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【摘 要】 地铁车站超深超大基坑是影响施工进度和施工质量的重要因素，因此处理好深基坑施工中出现的问题，运用好施工技术，对地铁总体施工具有重要意义。本文主要谈谈地铁车站超深超大基坑施工技术。
【关键词】 地铁车站;深基坑;施工技术
前言：
由于城市化步伐加快，城市交通压力逐渐增大，随着我国各大城市地铁的修建，压力有所减缓，但是，由于地铁修建线路不断增加，这就需要大量换乘车站，在这些车站的修建施工过程中，常常会出现深基坑施工情况，使得施工难度增大，这就需要进一步研究地铁车站超深超大基坑施工技术，使得施工进度和质量都得到保证。
一、施工概况及施工难点
（一）工程概况
工程及地质概况黄贝岭站总长为520.57m，包括车站本体316.830m及折返线明挖区间203.74m。围护结构采用地下连续墙+钢管内支撑体系。车站标准段外包总宽度41.4m，折返线明挖区间标准段外包总宽度10.9m。车站基坑深约18m。车站基坑围护结构采用800mm厚地下连续墙（C30S8），采用Φ609、t=16钢管内支撑，在大跨地段（即车站主体段）采用400×400×21×13H型钢格构柱作为临时立柱，基坑内设管井降水。
（二）施工难点
1、基坑宽度大，中间设置两排临时立柱及连系梁，支撑不能一次拼接成型，可能会导致钢支撑轴力方向不垂直与地下连续墙，发生变形，致使基坑失稳。另本工程基坑主要在夏季施工，昼夜温差大，且支撑较长，为钢制材料，导致支撑的温度应力同样对基坑的稳定性影响较大。
2、车站主体段宽度为41.4m，土方开挖过程中支撑架设困难，且在垂直于基坑方向上一次开挖距离过长，容易造成支撑架设不及时，导致基坑变形，不稳定。
二、地铁车站深基坑施工的特点
（一）深基坑工程具有较强的环境效应
由于城市的地下和地下管网密集，建筑物较多，这样地铁车站深基坑在开挖时因地基中地下水位和应力场的变化，会引起周围地基土体变形，从而对相邻的建筑物及管网造成威胁，同时，深基坑开挖时大量的土方工程，因其运输的需要，会对周围的交通也会产生很大的影响，因此在深基坑施工时要注意环境效应。
（二）基坑支护工程的事故隐患较大
地铁车站深基坑施工时，为了保证工程的开挖和施工的需要，需要利用基坑支护技术保证在施工期间挡住水和土，并保证施工过程中对周围的建筑和管线不产生影响。但现阶段，我国的深基坑支护技术较为复杂，在实际工程施工中还存在着一些问题，这些问题都存在着引发支护事故的可能，一旦支护失效，那所造成的损失将会十分严重，因此在具体施工中，要采取科学合理的支护结构，从而保证深基坑施工的顺利进行。
三、地铁车站深基坑施工技术
（一）超深超大围护结构选择
地铁围护结构形式主要有桩加钢支撑体系、桩加锚索支撑体系及较浅基坑中应用较多的土钉墙支护，一般采用坑外降低上层滞水及少量浅水。基坑支护设计的基础和难点是土层的侧向土压力的确定上，采用什么样的土压力模式，侧向土压力系数怎么选取，放坡支护体系的土压力是什么样，桩支护中施加预应力又是怎样一个情况，凭空想象或单纯计算很难说清楚。在基坑常用的计算软件中，地铁以同济启明星和理正基坑计算软件居多，其计算结果主要受工况、预加应力、支撑设置位置、一次开挖深度等影响，同时又受选取的规范及计算公式等制约。在计算中应选取当地规范或国家规范作为主要依据，在计算参数、围护尺寸、支撑方式等方面应尽量采用本地成熟经验做法，同时又要根据基坑特点、周边环境、地质情况适当变通。同时我们创新采用了“隔”、“降”、“灌”并举的基坑工程承压水危害综合治理技术体系，对地铁周边建筑沉降“严防死守”。该技术体系中的“隔”是指利用基坑围护结构，必要时适当加深，使之形成封闭式或悬挂式隔水帷幕，可大幅度减少抽水量;“降”是指按降水最小化原则优化降水方案，尽量少抽水;“灌”则是将抽出的地下水再次回灌人原来的地层，进一步减少大地沉降。本地铁基坑深达3.lm，施工需抽降地下85m的第二层承压水。
（二）地铁深基坑施工技术
1、开挖方法
（1）基坑开挖采用“品”字形方式进行，中间拉槽放坡开挖（见图1）。
图1 土方开挖分台阶示意图
（2）基坑开挖采用后退式分层、分段接力开挖方法，开挖时遵循“时空效应”原则，在开挖中按“分段、分层、对称、平衡、限时”五个要点，即“水平分段、竖向分层、两侧对称、先支后挖”的要点。加强施工监测，以监测指导施工，作到信息化施工。
（3）标准段基坑按三至四级分层开挖、每层高度4～5m左右。水平分段7m左右，各层土体边坡不大于1：1坡度。
（4）采用2台PC200反铲挖掘机接力倒土，中间配备2台PC200反铲挖掘机挖土接力，基底拟采用2台PC200反铲挖掘机进行基底开挖及上层转土。
2、支撑架设
钢支撑深基坑钢管内支撑体系是保证深基坑稳定关键因素，根据土体侧压力值确定钢管直径、管壁厚度等参数。角部支撑由于受力复杂是内支撑体系控制的关键环节，为防止角部支撑滑动应安装防滑装置。在基坑开挖过程中充分利用“时空效应”，钢支撑的安装和预应力的施加应控制在12h以内。
施工中应作到随挖随撑，防止开挖深度与钢支撑架设不匹配造成基坑监测值变化异常，影响基坑稳定。本工程基坑竖向内支撑设5道钢支撑，1道底撑换撑，钢支撑采用Φ609mm钢管，管壁厚度12mm，第一道支撑于桩顶冠梁上，水平间距6m，其他钢支撑水平间距3m。钢支撑施工配合土方施工展开。钢管支撑在基坑旁提前拼装，开挖到钢管支撑标高时，安装三角托架，架设钢围檩。钢围檩与钻孔灌注桩之间预留60mm的水平通长空隙，其间用C30细石混凝土添嵌，及时用龙门吊装安设钢围檩与钢管横撑，通过液压千斤顶对钢管支撑活动端端部施加预应力。 本工程基坑施工主要处于夏季，经现场量测钢支撑表面温度（采用电子测温仪UT301A），昼夜温差相差约18℃，根据现场监测，昼夜支撑轴力变化平均约500kN，对基坑稳定性影响较大，必须采取对应措施以保基坑安全。考虑到施工的安全等情况，主要采取钢支撑覆盖麻袋，并在中午温度高时洒水降温等措施。
（三）地铁车站深基坑变形监测
1、坑底土体隆起变形监测。由于土方的开挖，造成在垂直方向上的土体的荷载发生改变，坑底的土体的原始应力的平衡被破坏，造成坑底土体的隆起#在基坑开挖初期，垂直方向上的隆起较为明显，随着开挖的不断深入以及土体注浆加固等工程的实施，坑体中部的隆起会得到有效控制，但坑体四周围护墙会随着土体的回弹而被抬高，坑底土体的隆起会随着基坑开挖工程的结束和土体加固工程的实施而很快停止。同时，在基坑开挖较浅时，坑底土体隆起不会对围护墙的内向移动造成影响，但开挖到一定深度时，就要观测围护墙的内移动情况。
坑底隆起造成的变形一般采用精密水准仪、木质钢瓦标尺，按一等或二等沉降观测精度要求，采用闭合水准线路进行施测。同时，要在不同的时间，对设置的同一观测点进行多个测回的观测，计算观测点的高程变化值，通过数据处理分析，计算实际沉降值。（图2）
图2 基坑地表沉降曲线
2、围护墙体变形监测。围护墙体的变形一般分为水平方向和垂直方向两种。围护墙体水平方向上的变形是由于基坑开挖深度的增加，使得围护墙体内侧土体对围护墙外土体的支撑和作用力化解，外侧土体向内的主动压力全部作用在围护墙上，造成墙体的向内位移和倾斜。同时，这种向内的压力是不均匀分布的，靠近坑体底部位置的主动压力小，所以墙体的变形也较小，而靠近坑体上部的压力则较大#而这种压力也是引起周围地层移动的重要原因，因此，要密切观测围护墙的水平方向上的位移量，做好围护墙的加固和稳定工作#保证基坑自身开挖安全的同时，保证周围建筑物基础的稳定性、围护墙体水平和垂直方向上的沉降一般采用基准线法、小角度、极坐标法、前方交汇法或是导线法进行测量，一般在围护墙上均匀的选择一定数量的观测点，对观测点进行周期性的观测，对数据进行分析和比对，准确把握围护墙的整体变形特征。
四、结语
综上所述，因为地铁车站深基坑工程施工是一个复杂的过程，其不仅环境复杂、施工方案也需要长时间、多次数的修改才能最终确定，而且施工难度大，一不小心就会有安全事故发生。所以，在深基坑施工中，必须严格按照施工的方案进行，并做好实时监测，采用有效的方法保证深基坑的安全施工。
参考文献：
[1]王连山，焦苍，奚正平.信息化施工技术在地铁基坑施工中的应用[J].铁道工程学报，2006，02：79-82.
[2]赵云非，王晓琳.城市地铁深基坑施工渗漏水原因分析与预防[J].隧道建设，2013，03：242-246.
【关键词】 地铁车站;深基坑;施工技术
前言：
由于城市化步伐加快，城市交通压力逐渐增大，随着我国各大城市地铁的修建，压力有所减缓，但是，由于地铁修建线路不断增加，这就需要大量换乘车站，在这些车站的修建施工过程中，常常会出现深基坑施工情况，使得施工难度增大，这就需要进一步研究地铁车站超深超大基坑施工技术，使得施工进度和质量都得到保证。
一、施工概况及施工难点
（一）工程概况
工程及地质概况黄贝岭站总长为520.57m，包括车站本体316.830m及折返线明挖区间203.74m。围护结构采用地下连续墙+钢管内支撑体系。车站标准段外包总宽度41.4m，折返线明挖区间标准段外包总宽度10.9m。车站基坑深约18m。车站基坑围护结构采用800mm厚地下连续墙（C30S8），采用Φ609、t=16钢管内支撑，在大跨地段（即车站主体段）采用400×400×21×13H型钢格构柱作为临时立柱，基坑内设管井降水。
（二）施工难点
1、基坑宽度大，中间设置两排临时立柱及连系梁，支撑不能一次拼接成型，可能会导致钢支撑轴力方向不垂直与地下连续墙，发生变形，致使基坑失稳。另本工程基坑主要在夏季施工，昼夜温差大，且支撑较长，为钢制材料，导致支撑的温度应力同样对基坑的稳定性影响较大。
2、车站主体段宽度为41.4m，土方开挖过程中支撑架设困难，且在垂直于基坑方向上一次开挖距离过长，容易造成支撑架设不及时，导致基坑变形，不稳定。
二、地铁车站深基坑施工的特点
（一）深基坑工程具有较强的环境效应
由于城市的地下和地下管网密集，建筑物较多，这样地铁车站深基坑在开挖时因地基中地下水位和应力场的变化，会引起周围地基土体变形，从而对相邻的建筑物及管网造成威胁，同时，深基坑开挖时大量的土方工程，因其运输的需要，会对周围的交通也会产生很大的影响，因此在深基坑施工时要注意环境效应。
（二）基坑支护工程的事故隐患较大
地铁车站深基坑施工时，为了保证工程的开挖和施工的需要，需要利用基坑支护技术保证在施工期间挡住水和土，并保证施工过程中对周围的建筑和管线不产生影响。但现阶段，我国的深基坑支护技术较为复杂，在实际工程施工中还存在着一些问题，这些问题都存在着引发支护事故的可能，一旦支护失效，那所造成的损失将会十分严重，因此在具体施工中，要采取科学合理的支护结构，从而保证深基坑施工的顺利进行。
三、地铁车站深基坑施工技术
（一）超深超大围护结构选择
地铁围护结构形式主要有桩加钢支撑体系、桩加锚索支撑体系及较浅基坑中应用较多的土钉墙支护，一般采用坑外降低上层滞水及少量浅水。基坑支护设计的基础和难点是土层的侧向土压力的确定上，采用什么样的土压力模式，侧向土压力系数怎么选取，放坡支护体系的土压力是什么样，桩支护中施加预应力又是怎样一个情况，凭空想象或单纯计算很难说清楚。在基坑常用的计算软件中，地铁以同济启明星和理正基坑计算软件居多，其计算结果主要受工况、预加应力、支撑设置位置、一次开挖深度等影响，同时又受选取的规范及计算公式等制约。在计算中应选取当地规范或国家规范作为主要依据，在计算参数、围护尺寸、支撑方式等方面应尽量采用本地成熟经验做法，同时又要根据基坑特点、周边环境、地质情况适当变通。同时我们创新采用了“隔”、“降”、“灌”并举的基坑工程承压水危害综合治理技术体系，对地铁周边建筑沉降“严防死守”。该技术体系中的“隔”是指利用基坑围护结构，必要时适当加深，使之形成封闭式或悬挂式隔水帷幕，可大幅度减少抽水量;“降”是指按降水最小化原则优化降水方案，尽量少抽水;“灌”则是将抽出的地下水再次回灌人原来的地层，进一步减少大地沉降。本地铁基坑深达3.lm，施工需抽降地下85m的第二层承压水。
（二）地铁深基坑施工技术
1、开挖方法
（1）基坑开挖采用“品”字形方式进行，中间拉槽放坡开挖（见图1）。
图1 土方开挖分台阶示意图
（2）基坑开挖采用后退式分层、分段接力开挖方法，开挖时遵循“时空效应”原则，在开挖中按“分段、分层、对称、平衡、限时”五个要点，即“水平分段、竖向分层、两侧对称、先支后挖”的要点。加强施工监测，以监测指导施工，作到信息化施工。
（3）标准段基坑按三至四级分层开挖、每层高度4～5m左右。水平分段7m左右，各层土体边坡不大于1：1坡度。
（4）采用2台PC200反铲挖掘机接力倒土，中间配备2台PC200反铲挖掘机挖土接力，基底拟采用2台PC200反铲挖掘机进行基底开挖及上层转土。
2、支撑架设
钢支撑深基坑钢管内支撑体系是保证深基坑稳定关键因素，根据土体侧压力值确定钢管直径、管壁厚度等参数。角部支撑由于受力复杂是内支撑体系控制的关键环节，为防止角部支撑滑动应安装防滑装置。在基坑开挖过程中充分利用“时空效应”，钢支撑的安装和预应力的施加应控制在12h以内。
施工中应作到随挖随撑，防止开挖深度与钢支撑架设不匹配造成基坑监测值变化异常，影响基坑稳定。本工程基坑竖向内支撑设5道钢支撑，1道底撑换撑，钢支撑采用Φ609mm钢管，管壁厚度12mm，第一道支撑于桩顶冠梁上，水平间距6m，其他钢支撑水平间距3m。钢支撑施工配合土方施工展开。钢管支撑在基坑旁提前拼装，开挖到钢管支撑标高时，安装三角托架，架设钢围檩。钢围檩与钻孔灌注桩之间预留60mm的水平通长空隙，其间用C30细石混凝土添嵌，及时用龙门吊装安设钢围檩与钢管横撑，通过液压千斤顶对钢管支撑活动端端部施加预应力。 本工程基坑施工主要处于夏季，经现场量测钢支撑表面温度（采用电子测温仪UT301A），昼夜温差相差约18℃，根据现场监测，昼夜支撑轴力变化平均约500kN，对基坑稳定性影响较大，必须采取对应措施以保基坑安全。考虑到施工的安全等情况，主要采取钢支撑覆盖麻袋，并在中午温度高时洒水降温等措施。
（三）地铁车站深基坑变形监测
1、坑底土体隆起变形监测。由于土方的开挖，造成在垂直方向上的土体的荷载发生改变，坑底的土体的原始应力的平衡被破坏，造成坑底土体的隆起#在基坑开挖初期，垂直方向上的隆起较为明显，随着开挖的不断深入以及土体注浆加固等工程的实施，坑体中部的隆起会得到有效控制，但坑体四周围护墙会随着土体的回弹而被抬高，坑底土体的隆起会随着基坑开挖工程的结束和土体加固工程的实施而很快停止。同时，在基坑开挖较浅时，坑底土体隆起不会对围护墙的内向移动造成影响，但开挖到一定深度时，就要观测围护墙的内移动情况。
坑底隆起造成的变形一般采用精密水准仪、木质钢瓦标尺，按一等或二等沉降观测精度要求，采用闭合水准线路进行施测。同时，要在不同的时间，对设置的同一观测点进行多个测回的观测，计算观测点的高程变化值，通过数据处理分析，计算实际沉降值。（图2）
图2 基坑地表沉降曲线
2、围护墙体变形监测。围护墙体的变形一般分为水平方向和垂直方向两种。围护墙体水平方向上的变形是由于基坑开挖深度的增加，使得围护墙体内侧土体对围护墙外土体的支撑和作用力化解，外侧土体向内的主动压力全部作用在围护墙上，造成墙体的向内位移和倾斜。同时，这种向内的压力是不均匀分布的，靠近坑体底部位置的主动压力小，所以墙体的变形也较小，而靠近坑体上部的压力则较大#而这种压力也是引起周围地层移动的重要原因，因此，要密切观测围护墙的水平方向上的位移量，做好围护墙的加固和稳定工作#保证基坑自身开挖安全的同时，保证周围建筑物基础的稳定性、围护墙体水平和垂直方向上的沉降一般采用基准线法、小角度、极坐标法、前方交汇法或是导线法进行测量，一般在围护墙上均匀的选择一定数量的观测点，对观测点进行周期性的观测，对数据进行分析和比对，准确把握围护墙的整体变形特征。
四、结语
综上所述，因为地铁车站深基坑工程施工是一个复杂的过程，其不仅环境复杂、施工方案也需要长时间、多次数的修改才能最终确定，而且施工难度大，一不小心就会有安全事故发生。所以，在深基坑施工中，必须严格按照施工的方案进行，并做好实时监测，采用有效的方法保证深基坑的安全施工。
参考文献：
[1]王连山，焦苍，奚正平.信息化施工技术在地铁基坑施工中的应用[J].铁道工程学报，2006，02：79-82.
[2]赵云非，王晓琳.城市地铁深基坑施工渗漏水原因分析与预防[J].隧道建设，2013，03：242-246.