谈地铁深基坑支护结构设计及施工技术

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摘要:当前，城市轨道交通的运营已成为缓解地上交通压力的重要途径。在此背景下，地铁工程建设规模也逐步扩大。对此，在实际工程项目中，为确保地铁深基坑支护稳定性需注重对支护结构的设计，施工单位必须根据施工要求来选择相适应的支护施工技术。本文根据某地铁工程深基坑的施工状况，围绕其支护结构展开设计，并总结其施工技术要点，最终取得了良好的施工效果。

关键词:地铁工程;深基坑支护;支护设计

前言

地铁深基坑支护结构对车站整体稳定性具有重要影响，因此，合理的设计方案以及科学的施工技术十分关键，是地铁车站保持正常功能的重要前提。故而，施工单位需高度注重与地铁深基坑有关的各项工作，并经全方位分析后提出合适的设计方案，同时将其作为指导，辅以科学的支护施工技术，以最终提高施工安全性，创造高品质工程项目。

1工程概况

汽车东站的功能定位是2号线与4号线的换乘站，站址位于山东省青岛市辽阳东路与深圳路交叉口，总长度204．8m。本车站施工选择的是半明挖半暗挖相结合的方式，主要分两部分，即北侧明挖与南侧暗挖，对应施工长度分别为117．71、87．09m。在结构方面，明挖段采取的是两层两跨框架结构，暗挖段施作拱顶曲墙，并辅以仰拱。

2地铁深基坑支护结构设计分析

2．1前期的工程勘察分析

1)创造安全的深基坑施工环境是首要目标，经前期勘察后掌握施工现场的整体情况，对地下水分布的分析，以此为基础提出适应于深基坑支护结构的可行设计方案，以便为后续施工提供引导，确保结构稳定性，从源头上消除安全隐患。2)勘察工作涵盖的覆盖面较广。其中，岩土勘察是重点内容，有助于掌握现场的岩土性质，为支护结构设计方案的制定提供指导。

2．2设计前的准备分析

1)根据地铁深基坑支护结构的基本施工要求，收集与之相关的参考资料，并结合实际勘察结果来做好各项准备工作，以便给支护结构设计提供依据。2)分析与工程主体有关的勘察资料，如平面布置图等，并以此为参考确定合适的支护类型，从而为地铁深基坑提供可靠的支护。3)地铁深基坑支护施工中应得到大量设施的支持。因此，施工单位需对其展开全方位的检查，并将设计前的各项准备工作落实到位。

2．3深基坑支护结构设计要点分析

1)从深基坑施工的现场情况出发，选择合适的支护类型，此项工作是确保深基坑支护合理性的必要前提。2)根据支护技术应用状况，如钢板桩、钻孔灌注桩等都是较为典型的支护结构，在设计时应结合实际情况合理选择。3)由高水平的设计人员完成本次深基坑支护设计工作，并完善设计方案，以提高其可行性。

3初期支护

南侧采取暗挖的方式，形成A－A断面和B－B断面，具体分布情况见图1。1)A－A断面支护工艺:①设置间距为0．75m的格栅钢架;②喷射C25混凝土从而形成厚度为35cm的衬砌结构;③搭设双层钢筋网片，操作方法为Φ8钢筋20cm×20cm间距;④选择规格为长3．5mΦ25中空注浆锚杆，该结构置于拱墙范围内，按1．2m×0．75m的间距依次布设;⑤每步开挖拱脚处采取支护措施，增设4根Φ42锁脚锚管;⑥选取I22a工字钢，置于导洞中部，此部分结构可发挥出竖撑与横撑的作用;⑦参照格栅钢架的设计方案，完成临时支撑的搭设作业，于该处喷射C25混凝土。2)B－B断面支护工艺:①设置间距为0．5m的格栅钢架;②喷射C25混凝土从而形成厚度为35cm的衬砌结构;③搭设双层钢筋网片，操作方法为Φ8钢筋20cm×20cm间距;④选择规格为长3．5mΦ25中空注浆锚杆，该结构置于拱墙范围内，按1．2m×0．5m的间距依次布设;⑤每步开挖拱脚处采取支护措施，增设2根Φ42锁脚锚管;⑥选取I22a工字钢，置于导洞中部，此部分结构可发挥出竖撑与横撑的作用;⑦参照格栅钢架的设计方案，完成临时支撑的搭设作业，于该处喷射C25混凝土。

3．1格栅钢架施工

在暗挖段施工中，所采取的支护方式是搭建格栅钢架:①钢筋主筋选择的是Φ28mm螺纹钢，由4根构成;②连接筋均使用的是Φ28mm钢筋;③设置有横撑与竖撑结构，所用构件均为I22a工字钢。另外，要以设计要求为准，洞外搭建格栅钢架(应重点考虑围岩预留变形量)，首先需完成第一榀拼装，在各项指标都满足要求后，进入批量生产环节。经过初喷混凝土处理后(厚度4cm)，即可搭设钢架:①要求该结构与定位锚杆通过焊接的方式形成稳定的整体;②格栅钢架内侧增设纵向拉结筋Φ28@1000，并以相同的方法在外侧设置;③所有钢筋结构都采取的是单面搭接焊的方式［1］。

3．2锚杆、钢筋网施工

1)中空注浆锚杆:①基于暗挖段的施工要求，在其拱部180°内设置Φ25中空注浆锚杆，利用该构件形成支护结构，所用锚杆长3．5m，呈梅花形布置;②钻孔并设置中空注浆锚杆，现场适配电动注浆机，在其支持下完成注浆作业;③检验注浆压力，若该值上升至设计终压后不可随即降压，需维持该状态达20min，观察注浆状况，要求锚杆孔的浆液足够饱满;④设置的锚杆应有部分超出孔口，目的在于完成止浆塞和垫板螺栓的设置。2)钢筋网片施工:①本段选择的是Φ8@200×200mm钢筋网，以格栅钢架间距为基本依据，在指定场地加工并形成网片，统一转移至工作区域安装;②结束初喷混凝土施工后，在设置钢架时兼并完成钢筋网的安装。

3．3小导管施工

3．3．1超前小导管设计超前小导管选择的是Φ42小导管，原材料为热轧无缝钢管，经加工后制得满足施工要求的导管，要求壁厚达3．5mm，长3．5m。在处理钢管前端时，要将其设置为锥形，并通过焊接的方式在其尾部设Φ6．5钢筋加箍筋;同时，根据压浆要求，分别在管壁四周钻孔，规格均为Φ6mm，布设方式为四排［2］。超前小导管要足够稳定，其端部应通过焊接手段设置在型钢支撑上。拌制性能良好的注浆混合料，参数有:①注浆压力0．5～1．0MPa;②水灰比1∶0．4～1∶0．6;③水泥标号为425;④本次注浆使用到水泥水玻璃浆液，通过对注浆效果的检验后及时调整。在施工设备上，要在YT－29型风钻的支持下钻孔，再使用双液注浆机完成对各孔的注浆处理。

3．3．2小导管施工要点1)加强对注浆现场的检验，将各项信息记录完整，如注浆时间、压力等。2)注浆前做好准备工作，通过注入清水的方式检验排气管道的状况，明确其是否存在堵塞的情况。3)严格把控钢管质量。4)设置超前小导管时，需要与支撑结构形成稳定的连接关系。5)严格控制小导管纵向搭接长度。6)以设计要求为准，拌制性能良好的浆液。7)控制注浆压力，检验注浆情况，要求浆液能够有效地填充钢管。8)注重钻孔深度，要求比导管长度略大。

3．4喷射混凝土

1)施工方法:选择的是C25混凝土，现场配备小型搅拌站，并根据施工用料需求生产混凝土，运输车转移到指定的下料区域。2)技术要点:①注重设备选型，混凝土喷射机的工作性能要足够良好，如密封性优良、输送连续等;②精确称量各类物料，将其误差控制在许可范围内，水泥±1%、砂石±2%;③深度清理受喷面，设置混凝土厚度标志，为正式施工提供参考;④严格控制喷射混凝土的质量，不可出现表面裂缝、渗漏水等问题;⑤喷层与围岩要有效粘结，可通过锤击法检查，每10m进行一次断面检查，设置适量的检查点，要求从拱顶中线起依次设置，彼此间距均控制为2m，检查各点的喷射厚度情况，要求至少有60%的点在该指标上达到设计厚度要求，并检验厚度总平均值，其必须满足“不小于设计厚度”的要求;⑥从拱、墙两部分结构处以20m为间距依次取抗压强度试件［3］。

4结束语

地铁深基坑由于施工难度较大，在多方面扰动之下易发生安全事故。对此，需在该处设置支护结构，通过前期的勘察确定支护设计方案，选择合适的施工技术将支护作业落实到位，在确保深基坑施工质量的基础上，为其他环节的施工创造良好条件。在工程中，施工单位还要加强对深基坑的检验，以确保支护结构的有效性。

参考文献:

［1］吴一超，王浩，冯文明．地铁深基坑支护方案优选决策研究［J］．低碳世界，2019，9(10):221－222．

［2］李春睿．地铁深基坑支护和土方开挖施工探析［J］．中国高新科技，2019，3(11):76－77．

［3］张伟．对地铁深基坑支护结构设计及支护施工技术的探讨［J］．工程建设与设计，2018，66(19):54－55，58．

作者：韩旭 单位：中铁十九局集团轨道交通工程有限公司