地铁深基坑开挖施工工艺设计.doc

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1、- -地铁深基坑开挖施工工艺以市宁和城际轨道交通一期工程黄河路站基坑开挖为例摘要 近些年以来，我国的经济发生了突飞猛进的变化，人们的生活水平也得到了很大的提高，汽车已经成为大众化的产品，随着车辆总量的增加，交通变得越来越拥挤，为了缓解交通压力，各大城市开始兴建地铁。在地铁建设施工中，地铁车站的深基坑开挖一直是一个难点，本文笔者就根据自己在本学期的实习容，对地铁车站深基坑开挖施工中经常遇到的问题及施工控制要点、相关维护案等进行了分析，得出了以下结论：第一章 ：绪论（现在地铁的发展状况（最多两段），地铁站施工的一般法）1.1我国地铁的发展现状进入21世纪，我国地铁建设步入了快速发展的阶段，各大城市

2、地铁建设项目竞相开工。实践证明，地铁具有高效、节能、环保、运量大、速度快、安全性好、占用城市道路面积少、防空好等优点，对解决城市交通堵塞，改变城市布局，实现城市环境 和交通综合治理，引导城市走可持续发展之路起到了很大的作用。地铁所到之处交通压力缓解、楼宇兴旺、土地增值。随着经济的发展，地铁必将有着越来越广阔的 发展空间。但是，地铁工程的造价也是十分昂贵的，一般在5亿元/km左右，因此对地铁工程建设有着格的审批手续。正确选择有效的地铁施工法是地铁建设快速、安全、有效的有力保障。1.2地铁工程施工的主要技术经过近40年的发展，我国地铁修建法已由最初单一的明挖法发展到现在的明挖、暗挖、浅埋暗挖、矿山

3、法、盾构法等多种法并存，施工技术不断发展提高，已初步形成了专门的学科体系，极推动了地铁建设事业的快速发展。这些法各有优缺点，有各自适合的施工条件。1.1浅埋暗挖法 1.2.1浅埋暗挖法顾名思义，浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工 技术。其原理是：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工法，主要适用于粘性 土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖法省去了多报批、拆迁、掘路等程序，现被施工单位普遍采纳。1.2.2盾构法我国应用盾构法修建隧道始于20世纪5060年代的。最初是用于修建城市地下排水隧道，采用的是比较老式的盾构机（如网格式

4、、压气式、插板式 等），80年代末、90年代初开始采用土压式、泥水式等现代盾构修筑地铁区间隧道。盾构法具有安全、可靠、快速、环保等优点。随着盾构法研究的深入、工程应用的增多，盾构法施工技术以及盾构机修造配套技术也得到了发展提高：地铁隧道基本 全部采用盾构法修建，除区间单圆盾构外，目前正在使用双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道，此外还试验采用了形断面盾构修建地下通道；采用直径 11.2m的泥水盾构建成了路越江道路隧道，这也是目前我国最大直径的盾构机。地铁采用具有土压平衡、气压平衡和半土压平衡模式的新型复合式盾构 机成功应用于既有软土、又有坚硬岩以及断裂破碎带的复杂地层的地铁区间隧道修筑，大大拓展

5、了盾构法的应用围。、XX等城市虽然地质、 水文条件各不相同，但采用盾构法修建区间隧道均取得了成功。除了上述几点外，我国盾构技术的进步还表现在以下4个面：掌握了盾构机 的选型和配套技术，与外国合作设计生产盾构机，配套施工设备包括管片模具完全能够自行设计制造；掌握了盾构隧道的设计和结构计算技术以及防水技术；掌 握了盾构掘进 控制技术，如盾构掘进参数选择控制、碴土和压力管理、地表沉降控制、盾构机姿态和隧道轴线控制、管片防裂、同步注浆等，实现了信息化施工， 可以确保盾构施工的安全、优质、高效和环保；掌握了不同地质条件和复杂环境条件下的施工及相关的施工技术。我国盾构掘进速度最高已达 到月进400m以上，

6、平均进度一般为月进160200m，最高平均进度可达月进240m。地表沉降可控制在1030mm以，可以在距既有建、构 筑物不足1m的距离安全掘进隧道，既有建、构筑物的变形量可控制在25mm以下；隧道轴线误差可控制在3050mm以。1.3新奥法 新奥法（natm）是新奥地利隧道施工法的简称, 在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。 采用该法修建地下隧道时，对地面干扰小，工程投资也相对 较小，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也可以得到较好的保证。使用此法进行施工时，对于岩地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷 支护复合衬砌，必要时可做二次衬砌；对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖

7、支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后可施工。新奥法广泛应用于山 岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。当前,世界围应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展。 如智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站,车站位于城市道路下79m, 开挖面积230m2,相当于17m(宽)14m(高);我国自 1987 年在地铁首次采用新奥法施工复兴门车站及折返线工程,车站跨度达26m。针对我国城市地下工程的特点和地质条件, 新奥法经过多年的完善与 发展,又开发了“浅埋暗挖法”这一新法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性,而又较盾构法具有对地层较强的适应

8、性和高度灵活 性,因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程,如根据新奥法的基本原理,采用“群洞”案修建的地铁二号线越秀公园 站及地铁一期工程火车站站,断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工法，尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。1.4钻爆法我国地域广大、地质类型多样，、等城市处于坚硬岩地层中，地铁也有部分区段处于坚硬岩地层中，这种地质条件下修建地铁通常采用钻爆法开挖、喷锚支护（与通常的山岭隧道相当）。 钻爆法施工的全过程可以概括为：钻爆、装运出碴，喷锚

9、支护，灌注衬砌，再辅以通风、排水、供电等措施。在通过不良地质地段时，常采用注浆、钢架、管棚等 一系列初期支护手段。根据隧 道工程地质水文条件和断面尺寸，钻爆法隧道开挖可采用各种不同的开挖法，例如：上导坑先拱后墙法、下导坑先墙后拱法、正台阶 法、反台阶法、全断面开挖法、半断面开挖法、侧壁导坑法、cd法、crd法等。对于爆破，有光面爆破、预裂爆破等技术。对于隧道初期支护，有锚杆、喷混凝 土、挂网、钢拱架、管棚等支护法。及时的测量和信息反馈常用来监测施工安全并验证岩支护措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等几种法，其中在喷射 混凝土表面挂聚乙烯或聚氯乙烯板，然后再灌注二次混凝土衬砌被认为是一种效果良

10、好的防渗漏措施。2 地铁车站施工法的选择 车站既是地铁工程亮点所在，更是一个难点问题。对于车站的施工法而言，目前有明挖法、盖挖顺筑法、盖挖逆筑法、盖挖半逆筑法、明暗挖混合法、浅埋暗挖 法。原则上优先采用明挖法，其次是盖挖法，盖挖法中应优选盖挖逆筑法、盖挖半逆筑法，最后则是浅埋暗挖法，因为该法适用于交通要道、管线太多、不易开挖 的繁华市区。采用暗挖法施工的车站当中，柱洞法、侧洞法应用较多，而大断面施工应遵守大洞变小洞的施工原则，开挖法应按以下次序优选：正台阶开挖、cd 法开挖、crd法开挖、双侧壁导洞开挖（眼睛工法）进行，这样可以节约投资。近年来，我国也在研究采用盾构法修建地铁车站的技术，主要

11、集中在两种法上，一是采用多圆断面盾构一次建成地铁车站，另一种是采用区间盾构修建地铁车站。它的优势在于可以充分、有效地利用盾构设备，提高地铁工程 的建设质量、缩短建设期，达到总体上降低工程造价的目的。2.1明挖顺筑法明挖法是目前我国地铁车站采用最多的一种修 建法，主要有放坡明挖和维护结构的明挖（即基坑开挖）两种法。明挖顺筑法技术上的进步主要反映在基坑的开挖法和维护结构上，适应于不同的土层，基 坑的维护结构主要有地下连续墙、人工挖桩、钻灌注桩、smw工法桩、工字钢桩、加木背板和钢板桩围堰等。在基坑开挖面，有代表性 的是时空效应理论。地铁总结出在软弱地层中开挖、支撑和结构施工的一套法。首先采用大口井

12、进行基坑降水，以提高基地被动土的强度，然后，对基坑实施 分段开挖，随挖随支撑，控制坑底暴露时间（或对底板地层进行预加固），适时地浇注底板结构。同时，对基坑、边管线和建筑进行密监测，发现问题及时采取 措施。在基坑维护面的主要施工技术有3种：地下连续墙。该结构适合于饱水沙层、饱和淤泥土层等饱水软弱地层，既可以控制土压力，又 可以有效地阻隔地下水，同时还可以作为车站结构的一部分。人工挖桩和钻灌注桩。这两种施工法均是采用排桩桩墙来挡土和防水，实现基坑的维护。其 中，人工挖桩适合于地下水位较深或无水的地层，要求地层强度较高，其断面形式不受施工机具的限制，可以作成圆形和形，而且其施工质量和强度要高于普通

13、的钻灌注桩，但是，钻灌注桩具有较广的适用围，二者不能替代。smw工法桩。该法是在水泥土搅拌桩插入h型钢或其它种类的劲性材料，以增强水 泥土搅拌桩抗弯、抗剪能力。用这种法作成的基坑支护结构同时具有较好的防水功能，在610m的基坑中具备较强的技术优势，与地下连续墙相比，具有施工 速度快、占地少、无污染、防水效果好和造价低廉等优点。2.2盖挖逆筑法盖挖逆筑法同样适用于地铁车站的修筑，与明挖法相比，其优势在于减少交通封堵时间，减轻施工对于环境的干扰，其区别在于主体结构的施工顺序上。 该法的主要施工技术措施为：支撑桩采用以h型钢为柱芯的钢管或钻灌注桩，满足了沉降的控制要求；采用地下连续墙低注浆的法，增强

14、基底持力层的 刚性，使地下连续墙与临时支撑柱共同承受上部荷载，以减小差异沉降；逆作法开挖支撑施工工艺中，利用混凝土板对地下连续墙的变形起约束作用，在暗挖过程 中采用一撑两用的合理法，大大减少了工程量，加快了工程进度，控制了墙体位移。第二章、工程概况2.1工程概述及围环境条件黄河路站为宁和城际轨道交通一期工程中间站，位于规划江东南路与黄河路路口，沿江东南路呈东西向设置，黄河路站与规划新交通线有轨电车换乘，拟建黄河路站位于河区距淮河约1.6km、 距长江约2.5km，此外在该站南侧65m有一条东西走向的中心河，中心河系淮河支流，中心河两侧堤岸标高约6. 00-7.00m，河床最深处标高约4.5m，

15、水深1m左右，最深达2m，河宽约l0m; 车站所处四个象限均为已拆迁区。黄河路站设计为地下二层两跨岛式站台车站，车站标准段宽19.7m，高13.33m，车站总长189.4m。标准段基坑深15.78m，盾构井处车站宽度24.10m，基坑深17.09m。车站站台中心现状地面覆土1.8m，根据规划车站覆土变化最高处为3.5m。车站共设置4个出入口（含一个消防出入口）、2组风道。一个为新交通与地铁结合出入口。黄河路站位于位于规划江东南路与黄河路交叉口附近、江东南路下，远期江东南路规划有地面有轨电车。远期江东南路北侧规划以住宅混合用地为主，南侧一市政绿地、商办混合用地为主。 图2-1 黄河路站平面示意图

16、2.2工程地质与水文地质2.2.1工程地质情况黄河路站所处地层自上而下依次为-1杂填土、-2b4淤泥质粉质粘土、-3d3粉砂、粉砂夹粉质粘土、-4d2粉砂、细沙层、-5d1粉砂、细砂及-4e1卵。车站底板主要处于-3d3粉砂、粉砂夹粉质粘土及-4d2粉砂、细沙层中；地下连续墙底插入-5d1粉砂、细砂层中。车站软弱土、液化土普遍分布，其地基稳定性较差。详细见表2-1工程地质层分布与特征描述一览表表2-1 工程地质层分布与特征描述一览表层号地层名称颜色状态特征描述层底埋深(m)厚 度（m)最小最大最小最大-1杂填土杂色松散主要成分以碎砖块、碎等建筑垃圾混黏性土为主。0.604.500.604.50

17、2.462.46-2素填土灰黄色松散以粉质黏土为主，含少量碎砖块、碎子等建筑垃圾。0.702.900.702.902.002.00-1b2黏土、粉质黏土黄灰色、灰黄色可塑切面稍有光滑，韧性及干强度中等，含铁锰质结核。2.103.501.301.402.701.37-2b4淤泥质粉质黏土夹粉砂、淤泥质粉质黏土灰色局部浅灰色、灰褐色流塑夹粉砂薄层，单层厚约110mm，局部呈互层状，个别较厚，单层厚约510cm，具层理。5.5019.803.4017.2011.908.66-2c3粉土、粉砂青灰色、灰色稍密局部松散湿很湿，切面无光泽，摇振反应迅速，韧性及干强度低，局部夹粉质黏土薄层，单层厚约220m

18、m，含云母碎屑。9.1012.001.503.7010.272.77-3b4淤泥质粉质黏土灰色流塑夹粉砂薄层，单层厚约220mm。14.502.30-3d3粉砂(夹粉质黏土)、粉土青灰色、灰色稍密局部松散饱和，颗粒级配差，含云母碎屑，局部夹粉质黏土薄层，单层厚约110mm，局部较厚，约25cm。12.2019.802.2012.3016.125.83-4b4淤泥质(粉质）黏土黄灰色流塑夹粉砂薄层，单层厚约110mm，局部较厚约810cm。20.34.70-4d2粉砂、细砂灰色、青灰色中密局部密实饱和，颗粒级配差，含云母碎屑，局部夹粉质黏土薄层，单层厚约110mm，个别较厚约510cm，局部夹腐

19、植物薄层。23.044.204.7027.228.0411.95-5d1粉砂、细砂灰色、青灰色密实局部中密饱和，颗粒级配差，含云母碎屑，局部夹粉质黏土薄层，单层厚约110mm，局部较厚约20cm，局部为中砂。34.353.405.8027.0046.4117.91-5b2粉质黏土(夹粉砂)灰褐色、黄灰色可塑切面稍有光滑，韧性及干强度中等，夹粉砂薄层，单层厚约110mm。45.846.302.303.1046.002.63-4e1卵杂色密实主要矿物成分为英质砂岩，亚圆状，直径约26cm，含量约60，充填物为中粗砂。55.058.304.308.0057.085.54K2p-2强风化泥岩紫红色、砖

20、红色坚硬泥质结构，块状构造，岩芯破碎呈呈碎块状短柱状，遇水易软化，锤击易碎。56.158.370.371.102.2.2水文地质（1）地下水类型根据地下水赋存条件，本场区地下水类型主要为松散岩类隙水及基岩裂隙水。松散岩类隙水为本标段主要地下水类型，根据其埋藏条件和水力性质，又分为隙潜水、微承压水。隙潜水隙潜水近地表分布，含水层岩性主要为层人工填土及层淤泥质粉质黏土（夹粉砂）、粉土。由于含水层组成颗粒较细，其透水性和赋水性均较差。主要补给来源为大气降水、地表水入渗、灌溉水回渗，因区地势平坦，地下水径流比较滞缓，水力坡度仅在千分之几至万分之几，排泄式以自然蒸发、向长江等地表水体排泄以及少量的人工开

21、采为主。微承压水微承压水主要分布于层粉砂、细砂及层卵。隔水顶板为微不透水的层淤泥质粉质黏土、粉质黏土，隔水底板为下伏岩层。透水性、赋水性均较好，水量大，与下伏基岩裂隙水联系较为密切。主要补给来源为地下水径流的侧向补给及场外与其相通的上层隙潜水的越流补给，排泄式以侧向径流为主。基岩裂隙水基岩裂隙水为碎屑岩类裂隙水，含水岩组岩性为白垩系浦口组的碎屑岩类组成，分布广泛，其破碎较破碎岩体中风化裂隙、构造裂隙处有地下水分布，其透水性及赋水性受裂隙发育情况、充填物等影响分布不均，局部水量较大，其余为较完整的岩体中透水性和赋水性均较差。主要接受上部隙潜水或微承压水主的入渗补给，排泄式主要为径流。含水层之间的

22、水力联系覆盖层中潜水与承压水水力联系微弱。（2）地下水位黄河路站地下水位埋深、0.902.40m，水位变化主要受大气降水的影响，年水位变幅一般在1.01.5m之间。抗浮设防水位根据区域水文地质资料、各车站水文地质条件、车站底板埋深及基坑开挖深度等综合确定，本车站抗浮设防水位建议取场地整平标高以下0.50m。2.3工程重难点（1）工期紧为了保证青奥会举办时交通的便利，黄河路站应快速度完成土建施工，为后续的装修、电气工程施工提供条件。（2）土质差、地下水位高基坑开挖围地层主要为-1杂填土、-1a2粉质黏土、-2b4淤泥质粉质黏、-2c3粉土、-3d3粉砂、粉砂夹粉质黏土及-4d2粉砂、细砂，其中-

23、2b4淤泥质粉质黏为软土地层，-3d3粉砂为液化土层。其地下水类型主要为隙潜水、微承压水。隙潜水水位埋深0.92.40m，微承压水位埋深1.503.50m。（3）地下连续墙质量控制围护结构涉及到的土层主要有-1杂填土、-1a2粉质黏土、-2b4淤泥质粉质黏、-2c3粉土、-3d3粉砂、粉砂夹粉质黏土及-4d2粉砂、细砂，水文地质条件特殊，如果围护结构封闭不连续，连接不紧密，对整体围护结构的质量将产生极大影响，因此确保成墙质量是本工程控制的重点。（4）基坑抗浮本工程为地下工程，建筑物荷载较小，但基坑开挖深度大，地下工程埋深大，地下水位高，浮力较大，有可能出现结构自重不能抵抗地下水浮力，这种情况下

24、施工难度大，确保工程达到设计要本工程控制的重点。第三章 ：施工案3.1 总体施工案本工程大体分为以下几个步骤：1、地下连续墙施工2、高压旋喷桩施工3、三轴搅拌桩施工4、抗拔桩格构柱施工5、降水施工6、基坑开挖施工。其中基坑开挖施工是本文论述的重点。3.2地下连续墙施工根据现场实际情况、工期要求及施工总体安排， 80幅地下连续墙共投入两台成槽机挖槽、2个钢筋笼加工平台及后配套、一台150t及一台80t吊机、配合制作吊放钢筋笼施工。地下连续墙端头段深35.8m,标准段深32.78m，地下连续墙底部主要坐落于-5d1粉、细砂层中。3.3高压旋喷桩施工 根据地下连续墙施工进度，围护结构局部封闭之后，投

25、入两台引钻机，两台高压旋喷机、两台高压注浆泵，两台搅拌机，两台空压机及两台水泵。由车站西端头盾构井处的南、北两侧向车站东端头推进施工。对地下连续墙的接缝处进行加固止水处理。其加固深度为地下连续墙的墙底深度，桩径为800mm，桩间距600mm，咬合200mm。本车站的高压旋喷桩采用双管旋喷，其水泥用量为370kg/m3。3.4三轴搅拌桩施工黄河路站东端头（盾构接收端）、西端头（盾构始发端）均采用三轴搅拌桩对其进行加固，加固深度为隧道开挖轮廓线以下3 m。其中实桩的水泥掺量为20%，空桩的水泥掺量为7%。其加固采用的设备为三轴搅拌机一台、水泥浆自动拌合系统一套、注浆机两台、螺旋输送机一台、液压挖掘

26、机一台。3.5抗拔桩格构柱施工根据设计要求在车站主体结构中共施工18根抗拔桩，其中东、西端头各设置4根格构柱。抗拔桩有效桩长为25.4m，桩径为1m，其桩顶伸入结构底板10cm，格构柱插入抗拔桩4m。施工时采用一台回转钻机、一台工QY25汽车吊、一台泥浆泵保证其施工的顺利进行。3.6降水施工根据对地质情况采用在基坑布置30口降水井：基坑外布置20口应急备用井。3.7基坑开挖施工黄河路站起点里程为DK10+587. 200，终点里程为DK10+776. 600，有效站台中心里程为DK10+660.000。车站设计为地下二层两跨岛式站台车站，车站标准段宽19.7m，高13.33m，车站总长189.

27、4m。标准段基坑深15.78m，盾构井处车站宽度24.10m，基坑深17.09m。车站共设置4个出入口（含一个消防出入口）、2组风道。一个为新交通与地铁结合出入口。3.7.1深基坑开挖与支撑的参数确定根据本工程基坑的规模、几尺寸，围护墙体及支撑结构体系的布置，按照“时间效应”规律，采用分层、分段接力开挖法、实施中进行分块、对称、平衡开挖和支撑的顺序，并确定各工序的时限，施工参数如下：开挖分层的层数： n16每层分部开挖的数量：V600m3左右；分部开挖的时间限制：Tc810h；分部开挖后完成支撑的时间限制：Ts4h； 钢支撑预加轴力：N按设计要求； 每分层开挖高度H： H2m；在施工时，根据监

28、测的数据适当调整施工参数，并应注意作到减少开挖过程中的土体扰动围，最大限度减少坑边沉降的位移量和差异位移量。3.7.2基坑开挖施工工艺流程基坑开挖遵循“分段分层、由上而下、先支撑后开挖”的原侧，自西向东单向开挖。其开挖层数为6层，以下则为基坑开挖的工艺流程开挖从上到下分为6层开挖，开挖步序如下；第一步：开挖至第一道混凝土支撑底面标高，绑扎冠梁及支撑钢筋并浇筑其混凝土。第二步：待混凝土支撑达到设计强度后，开挖第二层及第三层土至第二道钢支撑底面标高以下0.5米，架设第二道钢支撑；第三步：开挖第四层土至第三道钢支撑底面标高以下0.5米，架设第三道钢支撑；第四步：开挖第五层土至第四道钢支撑底面标高以下

29、0.5米，架设第四道钢支撑；第五步：开挖至基坑底上0.20.3m 左右时，采用人工开挖至基坑底部，并施做接地网及其垫层。3.7.3基坑开挖顺序黄河路站基坑开挖遵从“纵向分段，竖向分层”的原则进行开挖，其详细分层及围见下表：表3-1 黄河路站基坑开挖分层表基坑开挖分层里程分层（m）开挖深度开挖面高程支撑高程备注西端盾构井开挖围（DK10+725.200DK10+742.200 ）第1层0.8006.1476.547冠梁及混凝土支撑底第2层3.0003.147第3层3.1000.0470.547第二道钢支撑第4层3.500-3.453-2.953第三道钢支撑第5层4.000-7.453-6.953

30、第四道钢支撑第6层2.622-10.基底东端盾构井开挖围（DK10+582.800DK10+597.700 ）第1层0.8006.1476.547冠梁及混凝土支撑底第2层3.0003.147第3层3.1000.0470.547第二道钢支撑第4层3.500-3.453-2.953第三道钢支撑第5层4.000-7.453-6.953第四道钢支撑第6层2.572-10.025基底基坑标准段开挖围（DK10+597.700DK10+725.200 ）第1层0.8006.1476.547冠梁及混凝土支撑底第2层3.0003.147第3层3.1000.0470.547第二道钢支撑第4层3.000-2.95

31、3-2.453第三道钢支撑第5层3.000-5.953-5.453第四道钢支撑第6层2.762-8.715基底3.7.4标准段土开挖开挖法在标准段土开挖时，由三台PC200挖掘机和一台PC60小型挖掘机进行配合，搭接土台，自西向东驳接开挖。除此之外，还在基坑南北两侧各放置一台PC320长臂挖掘机配合施工（主要开挖支撑较密集处土和倒运深度较深处土，加快其施工）。每层土开挖都开挖至每道钢支撑中心线以下0.5m。最后当挖掘机不能进行驳接开挖时，就只能采用长臂挖掘机对其进行土开挖。当土层标高在设计基底标高以上20cm-30cm时，采用人工清理整平。留置在基坑的挖掘机则采用200T汽车吊机对其进行吊装处

32、理（从基坑吊至基坑外）。基坑开挖时纵向放坡控制在1：3 以。对于雨季施工，或由于其他原因每段基坑开挖之间间隔时间较长时，坡表面覆盖彩条布，减少雨水渗入，确保土坡稳定。由于本基坑钢支撑间距4.3m6.3m，本基坑每循环开挖6m左右，每次安装两根支撑。每循环开挖出土量约600m3。开挖时间不超过10小时，随即在4小时以安装完成两根钢支撑并施加预应力。 图3-1 黄河路站标准段土开挖平面示意图一3.8冠梁、支撑梁施工3.8.1冠梁、支撑梁施工案本工程围护结构地下连续墙顶设置冠梁，将每幅地下连续墙连接为整体。现浇钢筋混凝土包括：冠梁、第一道砼支撑，冠梁、支撑梁采用分段整体一次浇注。钢筋混凝土冠梁及支撑

33、设计参数见表3-2。表3-2 冠梁、支撑梁设计参数表序号结构部位截面尺寸（mm）保护层厚度（mm）强度等级1黄河路站冠梁1000800（800800）35C302直撑600800303斜撑600800304连梁600600303.8.2冠梁施工工艺流程冠梁施工工艺流程图如下图所示：修凿桩顶至冠梁底标高人工挖土至冠梁底标高清洗、调直桩顶钢筋测量放线预埋件安装钢筋制作绑扎冠梁钢筋模板安装砼运输浇筑砼拆模养护图3-2 冠梁施工工艺流程图3.8.3冠梁施工法及技术措施（1）开挖及地下连续墙桩头破除测量放线，定出圈梁的中心线和边线，即可进行开挖工作，基坑侧用挖掘机挖出宽3m土槽，人工风镐破除圈梁底面标高

34、以上的桩头，露出新鲜混凝土。（2）钢筋施工墙顶桩头破除后，先调直地下连续墙墙顶锚固钢筋。圈梁钢筋预先在钢筋加工场按设计尺寸加工成半成品，并分类、分型号堆放整齐。施工前再次对照设计图纸进行检查，检验无误后运至施工现场。圈梁钢筋现场绑扎，主筋接长采用单面搭接焊。焊缝长度不小于10d，同一断面接头数量不得超过钢筋总数的50%。钢筋绑扎完成后，按要求埋设基坑护栏预埋件。（3）模板施工模板采用18mm厚竹胶板，外龙骨横向采用6m长的5cm10cm的木（4道），竖向采用1.8长48双拼钢管，间距50cm，横向采用2道对拉螺杆进行加固，其纵向间距为50cm。（4）砼浇注冠梁混凝土采用商品砼，直卸入模，插入式

35、振捣器振捣。使用插入式振捣器时，要使振捣棒垂直插入混凝土中，并插到下层尚未初凝层中50mm，以促使上下层相互结合，各插点间距不应超过其作用半径的1.5倍，在使用时，要做到“快插慢拔”的振捣要点，各插点振捣时间宜为1020s，并以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。在混凝土浇注完毕后1218h进行养护，养护时间不小于14d。3.9钢支撑支护体系施工3.9.1支撑施工部署（1）施工工艺钢支撑的安装施工工艺详见钢管支撑安装施工工艺流程图3-3。基坑开挖吊装钢支撑施加预加力楔块锁定拆除千斤顶钢支撑组拼保持一定时间施工监测施作砼腰梁图3-3 钢管支撑安装施工工艺流程图钢支撑现场安装需用50吨汽车吊吊装。整个支

36、撑系统的安装应密切与土开挖进度配合，格按照土开挖顺序组织安装施工。（2）钢管支撑的安装单根钢支撑安装其结构如钢围檩单组钢支撑结构示意图3-4所示。图中：膨胀螺丝；活动端头；钢支撑单元；大固定端头；钢楔；小固定端头图3-4 钢围檩单组钢支撑结构示意图固定、活动端头的安装为了保证钢管只受垂直轴力，固定、活动端头的面必须垂直相应预埋件中点的连线。固定端头的安装需用25吨汽车吊吊装。中间节的安装测量固定、活动端头的距离，截取相应中间节钢管的长度。用25吨汽车吊吊起中间节放在中间，上紧中间节与固定端头的螺丝。为确保平直，法兰螺栓应采用对角和分等分顺序拧紧。施加预应力钢管支撑端部（仅一端）设预加轴力装置，

37、其端部构造及预加轴力法见钢管横支撑端部构造及预加应力法示意图所示。用2台100千斤顶施加预应力，当达到设计值后，塞紧钢楔块并焊接牢固后拆除千斤顶。千斤顶本身必须附有压力表，使用前需在实验室进行标定，两台必须同步施加顶力，端头、千斤顶各轴线要在同一平面上。复加预应力当第一次加压至80时，检查有无异常，如螺栓松动、支撑存在位移等，若无则进行复加预应力至设计值。3.9.2支撑设计轴力及预加力黄河路站钢支撑设计轴力及预加轴力的情况分别见表3-3钢支撑的设计轴力表、表3-4钢支撑的预加轴力表。表3-3 钢支撑设计轴力表基坑分段第二道/KN第三道/KN第四道/KN第三道换撑/KN标准段2415.28243

38、4.472012.171210.64盾构井段1500.872554.942128.991851.32表3-4钢支撑预加轴力表截面第二道/KN第三道/KN第四道/KN盾构井段6001000800标准段120012001000当昼夜温差过大，导致支撑预应力损失时，立即在当天低温时段复加预应力至设计值。当墙体水平位移速率超过警戒值时，可适当增加支撑轴力以控制变形，但复加后的支撑轴力和围护结构处弯矩必须满足设计安全度要求。每日围护墙变形速率2mm，且第一道已施加的支撑轴力80%的设计轴力时，在晚间温度最低时复加预应力至80%的设计轴力。当轴力变化大于3%时，按规定复加轴力。3.10接地网安装3.10.

39、1工艺流程施工工艺流程如“图3-5”所示。测 量 放 线垂直接地体钻孔垂直接地体敷设水平接地沟开挖水平接地体敷设并与垂直接地体连接接地引出线施工回填水平接地沟接地电阻检测完 成补救方案：如增设垂直接地体等合格不合格图3-5 接地网施工工艺流程图3.10.2施工法在每节段土开挖至设计标高后，测量放线出垂直接地体及水平接地网位置。水平接地网采用人工挖槽埋设，垂直接地体采用XY-100型地质钻机造埋设。垂直接地体与水平接地网在敷设的同时边均应施放降阻剂，使降阻剂握裹接地体，降低电阻。水平均压带不施放降阻剂，为使接地网形成连通回路，垂直、水平接地体交叉处均应采取气焊法将其焊牢。310.3接地网施工技术

40、措施（1）接地网在车站底板垫层下的埋设深度不小于0.6m，若底板垫层底部标高有变化，仍应保持0.6m的相对关系。（2）接地网的引出线，要求引出车站底板以上0.5m。为防止结构钢筋发生电化学腐蚀，必须用绝缘热缩带进行绝缘处理，为防止地下水沿引出线渗入地底结构，引出线上还应安设止水环。（3）接地引出线应妥善保护，防断裂。（4）每一节段接地网施工完备后应进行接地电阻、接触电位关芨跨步电位差测试，如不满足相关标准要求，则视具体情况进行处理。（5）水平接地网沟用粘性土回填密实后可进行下道工序的施工。3.11土回填3. 11.1施工机具（1）装运土机械有：装载机、自卸汽车等。（2）碾压机械有：平碾、羊足碾

41、和振动碾等。（3）一般机具有：蛙式或柴油打夯机、手推车、铁锹、钢尺等。3 11.2作业条件（1）施工前应根据工程特点、填土料种类、密实度要求、施工条件等，合理地确定填土料含水量控制围、虚铺厚度和压实遍数等参数；重要回填土工程，其参数应通过压实试验来确定。（2）填土前应对填基底和已完工程进行检查和中间验收，合格后要作好隐蔽检查和验收手续。（3）施工前，应做好水平高程标志布置。如大型基坑或沟边上每隔1m钉上水平桩橛或在邻近的固定建筑物上抄上标准高程点。大面积场地上或地坪每隔一定距离钉上水平桩。（4）确定好土机械、车辆的行走路线，应事先经过检查，必要时要进行加固加宽等准备工作。3.11.3施工工艺流

42、程土回填施工工艺流程如下图所示：防水层及其保护层基底清理、验收粘土铺筑整平打夯机夯实合格、循环2次土料选择确定参数密实度检验土料铺筑整平合格压路机碾压循环回填至设计标高密实度检验结束不合格不合格图3-6 土回填施工工艺流程图3. 11.4土回填施工要点车站明挖基坑回填在结构侧墙及顶板砼达到设计强度并做好防水层和保护层后，分段分层对称进行回填。（1）基坑回填料除纯粘土、淤泥、粉砂、杂土，有机质含量大于8%的腐植土、过湿土和大于15cm块外，其他均可回填，但顶板必须采用粘土回填，其宽度（厚度）不少于0.5m。（2）各类回填土，使用前应分别取样测定其最大容重和最佳含水量并做压实试验，确定填料含水量控

43、制围、铺土厚度和压实密度等参数。（3）回填土为粘性土或砂质土时，应在最佳含水量时填筑，如含水量偏大应翻松晾干或加干土拌匀；如含水量偏低，可洒水湿润，并增加压实遍数或使用重型压实机械碾压。回填料为碎类土时，回填或碾压前宜洒水湿润。（4）基坑必须在主体结构顶板砼达到设计强度后回填。基坑回填前，应将基坑积水、杂物清理干净，并经检验合格后可回填。（5）基坑回填时机械或机具不得碰撞结构及防水保护层。结构两侧和顶部50cm围以及地下管线围应采用人工使用小型机具夯填。基坑回填土采用机械压碾时，宜薄填、慢行、先轻后重、反复压碾，并按机械性能控制行驶速度，压碾时的搭接宽度不小于50cm。人工夯填时夯与夯之间重叠

44、不小于1/3夯底宽度。（6）结构顶50cm围采用人工或小型机械夯填，分层厚度不大于20cm，夯实次数3-4次，50cm以上围采用机械平碾，分层厚度为25cm-30cm，压实次数6-8次。（7）基坑雨季回填时应集中力量，分段施工，工序紧凑，取、运、填、平、压各环节紧跟作业。雨季施工，雨前应及时压完已填土层并将表面压平后，做成一定坡势。雨中不得填筑非透水性土壤。（8）质量检测每层填筑前，先对下一层进行质量检测，人工夯填时按每500m2取样一组，每组不应小于6个点。机械碾压时，按每1000m2取样一组。3.12 降水施工在基坑开挖过程中，势必会遇到基坑降水的问题，为了降低坑土体含水量，提高坑土体强度，增加被动区土抗力。也为了降低开挖围土体的含水率，便挖掘机和工人在坑施工作业。还有降低坑底承压水位降至开挖面以下1m，防止基坑涌水，增加基坑底板稳定性，在施工过程中需要把基坑降水作为一项重要的施工步骤。（1）坑降水井布置地连墙及降水井概化图见图3-7。通过模型的运算分析，基坑布置30口降水井（包含20%的备用兼观测井）可将基坑地下水位降至基坑底板1m以下（标高-10-12m、埋深1719m），坑外水位降至标高0.00m（埋