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地铁明挖基坑施工技术探究

发布日期:2020-06-18 15:03:23
地铁是我国城市交通体系中重要的交通方式之一,对于城市交通行业的发展具有重要意义,是现代化城市建设的重要组成部分。在地铁施工过程中,明挖基坑是重要的施工方法之一,对于工程建设及经济投入具有重要意义。地铁明挖基坑施工是在城市建筑群这种人口密集的地方实施基坑开挖,对于施工过程中的各方面要求更高,施工技术难度较大。 
地铁施工因为施工区域的原因,相较于其他工程项目施工具有较高的技术施工要求与安全保障要求。明挖基坑施工是地铁建设过程中最主要的施工方式之一,是在选定的地铁站位进行挖掘工作,直至挖掘深度达到地铁设计的标高,然后由基坑的底部向上开始主体结构施工的建设流程,并最终完成车站结构的建设工作。 
一、地铁明挖基坑施工技术的要点 
1、站位选址。在地铁明挖基坑施工过程中,首先要注重施工地点的位置问题,由于明挖基坑施工技术会产生较大的噪音以及施工震动,会对周围的居民造成巨大的生活影响,因此对于施工位置的选择要科学,尽量选择居民相对较少的地方。 
2、水文地质条件的风险评估。地铁明挖基坑施工要分析评估施工地区的地质环境及地下水的连通性等问题,根据风险评估的等级来采取相应的措施,避免在施工过程中出现由于施工区域自然环境因素而导致的地表开裂、地面下沉等现象,对明挖基坑施工造成不利影以及安全隐患。 
3、围护结构的选型。根据所需开挖深度工程地质和水文地质条件、车站周边环境情况等,确定基坑围护和支护结构的形式(例如:一般开挖深度大于10m以上的均采用地下连续墙,10m以内地质条件较差的采用灌注桩+止水帷幕的措施,较好的则采用SMW工法桩即可);受经济投入及设计条件的影响,有时设计的围护结构未能将承压水层隔断,那么在该点上就要采取相应的措施隔断承压水或坑内设置降压井的措施等,已减少开挖至基底出现突涌的风险。 
4、基坑内的降水。根据所在地区水文地质情况,深化基坑降水设计,确定每一井点的降水范围及井数,在开挖前一定时间内进行坑内降水,以疏干并加强坑内土体强度。降水深度控制在坑底一下0.5~1.0m;基坑内若布置减压降水井,则始终要保持承压水位位于安全埋深以下,确保基坑安全及施工顺利进行。开挖过程中必须保证降水井不被破坏。 
5、根据场地、支护结构及工期的要求,选择明挖基坑的设备及开挖方式。一般为长臂挖掘机、伸缩臂挖掘机+120挖掘机、60挖掘机,小型挖掘机的选择是根据支撑的纵向间距来确定。基坑开挖前首先进行降水试验,判断围护结构的渗漏情况,然后决定先开挖还是先堵漏。开挖严格遵循“时空效应”的理论,按照“分段、分层、对称、平衡、限时”和“先撑后挖、限时支撑、严禁超挖”的原则进行开挖。 
二、地铁明挖基坑施工技术重点探析 
地铁明挖基坑施工是多个施工环节构成的整体流程,在明挖基坑施工过程中,因为施工环节的差异性,使得每一个施工环节的技术重点也略有区别,主要表现在以下几个方面: 
1、围护结构施工的重点。围护结构施工过程不能以抢工期为目的而忽视质量,基坑最大的安全措施就是保证围护结构施工质量,必须保证围护结构每个环节的质量,从而才能减小基坑开挖的风险。对于广泛采用的地连墙围护结构,需保证地连墙砼的强度、密实性和整体性。成槽阶段,针对不同的地层,设置试验段,总结施工工艺参数,并及时调整泥浆的配置,严格控制泥浆的液位,保证泥浆液位在地下水1m以上,并不低于导墙顶面以下20cm,液位下落及时补浆,使槽内泥浆液面保持正常高度,泥浆储备量满足槽段开挖使用需要,以防塌方;砼浇筑阶段,需保证初灌量、连续浇筑及接缝部位处理,防止漏水,槽段间的接缝部位,若处理过程存在缺陷,必须标清部位,在围护结构外侧采取高喷补强堵水措施。 
2、开挖阶段的施工重点。明挖基坑施工要充分考察施工地点的地质,在工程开始前要进行详细的地质勘察工作,存在不良地质,则应该在基坑位置加密勘探点,力求准确。水文方面主要判断地下水位的标高、随季节、降水变化的情况,以及是否存在承压水;除了地质勘探,还可以查询当地资料,询问相关人员等;在实际施工中应积极比对地质情况,如发现施工中相应地层与设计提供有不符之处,应立即通知监理、设计、建设等单位,对采取施工方法、防护措施进行会议讨论,形成纪要;需要进行变更的,要及时办理相关手续,不可不顾工程实际情况盲目追求进度。在开挖阶段更要注重明挖基坑施工工艺符合标准化的施工流程,严格遵循“时空效应”的理论,按照“分段、分层、对称、平衡、限时”和“先撑后挖、限时支撑、严禁超挖”的原则进行开挖。避免因为施工工艺问题而造成的明挖基坑施工地域的地表环境遭到破坏,甚至导致附近建筑物下沉等严重现象。 
3、应急处理过程技术重点。施工应急处理环节是基坑开挖重要的安全保障措施,在施工过程中,因人为因素如:施工人员的施工操作不科学、施工工艺不达标准,或者不可预见性因素的影响如:恶劣的施工环境甚至突然的天气变化,都会对施工安全造成巨大的风险,因此必要的施工应急处理措施是保证地铁建设过程完满完成的必要措施,更是明挖基坑施工技术的重要安全保证。明挖基坑施工因其本身容易受各种外来因素和环境因素的影响,而使施工过程充满各类突发事件,如基底隆起、围护结构水平位移、坑底承压水突涌、周边房屋及管线沉降、围护结构渗漏、降水对周边环境的影响、边坡失稳、人员触电、支撑脱落等风险,针对以上突发事件,必须提前有针对性的应急措施,发现情况立即处理,确保人员和基坑的安全。 
三、地铁明挖基坑施工技术的安全施工策略 
第一,注重施工地点的地质情况勘察,确保施工能够顺利稳定进行。地质因素对于地铁明挖基坑的施工影响是巨大的,如果地质情况与地质勘察报告存在差异,施工人员在施工过程中就难以保证地铁明挖基坑施工的安全,甚至会造成支护体崩塌的严重安全事故,因此在地铁明挖基坑施工中,要对施工地点的地质环境因素进行详尽的地质勘察,以确保施工环节的顺利进行。 
第二,要完善施工监督工作,提升地铁明挖基坑施工技术的安全质量监督力度,保证明挖基坑施工的安全系数。监督工作是保证施工质量的必要手段,是施工流程中施工工艺、施工原材料的质量等影响施工质量因素的必要保障,要将监督工作深入到每一个施工环节之中,从项目原材料采购开始,直至施工结束后的验收过程,都要将监督机制严格的执行到其中,充分提升质量保证。第三,提高施工工艺的科学化、标准化要求,提升施工人员的专业能力,保证施工水平。地铁明挖基坑施工是风险较大的工艺流程,对于施工人员的专业能力具有较高的要求,要通过考核来充分提升对于施工人员的专业能力,避免出现因为施工人员专业能力不足而导致的施工问题,造成损失甚至导致安全事故的发生。 
四、结论 
明挖基坑是地下车站施工的重中之重,基坑开完安全与否事关地下车站施工成功,保证基坑开挖安全、顺利至关重要。明挖基坑施工过程中要加强对重要环节和技术要点的管控,针对不同地质条件采取不同的围护结构及防水措施,加强工艺流程标准管理、保證施工质量,关注施工监测、出现问题及时采取措施从而保证地铁建设顺利实施。 


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