体系，确保施工的有效性和合理性。

1工程概况

西安地铁三号线青龙寺～延兴门暗挖区间自陕西省微生物研究所起始，沿西影路东行至正大制药厂后，向北拐至陕西省西安监狱，最后穿过延兴门到达延兴门站，该暗挖段下穿西安正大制药厂及西安监狱。区间设置临时施工竖井及横通道一处，竖井深度达到42m，根据竖井所处的环境条件、地质条件、断面大小及深度、施工使用要求借鉴西安地区已建工程的成功经验，采用喷锚及格栅钢架联合支护。

2不良地质及特殊岩土

2.1不良地质

f7地裂缝及其分支裂缝f7-1在本工点东部西影路与经五路十字北约150m处通过，走向NEE向，倾向南，倾角约80度。本暗挖段内f7、f7-1地裂缝与左线分别在ZDK26+902.944、ZDK26+892.327相交，f7-1地裂缝与右线在YDK26+918.248相交。地裂缝与线路平面关系图

2.2特殊岩土

工点地表广泛分布有人工填土，主要为1-1杂填土，局部为1-2素填土。1-1杂填土:层厚0.10～6.70m，层底深度0.10～6.70m，层底高程422.50～440.10m;1-2素填土层厚0.30～3.90m，层底深度0.80～5.30m，层底高程421.47～439.37m。上述人工填土土质结构疏密不均，成份较复杂，工程性质差。本暗挖区间隧道顶部分布有层厚5.3～8.1m的饱和软黄土，且3-1-1新黄土(水上)e=1.061，具有大孔隙，压缩系数a1-2=0.67MPa-1，属高压缩性土，工程性质较差，浸水后工程性质易恶化，天然状态及浸水状态均会产生较大的不均匀沉降。3-1-2新黄土(水下)e=0.918，具有大孔隙，压缩系数a1-2=0.32MPa-1，中等压缩性，水位降低后将会引起较大的压缩沉降。

3施工控制关键技术

3.1洞内水位控制

无水作业是保证区间暗挖隧道施工安全的前提条件，根据工程地质及水文地质资料显示，青龙寺～延兴门区间暗挖段拱底埋深约37.5m，拱顶埋深约27.4m，此段地下水位位于地面下约12m，隧道洞身均已进入地下水位线以下，要达到无水作业的条件，降水深度需达到25m左右，隧道洞身地层范围内岩层主要为第四系中更新统老黄土及古土壤，均为含水层，无连续隔水层分布。在西安黄土地质条件下，基坑及隧道降水深度达25m，施工目前未有工程实例，由于降水深度比较大，暗挖施工降水难度大大提高，同时由于隧道顶部分布有层厚5.3～8.1m的饱和软黄土，饱和软黄土呈软塑～流塑状态，属高压缩性土，降水后的压缩沉降引起的地面沉降会造成地下管线、地面建筑物的破坏。青延暗挖区间采用以下措施控制水位:(1)由于暗挖段降水降深大，采用普通降水井无法达到降水效果，采用二级降水法分阶段进行降水施工，即采用双排降水井降水。第一阶段，采用外排降水井将地下水位降至地下25m以下，然后将地下水位维持在地面以下25m左右，待地面沉降稳定后再进行第二阶段降水;第二阶段，采用内排降水井降低地下水位，利用内排降水井保证洞内无承压水及大股明流水。在降水过程中加强对周边建筑物的监测，根据监测反馈信息的分析，当地面沉降过大达到报警值时应停止降水，采用洞内超前注浆方案。区间隧道施工前须做降水试验，将水位降至洞顶以下1m处，观察实际地面沉降量。如实际地面沉降量在允许范围内，则逐步降到洞底以下1m;如实际地面沉降量超过允许范围，则应停止降水，并及时采用井内回灌或采取洞内注浆止水，确保地面建(构)筑物安全和基坑无水作业。(2)WSS注浆。洞内引进WSS洞内深孔注浆技术，通过浆液扩散，将浆液充填地层土体空隙内，固结地层，隔离外来水体，达到止水帷幕的止水效果，将洞外井点降水与洞内WSS注浆相结合的方法，阻止了地下水侵入掌子面，保证干燥作业条件，确保了施工安全及工程质量。

3.2下穿地裂缝段施工

本标段青龙寺至延兴门区间暗挖段ZDK22+944.186(YDK26+943.076)有1条f7地裂缝与f7-1相交，走向NEE向，倾向南倾角约80度，由于地裂缝的存在，不适宜使用盾构法施工，采用浅埋暗挖法施工，由于盾构需通过地裂缝区间暗挖段，致使暗挖隧道施工断面加宽、加高，最大断面宽度10.1m，高度10.32m。如果降水达不到效果，易引起地下水通过地裂缝而涌入隧道，同时地裂缝段土体较破碎，开挖过程中易出现局部坍塌情况，施工安全风险较大。地裂缝施工时，由于掌子面积水及明流水较大，隧道开挖过程中采用洞内盲沟进行排水。掌子面三米处铺设φ609mm×16mm钢管，作为安全逃生通道。在开挖洞内两侧底部各设置一道300mm×300mm盲沟进行排水，盲沟采用碎石铺底。保证了掌子面积水及时通过盲沟排往竖井集水坑，避免掌子土体由于长时间受积水侵泡发生垮塌。开挖前采用WSS注浆控制掌子面土体稳固，遵循“先注浆，再开挖”的原则进行地裂缝段施工，确保了施工安全。

3.3复杂地质及带水作业沉降控制

由于青延暗挖段地质复杂，降水过程及开挖过程均极易造成地表及建筑物等出现沉降，因此施工过程中沉降控制也是一项重点及难点。青延区间暗挖隧道监测项目包含:地面下沉、建筑物倾斜、沉降、隧道拱顶下沉、净空收敛等。其中，地面沉降点共布设120个，累计沉降量最大点位位于前处理车间南侧草坪，沉降量-323.5mm;建筑物沉降点共布设65个，累计沉降量最大点位位于前处理车间西南角，沉降量-224.1mm;拱顶沉降点共布设102个，累计沉降量最大点位位于左线青龙寺方向洞口处，沉降量-55.1mm;净空收敛监测点共布设163个，累计变形量最大点位位于左线延兴门方向，变形量-51.7mm。隧道初支施工设计采用CRD法进行施工，CRD工法为每个导洞一次开挖成环，每个导洞高度达4.98-5.37m，由于开挖过程中地层有渗水情况且导洞开挖高度较大，不利于施工安全，施工过程中沉降难以保证，在实际施工时，在CRD工法增加连接板两处，增加锁脚锚管4处，将CRD上导洞分为上下两个导洞，单独进行开挖，单独支护，按照“快支护，早封闭”的原则，严格按照设计方案及步序进行施工，在施工完初期支护结构之后，必须及时施作内衬，严格控制初期支护与二次衬砌之间的安全距离控制了洞内及地面的沉降。

4结束语

总之，西安地铁三号线青龙寺～延兴门暗挖段在克服了埋深较大、地质复杂、降水难度大等困难后在保安全、保质量、保进度的情况下已于2014年10月顺利完工，施工中的一些施工亮点和做法也得到了业主、监理等上级单位及一些兄弟单位的认可，同时，西安地铁三号线在2016年10月顺利通车。

参考文献

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[2]赵旭.富水地段浅埋暗挖地铁隧道施工技术研究[J].建筑工程技术与设计，2016(96).

第四篇：地铁浅埋暗挖施工地层变形规律的研究

摘 要: 结合深圳地铁 5 号线灵芝—洪浪站区间暗挖地铁隧道工程的复杂地质条件及施工条件，通过对大量地层变形实测数据的分析，深入研究复杂地质条件下地层沉降变形的规律。研究结果表明，隧道开挖后，增大支护刚度并及时封闭成环，可以有效控制地层变形，满足了施工允许的沉降要求，可为类似工程提供相关的技术参考资料。

关键词: 地铁 浅埋暗挖法 地层变形 拱顶沉降 地表沉降

浅埋暗挖法是城市地铁区间施工的有效方法，对地质条件具有较好的适应性，已成为城市地下工程施工的重要技术手段，在我国得到了广泛的应用。然而暗挖施工所引起的各类沉降始终是地下工程中较为敏感的问题。沉降若控制不好，轻则使行人、车辆感到不适，影响地下工程文明形象，重则导致地下管线破坏、地面建筑变形开裂，影响周边居民的正常工作生活。因此，暗挖施工的沉降控制技术，一直是地下工程设计和施工所研究的课题。

目前，国内兴建地铁的各大城市，对地表与拱顶沉降限制基本采用了同一标准，即隆起量≤10 mm，沉降量≤30 mm。北京和其它地区的实践证明，将地表下沉量值控制在 30 mm 以内可保证地面建筑物和道路的安全使用。事实上，世界各国普遍是将 30 ～ 50 mm作为地表沉降控制的标准。

然而，由于深圳地质条件复杂，深圳地铁 5 号线工程某些暗挖地段出现了严重的地表下沉与拱顶沉降，最大地表沉降量达 400 mm 以上，拱顶沉降量在某些地段达到 150 mm 以上。暗挖施工引起的沉降给结构稳定性带来了安全隐患，甚至造成地面显著下沉和建筑物的严重损坏，个别地段甚至威胁到地面交通和建筑物的安全。

因此，对地层变形机理进行深入的分析研究，进而提出有效的施工措施，实现对地层变形的有效控制就显得非常必要和迫切。这对我国城市地铁建设工作具有重要的现实意义和指导作用。

本文通过分析深圳地铁 5 号线灵芝—洪浪站区间暗挖隧道设计及施工中所收集的现场资料，对深圳地区地铁施工中地表沉降的控制提出一些看法与建议。

1 工程概况 1. 1 工程地质概况

灵洪区间隧道洞身处于地下水位以下，主要从砾质黏性土、全、强、中、微风化岩石中通过。隧道结构拱顶覆土 10. 50 ～ 15. 34 m。其埋深位于地下水位以下，地下水压力对隧道施工及衬砌结构有较大影响。区间隧道 DK5 + 684—DK5 + 764( 灵芝站端头) 长 80 m，右线在 DK6 + 218. 37—DK6 + 318. 37( 洪浪站) 拱顶范围内存在饱和砂层和圆砾层，富水性大，结构松散，属较不稳定土体，透水性强，施工中易发生坍塌、涌水、涌沙等现象。 1. 2 地下管线及周边建筑状况

区间沿线隧道两侧存在密集的 380 V 电力、550mm × 440 mm / ( 20 孔) 的电信、800 mm × 1 000 mm 混凝土雨水管、燃气﹑路灯等地下管线管道，地下管线管道的走向与道路平行，局部斜交。区间北侧为艾默生电子商务楼群等，南侧为灵芝公园，最近的建筑物离隧道 2. 5 m。 1. 3 设计参数与施工方法

暗挖区间隧道初期支护为超前小导管加锚喷支护形式，设计的支护形式分为 A、B、C 型三种，其具体参数见表 1。 隧道采用正台阶法施工，台阶长度 3. 0 ～ 5. 0 m，施工中首先在隧道拱部采用超前小导管注浆预加固地层; 再进行上台阶弧形导坑的开挖，并及时架设钢筋、喷射混凝土进行初期支护; 然后在上半断面初期支护保护下进行下台阶开挖并施工下半断面初期支护; 最后清底做仰拱封闭整环初期支护。

2 地层变形机理及控制措施 2. 1 地层变形机理

对城市地下工程，尤其是浅埋隧道，其施工地层变形的发生，主要是由于施工引起的地层损失和施工过程中隧道周围受扰动或者受剪切破坏的重塑土的再固结所造成。另一方面隧道周围土体在弥补地层损失中，发生地层移动，引起地表沉降。因此，无论采取何种隧道施工方法，都将不可避免地引起或多或少的地层变形。

2. 2 地层变形控制措施

为控制其变形，不应以地层的应力释放与位移来换取最佳支护时间，而是以第一时间及时施作支护并及早封闭成环、控制地层位移为主要原则。根据这个原则，结合现场工程地质情况分析，控制地层变形及地表下沉的基本原理就是增加土体的刚度，有效减少水土流失，同时增大支护刚度及减少暴露时间，及时成环。

3 地层变形特点及数据分析 3. 1 拱顶、地表变形沉降规律

根据西南院的监测结果，本标段隧道施工对土层影响如表 2 所示。从表 2 中沉降数据及对相关观测资料分析可知该暗挖段的地层变形的特点。 由于本项目大部分开挖面处于砾质黏性土中，大气降水与地下水十分丰富，降水施工没有到位情况下掌子面稳定性极差，黏土遇水即软化成稀泥状，因此上断面施工至下断面封闭成环过程中，某些断面拱顶沉降速率较大。本文选取了一个典型断面，通过观测成环前后拱顶和地表的沉降量，找出地层变形的规律，初步揭示该类地层的变形机理和控制特点，并由此提出相应的控制措施，在施工中得到成功应用。

地铁开挖引起的地层变形是从结构拱顶向上延伸的，从现场的观测结果可以看出，拱顶下沉量要小于地表沉降。以灵洪区间 DK5 + 906 断面左线拱顶沉降、地表沉降为例，进一步分析二者的关系，见图 1 和图 2。

从图 1 可以看出，在断面施工期( 即上半断面初期支护到下半断面封闭成环) 中，拱顶产生较大沉降量，最大沉降速率达到 15. 8 mm/d，封闭成环后沉降量趋于稳定。整个施工过程洞身收敛值的累计值与速率一直不大，说明设计初期支护变形不大，刚度能满足隧道开挖施工要求。

地表沉降除受施工工艺与技术影响外，降水施工对其也产生较大影响。从图 2 可以看出，在 12 月 12日开挖之前，由于提前降水施工，该断面已有 15 mm的沉降; 12 月 20 日封闭成环后，近一个月时间里，由于一直降水施工，断面沉降一直处于增加趋势，最大值达 150. 5 mm，地层失水固结沉降极大，施工中应注意降水的控制。

地表下沉值远大于隧道拱顶下沉值。地表累计下沉量最大达到 150. 5 mm，沉降超过 100 mm 的测点较多，最大沉降速率达 17. 2 mm/d，而隧道内拱顶下沉值相对较小，最大累计下沉值为 58 mm。这说明测得的拱顶下沉量并非其下沉量的全部，同时地层内部的沉降也是造成地表下沉的重要原因。 3. 2 地表横断面变形规律

地表沉降的影响范围较大。根据监测的结果发现，在距隧道轴线附近沉降值较大，离轴线越远，沉降值越小。本文取 DK5 + 906 断面趋于稳定的地表沉降值作沉降曲线，如图 3 所示。从图 3 中可以看出，隧道轴线 4 m 范围内，地表沉降值已达 140 mm 以上，20 m处的地表沉降累计值已达 44. 6 mm。

4 结论 在城市地铁施工中浅埋暗挖法具有广泛的适用性。选择正确的施工方法及支护参数，合理安排施工工序，尽快形成封闭结构可以有效减小地层变形。通过本文的研究，主要得出以下结论: 1) 无论从深圳地铁早期 1 号线工程还是目前正在施工的 5 号线工程来看，区间暗挖施工地表与拱顶都出现过较大的沉降，产生上述情况的原因除与施工工艺有关外，还与深圳地质的复杂性﹑含水状况以及预加固措施不到位等众多因素密不可分。其施工工艺与技术是影响沉降的主要因素。

2) 从图 1 可以看出，在全风化花岗岩与砾质黏性土等软弱地层中暗挖施工时，由于存在着大量地下水，软弱岩土地层遇水完全失去强度，不能形成天然拱效应，掌子面不稳定，所以在施工中要严格控制施工工艺，严格按照十八字方针施工，合理安排各工序的衔接，尽量早封闭掌子面，有必要时可施作临时仰拱与工字钢支护，保证工作面稳定。做好各项应急预案措施与应急物质储备，遇到涌水、涌泥等紧急状况，及时处理。

3) 从图 2 分析可以看出，降水施工引起的地层超固结问题，伴随着施工全过程，整个 5 号线施工，都有由于降水施工引起地表沉降过大的现象，目前就降水的控制也没有一个严格的规范与标准。据有关文献研究表明，抽水影响半径能达到 190 m 左右，所以在实际施工中，要严格控制降水时间与降水量，能保证隧道正常开挖的降水就可以，不要过量降水作业，尽量减少地层固结沉降，以保证地面建筑物及管线的安全。

4) 平行隧道施工过程中，对于掌子面间距是有要求的，规范规定掌子面间距≥15 m，避免开挖与降水施工引起地层沉降的叠加效应。鉴于深圳地质条件的复杂性与地下水的丰富，经专家与现场施工建议掌子面距离取 30 m 以上。

5) 根据不同季节合理安排施工步骤。 深圳 4 月至 8 月多为雷暴雨季节，雨量大，考虑隧道结构安全，可以及时施作二次衬砌，使地层变形趋于稳定。

6) 地层沉降控制应采取综合治理措施，注浆堵漏可降低地层固结沉降，加固地层可增加软弱地层刚度，减小地层压缩变形，增加初期支护刚度并及时封闭成环可控制地层整体下沉，从而减小地层沉降。

参 考 文 献

[1]阳军生，刘 宝 琛. 城 市 隧 道 施 工 引 起 的 地 表 移 动 及 变 形[M]. 北京: 中国铁道出版社，2002.

[2]王梦恕. 北京地铁浅埋暗挖法施工[J]. 铁道工程 学报，1988，12( 4) : 7-12.

[3]施仲衡，张弥，王新杰，等. 地下铁道设计与施工[M]. 西安:陕西科学技术出版社，1997. [4]张宝才，徐祯祥. 浅埋暗挖土质隧道的位移和力学传递特性[J]. 铁道建筑，2000( 9) : 9-11. [5]杜建华，彭彦彬，杜华林. 浅埋暗挖大跨三联拱隧道施工技术[J]. 铁道建筑，2010( 4) : 44-47.

第五篇：地铁车站施工经验

地铁施工施工工序浅析

一、引言

地铁具有运量大、快捷、安全、准时、舒适等特点，是城市交通的主要发展方向。世界上第一条地铁是1863年在伦敦修建的，迄今已有近一个半世纪。这一个半世纪中，随着土建施工技术、机械制造技术、通信及信号技术等诸多领域的飞速发展，地铁事业亦取得了长足进步。从地铁运营的里程上看，欧洲和北美发达国家占领先地位，但近20年发展中国家的地铁事业也呈蓬勃发展之势。

我国1971年北京建成第一条地铁，目前上海、广州、深圳、南京等多个城市均已部分建成并正在兴建地铁网络，我国地铁事业正进入一个发展高潮。

上海早在1958年就已经开始筹建地铁，经过长期摸索、克服了种种艰难，终于在1995年4月28日地铁一号线建成试运营，历时38年。其后，2000年7月地铁二号线建成、2001年底明珠一期建成，目前在建或即将开工的有一号线北延伸(共和新路高架)、莘闵线、明珠二期、M8线、二号线西延伸、明珠一期北延伸、R4线等等。上海地铁建设进入了前所未有的高速发展阶段。

在上海软土地区，地层基本为饱和含水流塑或软塑粘土层，抗剪强度低，含水量高达40%以上，灵敏度在4~5，压缩性大都属高压缩，并具有较大的流变性，这种软弱流变的地质条件决定了上海地区的基坑工程中环境保护问题更为突出。在上海曾出现一些深基坑周围地层移动引起附近建筑和设施破坏的工程事故，造成了严重的社会影响和经济损失，因此控制深基坑施工过程中的风险贯穿于施工的全过程。

土建施工在车站施工中所占的周期、投资都比较大，而且是车站施工中风险比较集中的阶段，尤其应引起足够重视。

地铁土建施工涉及到诸多工序，以下按工序介绍：

二、 围护结构

围护结构的主要作用是与支撑一起形成支护体系，支挡坑内外的不平衡土压力，保持基坑的稳定。因此，围护结构应具有足够的强度、刚度和稳定性。在上海地铁车站工程中，主要应用的有两类围护结构：地下连续墙和SMW(Soil Mixing Wall)工法。

2.1 地下连续墙

地下连续墙是在基坑四周通过成槽、钢筋混凝土施工等工艺形成的具有较好强度、刚度和抗渗性的地下连续壁。地下连续墙具有刚度大、抗渗性能好、施工过程中无振动、无噪音等特点。地下连续墙作为地铁车站深基坑的挡土围护结构，施工时对周围环境影响小，适宜在城市建筑密集区域作业。一般地下连续墙适用于开挖深度14米以上的深基坑。

根据地下连续墙在施工阶段和使用阶段的作用，地下连续墙可以分为单墙体系和双墙体系。双墙体系中，地下墙在施工阶段作为挡土结构与支撑一起形成支护体系;在使用阶段与内衬墙共同工作形成受力体系，承受结构荷载。单墙体系中，地下墙在施工阶段作为挡土结构与支撑一起形成支护体系;在使用阶段单独作为承重体系的一部分，承受结构荷载。 2.1.1 地下连续墙施工工艺 地下连续墙工艺流程： 导墙施工

成槽 成槽过程中应使用泥浆护壁，泥浆于现场配制。 泥浆置换、清底 吊放锁口管 钢筋笼吊放 混凝土浇捣 锁口管拔出

地下连续墙施工前先要构筑导墙，导墙净宽应比连续墙宽度稍宽约4cm，顶部比地面高4~5cm。一般导墙深度约1.5米，遇障碍物或暗浜等特殊情况时，应先行处理，考虑导墙加深并要求导墙落到原状土上。

地下连续墙分幅成槽和浇捣混凝土，每次成槽宽度约2~6米，平面形状有“—”形、“L”形和“T”形等。槽段有先行幅和后行幅之分，先行幅在槽段两头放置锁口管。地下连续墙接头常用的有：预制接头、刚性接头、柔性防水接头和预留注浆孔接头等。 2.1.2 地墙施工控制要点

1、 导墙轴线和标高的复测

导墙轴线决定着地下连续墙的位置;导墙顶标高将影响到钢筋笼的入槽标高。在单墙结构地铁车站中，进而将影响到钢筋连接器与底板、中楼板和顶板钢筋的连接。因此，导墙的轴线和标高，施工单位必须报验。

2、 成槽泥浆性能指标的控制：

成槽泥浆的比重、粘度、含砂量等项指标，不仅影响槽壁的稳定，同时也影响地下连续墙混凝土的密实性和防水性能。因此，在地墙成槽和混凝土浇筑过程中，必须逐幅槽段进行抽检，将泥浆指标控制在设计要求或规范规定的范围内。

3、 成槽深度、垂直度

成槽深度、垂直度，必须控制在设计或规范允许范围内，一般应控制地墙垂直度高于3/1000，对于单墙结构车站，尤其应严格控制地墙的垂直度;成槽达到设计标高后，应进行清槽，以提高地墙的承载能力，减小沉降量。

4、 钢筋笼

在钢筋品种、规格、数量符合设计要求的前提下，对单墙结构地下连续墙，应重点控制： a. 钢筋连接器与底、中、顶板对应位置的准确性;

b. 钢筋笼入槽时笼顶标高即吊筋长度控制，以确保钢筋连接器位置的准确。

5、 混凝土浇筑 检查商品混凝土的配合比、强度和抗渗等级、坍落度，必须符合设计要求;检查导管埋入混凝土面的深度，避免因埋管过浅造成夹泥断墙事故;计算地墙混凝土的充盈系数，判断地墙施工质量。

2.1.3. 减少地下连续墙施工中对周围环境影响的若干措施

1、减小槽幅宽度

2、加固槽壁土体，一般用搅拌桩或注浆等方法加固。

3、做高导墙抬高泥浆液面或降水加大槽内外液面高差。

4、在保护对象和槽壁间设置隔离桩。

2.2 SMW工法

SMW工法是指将土与水泥浆搅拌后形成搅拌桩墙体，在墙体中插入高强度劲性芯材(一般为型钢)使之与搅拌桩墙体形成的复合挡土墙。

SMW工法作为基坑围护结构于1976年由日本竹中土木株式会社与成幸工业株式会社开发成功并应用。1986年日本材料协会编制了SMW工法的施工规范，使SMW工法的应用出现了一个高潮。据统计，至1993年，这一工法占日本基坑围护结构的50%，目前占到80%，已成为基坑围护的主要工法。

国内应用搅拌桩作围护和地基加固始于80年代，但当时使用的是纯搅拌桩，未加型钢。明珠二期兰村路站是目前国内以SMW工法作为围护结构的最大的基坑工程，该基坑围护结构全长700多米、最深达26米。

SMW工法作为一种新型的围护结构，具有以下特点：对周围环境影响小、高止水性、可在各种地层中使用、大厚度和大深度、施工速度快、造价低、环境污染小。

2.2.1 SMW工法施工工艺

SMW工法施工工艺流程：(搅拌桩施工工艺见搅拌桩节) SWM工法工艺流程图

2.2.2 SMW工法施工控制要点

1、 在搅拌机过程中，注入地层的浆液有一部份会流返回地面，须沿挡向施作一沟槽。沟槽边设固定支架，以便固定插入的H型钢。

2、 在搅拌成桩时，所需容量70～80%的水泥浆宜在下行钻进时灌入，其余的20～30%宜在螺旋钻上行回程时灌入。此时所需水泥浆仅用于充填钻具撤出留下的空隙。螺旋钻上拔的灌浆，对于饱和疏松的土体具有特别的意义，因为这种地层中的柱体易产生空隙。螺旋钻上行时，螺钻最好反向旋转，且不能停止，以防产生真空，有真空就可能导致柱体墙的坍塌(非饱和土体)。

3、 施工应按跳孔顺序进行，为保证围护结构的连续性和接头施工质量，两桩搭接部分应重复套钻。

4、 在搅拌桩的施工过程中，要特别注意水泥浆液的注入量和搅拌沉入及提升量及提升速度。下钻进的速度应比上提时的速度慢一倍左右，以便尽可能保证水泥土的充分搅拌，又可获得较高的贯入速度。在砂土互层或土性变化较大的场地施工时，应根据各种土质的情况选择水泥浆液的配合比，以便得到较均匀的墙体，确保工程质量。 (5) H型钢的回收，通过在插入的H钢表面涂一层减摩材料，从而使H型钢便于拔出回收。针对不同工程，不同水泥浆液配合比，在施工前作H型钢的拉拔试验，以确保H型钢的顺利回收。基坑开挖时围护墙体会产生弯曲变形，弯曲后H型钢的回收会比较困难，因此若考虑型钢回收则开挖过程中应尽量减小围护结构的变形。

(6) 水泥浆液中的掺加剂：国内工程多掺入一定量的木质素，以减小水泥浆液在注浆过程的堵塞现象。也可在水泥浆液中掺加膨润土，利用膨润土的保水性以增加水泥土的变形能力。不致因墙体变形而过早开裂，从而影响墙体的抗渗性。日本公司在施工时，材料的配比基本是1m3土体注入水泥75～200kg，膨润土10～30kg，水灰比w/c为0.3～0.8，根据工程类别及土性选择使用。

2.2.3 SMW工法施工控制要点

1、在搅拌机过程中，注入地层的浆液有一部份会流返回地面，须沿挡向施作一沟槽。沟槽边设固定支架，以便固定插入的H型钢。

2、在搅拌成桩时，所需容量70～80%的水泥浆宜在下行钻进时灌入，其余的20～30%宜在螺旋钻上行回程时灌入。此时所需水泥浆仅用于充填钻具撤出留下的空隙。螺旋钻上拔的灌浆，对于饱和疏松的土体具有特别的意义，因为这种地层中的柱体易产生空隙。螺旋钻上行时，螺钻最好反向旋转，且不能停止，以防产生真空，有真空就可能导致柱体墙的坍塌(非饱和土体)。

3、施工应按跳孔顺序进行，为保证围护结构的连续性和接头施工质量，两桩搭接部分应重复套钻。

4、 在搅拌桩的施工过程中，要特别注意水泥浆液的注入量和搅拌沉入及提升量及提升速度。下钻进的速度应比上提时的速度慢一倍左右，以便尽可能保证水泥土的充分搅拌，又可获得较高的贯入速度。在砂土互层或土性变化较大的场地施工时，应根据各种土质的情况选择水泥浆液的配合比，以便得到较均匀的墙体，确保工程质量。

5、H型钢的回收，通过在插入的H钢表面涂一层减摩材料，从而使H型钢便于拔出回收。针对不同工程，不同水泥浆液配合比，在施工前作H型钢的拉拔试验，以确保H型钢的顺利回收。基坑开挖时围护墙体会产生弯曲变形，弯曲后H型钢的回收会比较困难，因此若考虑型钢回收则开挖过程中应尽量减小围护结构的变形。

6、水泥浆液中的掺加剂：国内工程多掺入一定量的木质素，以减小水泥浆液在注浆过程的堵塞现象。也可在水泥浆液中掺加膨润土，利用膨润土的保水性以增加水泥土的变形能力。不致因墙体变形而过早开裂，从而影响墙体的抗渗性。日本公司在施工时，材料的配比基本是1m3土体注入水泥75～200kg，膨润土10～30kg，水灰比w/c为0.3～0.8，根据工程类别及土性选择使用。

三、地基加固

由于上海地区土质松软、含水量高、流变性强，因此对于较深的基坑，若不采取措施则开挖变形将较大。由于地铁基坑大多处于城市建筑物、管线较密集地区，对变形控制要求非常高，因此在基坑深度大、周围环境复杂时，应考虑对基坑进行加固。 基坑加固方法有很多种，这里主要介绍在地铁工程中应用较多的几种：注浆法、深层搅拌法、旋喷法等。广意上讲此三种工法均属于注浆工法，此处所讲的注浆法是指狭义上的注浆法即通过注浆管进行的单液浆或双液浆施工方法。

3.1注浆加固

注浆法是指将注浆管置于(打入法、钻孔法、振冲法等)所要加固的地层中，通过注浆管注入浆液，使之与土体形成复合体，增加土体强度。

根据注浆进入土体的压力、掺和方式的不同，注浆可分为劈裂注浆和压密注浆。当注浆压力比较大时，浆液将沿作土体的薄弱处注入，沿径向流动，最终形成狼牙棒式的注浆体，这种方法称之为劈裂注浆。当压力较小时，浆液压力不足以劈裂土体，注浆体呈柱状，主要通过挤密作用加强土体，此方法称之为压密注浆。

根据浆液成分和配比的不同，可分为单液浆和双液浆。单液浆主要材料为水泥(可掺加适量的粉煤灰)，而双液浆主要为水泥(适量粉煤灰)和水玻璃溶液的混合液。由于水泥浆和水玻璃液混合后会迅速凝固并产生强度，因此双液浆可用于工期紧、早期强度要求比较高的基坑加固。 3.1.1注浆工艺流程：

1、 注浆孔定位

2、浆液配置

3、机架就位

4、注浆管钻进(或打入、振入)

5、浆体注入边提升注浆管

6、机架移位 3.1.2注浆控制要点

1、 控制浆液配比

正式施工之前，根据搅拌罐容积和设计配合比，配制标准水泥浆液，测得标准条件下水泥浆比重和粘度。施工过程中应随机抽检水泥浆比重、粘度，以检查水泥掺量是否符合设计要求。

2、 控制注浆量

应配置浆液流量自动记录装置，如实记录浆液注入量。若无流量计，则在正式施工前，应对搅拌罐的容积进行标定，根据配合比、水灰比要求和加固深度、设计孔距等项数据，通过计算确定每孔水泥浆液注入量，作为施工标准和检查依据。

3、控制施工参数

首先是加固深度部位的控制，复核钻杆长度，使其满足加固深度要求;其次，施工中随机检查施工参数的执行情况，如注浆压力、注浆量、拔管间距等，发现问题，及时整改。

4、加固效果检验

确定检验方法，应满足设计单位提出的检验指标的要求，通常要求加固后土层的PS值达到1.0～1.5Mpa。要求进行静力触探检验，检验点位应随机抽样确定。

3.2搅拌桩加固 搅拌桩是指利用特殊的搅拌头或钻头，钻进地基至一定深度后，喷出固化剂，使其沿着钻孔深度与地基土强行拌和而形成的加固土桩体。固化剂通常采用水泥或石灰，可以是浆体或粉体。 搅拌桩适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量较高而地基承载力小于120Kpa的粘土、粉土等软土地基。搅拌桩施工时无振动、无噪声、无泥浆污染、适合于在城市建筑物等密集地区进行地基加固。

根据机械中搅拌头数量可分为：单轴机、两轴机、三轴机和多轴机。每种机械在加固过程中的挤土和涌土性能均不相同，应引起足够重视。 3.2.1搅拌桩加固工艺流程

1、 定位

2、 搅拌下沉

3、 喷浆提升

4、 重复搅拌下沉

5、重复搅拌提升

6、清洗

7、移位

3.3旋喷加固

旋喷加固是通过旋喷管将高压喷射流注入土体内，使之与土体充分混合并重新结构从而提高土体强度的一种加固方法。 3.3.1旋喷加固的特点

1、受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间的影响较小，可以广泛应用于淤泥、软弱粘土、砂土甚至砂卵石地层等。

2、 加固体强度较高，可达100~2000Kpa。

3、 可以有计划地在预定地范围内注入必要地浆液，形成一定距离地桩，或连成一片地排桩或薄地帷幕，加固深度可以自由调节。

4、 可以形成垂直的墙体亦可以根据需要形成水平或倾斜墙体。

旋喷法可分为单管旋喷、二重管旋喷和三重管旋喷。单管时仅喷射高压浆体;二重管旋喷同时喷射高压浆体和高压空气;三重管旋喷喷射喷射高压浆体、高压空气以及高压水。其中二重管旋喷加固半径可达100cm，三重管旋喷加固半径可达80~200cm。

3.3.2旋喷加固工艺

旋喷加固可分为两个阶段：第一阶段为成孔阶段，即用普通或专用钻机，驱动密封良好的喷射管和喷射头进行成孔，成孔时可采用水冲或振动的方法。

第二阶段为喷射加固阶段，即用高压浆体(以及高压水和空气)以较高的压力从喷嘴中向土中喷射。同时一边喷射一边提升，使浆体与周围土体混合，形成圆柱状的加固体。 旋喷加固控制要点：

(1) 旋喷桩浆液的固化剂可选用

425、525号普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比应根据土体加固强度的需要选为1:1~1.5:1。水泥浆液中可添加水玻璃等化学辅助材料和掺合料，以及速凝、早强、悬浮等外加剂，浆液配比应通过试验确定。

(2) 钻机安放应保证足够的平整度和垂直度，钻杆倾斜度不得大于1%，钻孔孔位与设计位置的偏差不得大于50mm;

(3) 水泥浆拌制系统应配有可靠的计量装置;喷浆系统应配备流量表、压力计等检测装置;在喷浆过程中对提升速度应有控制装置和措施。

(4) 施工前应对浆液流量、喷浆压力、喷嘴提升速度等进行标定。

(5) 水泥浆宜在旋喷前一小时内搅拌，旋喷过程中冒浆量应控制在10~25%。相邻两桩施工间隔时间应不小于48小时，间距应不小于2m。

(6) 成桩过程中钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆续喷时，注浆管搭接长度不得小于100mm;

(7) 在高压喷射注浆过程中出现异常情况时，应及时查明原因并采取措施进行补救，排除故障后复喷高度不得小于500mm; (8) 对泥浆的沉淀和排放应进行周密的设计和处理，确保施工过程中场地的清洁和不污染环境;

四、降水

1、深基坑降地下水的作用：

(1) 保持开挖面的干燥，便于开挖施工 (2) 增加基坑稳定性

(3) 改善基坑土体的特性，增加土体强度 (4) 防止坑底的隆起和破坏

降水工艺有很多种，如电渗法、喷射法、真空法等，有轻型井点、深井井点等。在选取时需根据不同的土层特性及基坑深度确定。见下表：

土层名称 渗透系数(m/d) 土的有效粒径(mm) 采用的降水方法 备注 粘土 0.001 0.003 电渗法 一般可用名排水，挖掘较深时可用电渗法 重粉质粘土 0.001~0.05 粉质粘土 0.05~0.1 粉土 0.1~0.5 0.003~0.025 真空法、喷射井点、深井法 上海地区使用较多 粉砂 0.5~1.0 细砂 1~5 0.1~0.25 普通井点法、喷射井点、深井法 中砂 5~20 0.25~0.5 粗砂 20~50 0.5~1 砾石 >50 多层井点或深井法 有时需水下挖掘

当土层的渗透系数较低时应采用真空井点系统，以便在井点周围形成部分真空，增加流向井点管的水力坡度。上海地铁深基坑采用较多的为真空深井法。

采用深井井点时，应根据土层渗透系数的不同开一截滤管或多截滤管。滤管周围应均匀填充填料，以保证水可以透过填料，而土体颗粒不会透过从而堵塞滤孔。填料应根据土体颗粒组成确定。 为防止真空泄漏，应在孔口一定高度内用粘土回填密实。

降水施工的注意事项：

(1) 应根据工程地质和水文地质条件、场地的施工条件、周围环境条件、机具及材料供应条件等，合理地选用轻型井点、喷射井点、深井井点、真空深井井点等井点类型，以及井点构造措施。 (2) 井点降水以不影响邻近建筑物及地下管线的安全为原则，必要时应采取回灌措施。 (3) 基坑降水必须在坑内外根据需要设置数量足够观测孔，并在坑外设置地面沉降观测点; (4) 若遇承压水，应对坑底稳定性进行验算。必要时，应采用降承压水的措施，并应符合下列规定：

正式降承压水前应做抽水试验，确定降水参数;

井点布置应综合考虑基坑周围环境条件、地质条件和现场施工条件，当基坑周围环境容许时，宜在基坑外设置井点;

施工中应将基坑内的降水和抽取承压水分成两个独立的系统，并根据各自的技术要求制定降水组织设计。

承包商应对各工况下坑底抗承压水头的安全系数进行验算，并根据验算结果制定详细的降水和封井计划。

(5) 应对成井口径、井深、井管配置、砂料填筑、洗井试抽、出水量等关键工序做好详细的纪录，每道工序完成后应进行检查和确认;

(6) 应指定专人负责抽水、观测，并详细记录水位、水量变化情况;

五、 开挖及支撑

1、开挖

下图为上海地区软土的流变试验，从图中可以知道： 上海软土流变试验曲线

在土体主压力较小时( )蠕变变形很小，主要是弹性蠕变;不排水土体的流变要比排水土体的流变性显著，当 (此应力约相当于14～15m的深基坑挡墙被动区土体的压应力)不排水的土样蠕变到最后会发生破坏，即呈破坏型;而排水土样蠕变则呈衰减型，蠕变是收敛和稳定的;当土体主应力达到或超过发生不收敛蠕变的极限应力水平时，从开始蠕变到蠕变速率急剧增大而发生破坏只有几天的时间，这说明在应力水平高的情况下，土体会在一定的承载时间内，以不易察觉的蠕变速度发生破坏。

从上述的试验结果的分析中可知，在处于具有流变地层的深基坑中，土的流变特性不仅会影响到基坑的稳定，而且对于基坑的变形控制也至关重要，这在控制基坑变形要求高的基坑工程中尤为突出。同时，在流变特性的分析中，我们可以取得有关控制软土深基坑变形的几点重要启示：

(1) 分层分块开挖能够有效地调动地层的空间效应，以降低应力水平、控制流变位移。 (2) 减少每步开挖到支撑完毕的时间，即无支撑暴露时间，可明显控制挡墙的流变位移，这在无支撑暴露时间小于24小时效果尤其明显。

(3) 解决软土深基坑变形控制问题的出路在于规范施工步序和参数，并将其作为实现设计要求的保证。

地铁深基坑施工工序及其参数可分为两种：

(1) 长条形深基坑开挖(车站基坑标准段) 如下图所示，其特点是基坑宽度较窄，一般为20左右，条形深基坑开挖施工技术要点是按有限长度L分段开挖和浇筑底板。每段开挖中又分层、分小段、限时完成每小段的开挖和支撑工作。每层厚度为hi，每小段宽度b，每小段开挖及支撑的工作在Tr时间内完成。主要施工参数见下图。 车站标准段深基坑的开挖参数

车站深基坑端头井斜撑部分的开挖步序和参数

(2) 基坑角部斜撑部分(端头井部分)的开挖 如下图所示，先自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分步开挖，每步挖土适当限定宽度，每步开挖与支撑工作在限定时间内完成，两个斜撑范围内的三角形土体开挖后，再挖除坑内余留的土体。如每步斜条状开挖长度大于20m时则先挖中间再挖两端。其主要施工参数如下图所示。

从上面的基坑开挖方式中可以看出，基坑开挖分层数、每一层的厚度、每小段的开挖顺序、尺寸和无支撑暴露时间等是和软土流变变形直接相关的重要施工参数。当这些参数和地基土参数、支护结构参数一起被作为基坑设计依据并在施工中得以切实实施，软土基坑变形就能够真正得以合理而准确的预测和控制。 变形控制的主要措施有：

(1) 调整后继开挖步序和参数，这是运用软土基坑工程时空效应规律，控制基坑变形的一个十分重要的方法。当基坑变形或变形速率超过警戒值，应用考虑时空效应的计算方法，可以找出后继开挖中满足环境保护要求的施工参数。

(2) 利用双液分层注浆注浆控制基坑挡墙位移或保护对象的位移，注浆时要结合跟踪监测数据，谨慎合理地选用注浆参数。

(3) 局部增设支撑或调整支撑位置。

深基坑开挖过程的控制要点：

(1) 基坑开挖必须按设计要求分段开挖和浇筑底板。每段开挖中又分层、分小段，并限时完成每小段的开挖和支撑。因此，主要施工参数有：分段、分层、分小段;每小段宽度，每小段开挖的无支撑暴露时间以及每小段开挖厚度。

(2) 车站端头井的开挖，应首先撑好标准段内的2根对撑，再挖斜撑范围内的土方，最后挖除坑内的其余土方。斜撑范围内的土方，应自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分段、限时地开挖并架设支撑。对长度大于20m的斜撑，应先挖中间再挖两端。主要施工参数有：每小段宽度，每小段开挖的无支撑暴露时间以及每层开挖厚度。

(3) 基坑开挖过程中严禁超挖，分层开挖的每一层开挖面标高不得低于该层支撑的底面或设计基坑底标高。

(4) 基坑纵向放坡不得大于安全坡度，并进行必要的人工修坡。应对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用坡面保护措施，严防纵向滑坡。

(5) 开挖过程中应及时封堵地下连续墙接缝或墙体上的渗漏点。 (6) 坑底开挖与底板施工

设计坑底标高以上30cm的土方，应采用人工开挖，局部洼坑应用砾石砂填实至设计标高。 坑底应设集水坑，以及时排除坑底积水。集水坑与基坑挡墙内侧的距离应大于1/4基坑宽度。 在开挖到底后，必须在设计规定时间内浇筑混凝土垫层(包括砼垫层以下的砾石砂垫层或倒滤层)。垫层所用混凝土的强度以及达到强度的时间必须满足设计要求。 必须在设计规定的时间内浇筑钢筋混凝土底板。

2、支撑

在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料分可以有钢支撑和钢筋混凝土支撑等种类。其优缺点比较如下表。 钢支撑 钢筋混凝土支撑 优点 ◆便于安装和折除 ◆材料的消耗量小

◆可以及时施加预应力以减少无支撑暴露时间，合理地控制软土基坑变形 ◆有利于缩短工期 ◆整体刚度好 ◆节点构造处理相对简单 ◆结构稳定性好 缺点 ◆整体刚度较弱 ◆稳定性差

◆节点构造处理难度大 ◆制作时间长于钢支撑，不利于减少无支撑暴露时间 ◆拆除工作比较繁重 ◆材料的回收利用率低 ◆工期相对较长

就支撑结构的发展方向而言还是应该推广使用钢支撑，努力实现钢支撑杆件的标准化、工具化，建立钢支撑制作、安装、维修一体化的施工技术力量，提高支撑结构的施工水平。但还需强调指出，支撑系统应因地制宜，在特定条件下，钢筋混凝土支撑仍有其存在和优化的必要。上海地铁深基坑工程中绝大部分使用钢支撑。

支撑结构体系由围檩、支撑杆或支撑桁架、立柱、立柱桩等组成。深大基坑设计和施工中，必须对支撑系统中各节点，特别是多支撑交汇的关键节点的构造细节，做深入分析和谨慎处理，严防“一点失稳、全盘皆垮”的灾害性事故。

围檩 支撑结构的围檩直接与围护壁相连，围护壁上的力通过围檩传递给支撑结构体系。在采用地下连续墙的地铁地铁车站深基坑中，常常不设围檩而直接将支撑撑于地下墙面上，这种支撑布置要和地下墙相配，通常每道在一幅地下墙上设两根对撑。

支撑杆 是支撑结构中的主要受压杆件，由于受自重和施工荷载的作用，支撑杆属于一种压弯杆件。支撑杆相对于受荷面来说有垂直于荷载面和倾斜于荷载面二种，对于斜支撑杆要注意支撑杆和地下墙(或围檩)连接节点的力的平衡。

立柱和立柱桩 支撑杆和支撑桁架需要有立柱来支承，立柱通常采用H型钢或钢格构柱。立柱下要有立柱桩支承，立柱桩可以借用工程桩、也可以单独设计用于支承立柱。立柱和立柱桩可有效地保证支撑的稳定性，但立柱的沉降或回弹会引起支撑次应力，降低支撑稳定性。实测数据表明，基坑开挖到15m的坑底回弹范围通常是坑底以下12m深度内，因此建议立柱桩要穿越这一回弹区域。

支撑安装和制作要点

(1) 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，即在支撑两端墙面上测定出该道支撑两端与地下墙(或围檩)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，以使地面上预先按量出长度配置支撑，并配备支撑端头配件以便于快速装配。而在地面上要有专人负责检查和及时提供开挖面上所需要的支撑及其配件，支撑在使用前应进行试装配，以保证支撑有适当的长度和足够的安装精度，对不符合技术要求的支撑配件一律弃用。

(2) 支撑就位后应及时准确施加预应力，在施加预应力进程中要将钢支撑接头处连接螺栓拧紧三次以上以保持预应力。所施加的支撑预应力的大小应由设计单位根据设计轴力予以确定。通常取值为：第一道支撑预加轴力应大于设计轴力的50%;第二道及其下各道支撑预加轴力为设计轴力的80%。对于施加预应力的油泵装置要经常校验，以使之运行正常，所量出预应力值准确。每根支撑施加的预应力值要记录备查。

(3) 为防止支撑施加预应力后和地墙(或围檩)不能均匀接触而导致偏心受压，首次施加预应力后立即在空隙处以速凝的细石混凝土填实。

预应力复加

(1) 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; (2) 当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时，应立即在当天低温时段复加预应力至设计值; (3) 墙体水位移速率超过警戒值时，可适量增加支撑轴力以控制变形，但复加后的支撑轴力和挡墙弯矩必须满足设计安全度要求;

(4) 当采用被动区注浆控制挡墙位移时，应在注浆后1~2h内对在注浆范围的支撑复加预应力至设计值，以减少挡墙外移所造成的预应力损失。

六、 内部结构

车站内部结构施工主要包括以下几部分：

板 顶板、中板、底板;侧墙 双墙体系中侧墙与地墙共同作用，单墙体系中无侧墙;梁柱体系等。

结构施工中控制要点如下：

1、底板施工

(1)底板施工前应将坑底软弱土清除干净，并用砾石、砂、碎石或素混凝土填平。 (2)素混凝土垫层标高、厚度及强度满足设计要求，面层应无蜂窝、麻面和裂缝。 (3)底板与地下连续墙的接触面必须进行凿毛、清洗，并在漏水处进行堵漏处理。

(4)底板钢筋与地下墙体底板相接时，应将钢筋连接器全部凿出弯正，连接时必须用测力扳手控制其旋紧程度。

(5)底板混凝土浇捣必须按顺序连续不断完成，采用高频震动器震捣密实，不得出现漏震或少震现象。

(6)底板混凝土浇捣完成的同时，及时收水、压实、抹光，终凝后及时养护，不少于14天。

2、侧墙施工

(1)侧墙施工前必须将地下墙凿毛处理，并按设计做好防水施工。 (2)对地下连续墙的墙面渗漏应按规范及设计要求进行处理。 (3)侧墙内模及支架应有足够的强度、刚度和侧向稳定性。

(4)应根据设计要求设置施工缝和诱导缝，并保证其稳固、可靠、不变形、不漏浆。 (5)立内模之前，应对防水层、钢筋及预埋件工程进行检查，合格后办理隐蔽工程验收，进行下一道工序施工。

(6)一次立模浇捣高度超过3m时，应采取合理立模补强措施。 (7)混凝土掺加微膨胀剂时要满足14天的养护要求。

(8)侧墙混凝土浇灌时应分层(每层高不超过30cm)，浇捣连续不间断完成，分层浇捣时注意不出现漏震或过震。

(9)侧墙混凝土浇捣完成后，注意及时浇水养护，不少于14天。 (10)侧墙外模板的拆除时间不应少于7天。

3、中楼板施工

(1)应根据设计要求设置施工缝和诱导缝，并经验收后方可浇筑混凝土。 (2)中楼板梁、板的模板支架应采用满堂支架，其密度应满足强度和变形要求。 (3)中楼板预埋件、预留孔洞的设置经监理检查验收后，方可浇筑中楼板混凝土。 (4)中楼板底标高应考虑支架、搭板沉降及施工误差后，仍能满足下部建筑限界要求。 (5)中楼板达到设计要求的拆模强度后方可拆模。

4、顶板施工

除严格遵循上节中楼板施工要求外，还应在施工过程中采取如下措施： (1)跨度在8m以上的结构，必须在混凝土强度达到100%时方可拆除模板; (2)顶板混凝土终凝前应对顶面混凝土压实、收浆成细毛面; (3)终凝后应及时养护，并尽量采用蓄水养护，养护时间不少于14d; (4)顶板上堆放设备、材料等附加荷载前必须进行强度验算。

(5)养护期结束后应立即施作顶板防水层和防水保护层，采用砂浆或混凝土作保护层时应进行养护。