明挖法在地铁车站施工中的应用研究

1??工程概况

西安地铁8号线堡子村车站处于浐灞一路和北辰东路十字交叉口。堡子村车站的结构形式体现为地下两层岛式车站，车站主体结构采用明挖施工（十字交叉路口部分采用盖挖顺作）。车站的整体施工长256?m，有效站台宽度为14?m，可用站台的长度为140?m，标准段的宽度为23.1?m，车站的总建筑面积高达15?576.38?m ² 。车站顶板需要覆盖3.5~4.3?m的土层，底板则需要埋深18.06~20.25?m。

堡子村站共设3个出入口和2组风亭。3号出入口与2号风道合并修建，以更好地满足乘客需求。在建筑主体结构期间，车辆流量将沿着围栏两侧绕行，利用围栏两侧的道路进行交通疏导，以满足双向四车道的使用需求。堡子村站中心里程为CK25+264.917，车站主体结构沿着浐灞一路从东向西方向布置，并位于道路下方。

施工将采用明挖顺作法，施工周期共分为3期，一期围挡施工车站主体十字交叉路口部分及车站东、西两侧，中间所留取2条机动车道，1条非机动车道及1条人行道。二期围挡拆除十字路口交叉部分，东、西两侧向中间延长，留取双向4个机动车道、2个非机动车道及人行道，待车站全部施工完毕后，进行 3期围挡，施工车站附属结构设施。

2??堡子村车站明挖法施工方案

2.1??车站明挖施工

车站明挖施工相比传统的地下开挖施工，在地表直接进行施工，无需进行地下挖掘。明挖施工采用钻孔灌注桩，钻孔灌注桩具有承载能力强、施工适应性高、空间利用率高、施工速度快和环保节能等优点。

在施工过程中，将桩间距设为1.3?m、1.4?m与1.5?m，嵌固深度设为7.46?m。主体围护设有4道支撑，采用钢管为主要受力结构，围护桩与冠梁采用现浇钢筋混凝土施工，钻孔桩之间采用喷射混凝土进行 封闭。基坑开挖利用挖掘机械设备完成，同时根据土层情况将基坑分成多个区域，采用逐步开挖的方式进行施工。考虑实际工程情况，将每块区域长度均设为20?m，按照开挖–支护同步进行的原则边挖边支护。

堡子村站站址区的地下水位位于底板以下，施工期间使用集水明排的基坑排水方式将地下水位控制在基坑底1?m左右。进行堡子村站绿化、地面附着物迁移、管线改迁及道路交通导改手续的办理 及施工。

迁移工程完毕后，接下来将进入一期围挡内主体车站的施工阶段，主要包括围护桩施工、土方开挖、冠梁安装、军用梁设置、回填和路面修复等工作。

随后，将展开二期围挡内剩余部分的主体车站施工工作，主要包括围护桩施工、土方开挖、冠梁安装、支撑架构的搭设、底板浇筑、侧墙浇筑、中板浇筑、顶板浇筑、内部结构的建设，回填和路面修复等工作。

最终，完成主体施工后，将进入三期围挡内车站附属设施的施工阶段。

2.2??车站围护结构施工方案

在车站围护结构施工方案设计过程中将钻孔灌注桩、格构柱、冠梁、钢筋混凝土支撑、钢围檩和钢支撑等不同施工技术合理组合，并进行优化设计，以满足车站围护结构的承载能力、稳定性和耐久性要求。

2.2.1??钻孔灌注桩施工

钻孔灌注桩施工流程：定位放样→钻机就位→开孔→钻进施工→钢筒护壁→清孔、成孔检查→钢筋笼制作安装→导管安装→灌注混凝土。

2.2.2??格构柱施工

基坑十字路口处加宽段共设置8道格构柱，在支撑中部设钢立柱。为了支撑临时结构，使用竖向角钢格构柱作为临时立柱。立柱截面尺寸为460?mm×460?mm，立柱间用槽钢连系梁拉结，同时作为相邻支撑的竖向支点，立柱基础采用规格为 1?200?mm钻孔灌注桩。

2.2.3??冠梁施工

为了确保冠梁与桩顶部良好结合，将对桩顶上的浮碴进行凿除，并使用高压风进行清洗。此外，在施工过程中还会采取放坡开挖的施工方式。

2.2.4??钢筋混凝土支撑

钢筋混凝土支撑施工工艺流程：测量放线→土方开挖至支撑底标高→底模施工→钢筋绑扎→侧模 施工→浇筑混凝土→养护拆模。

2.2.5??钢围檩施工

基坑钢围檩的施工应在基坑开挖到支撑设计标高50?cm后进行安装工作。钢围檩施工前，按照设计给定的标高进行标记，以防止钢管安装位置偏差过大，影响基坑的稳定性。

2.2.6??钢支撑施工

车站围护结构钢支撑施工的意义在于为车站的施工提供临时支撑和保护，确保施工过程中的安全性和稳定性，其主要作用包括提供支撑、控制变形及保护地下管线等。堡子村站深基坑土方开挖到距离钢支撑设计位置0.5?m以下时应立即进行钢支撑架设。具体施工流程如下。

（1）步骤1：根据工程需求和现场情况，进行车站围护结构钢支撑的设计，并准备所需材料和设备。

（2）步骤2：确定开挖地范围，清理施工场地，确保施工场地平整，并安装支撑模板和支撑辅助 构件。

（3）步骤3：按照设计要求，将钢支撑的零部件逐步组装起来，用起重机将支撑元件逐层吊装到位，并进行校正和调整，确保支撑的垂直度和水平度。

（4）步骤4：通过连接件和支撑器进行连接和加固，以增加支撑的稳定性和刚度。

（5）步骤5：在施工过程中，需要对钢支撑进行监测和调整，及时发现并解决可能出现的问题，确保施工的安全和顺利进行。

（6）步骤6：待施工完成后，需要拆除钢支撑并进行清理，恢复场地原貌。

2.3??土方开挖、外运弃土

土方开挖工作通过反铲挖机与人工开挖的配合进行。在土层上部的开挖过程中，使用机械设备进行操作。当土方开挖达到基坑底部设计标高的0.3?m时，需要采用人工开挖的方式。这样的操作是为了避免过度地挖掘土层对基坑产生不必要的干扰，每层台阶的开挖顺序为先中间后两边。

2.4??车站主体结构的施工方案

2.4.1??施工单元划分

车站结构采用现浇法，以满足复杂工程条件下的建设需求，确保车站主体结构的质量和稳定性。车站主体结构施工单元划分时应考虑以下原则。

（1）在设计诱导峰处将结构断开，作为划分施工单元的节点。

（2）将承重柱受力较小的位置设置为施工缝，一般在梁跨度的三分之一到四分之一处。

（3）主体结构尽量避免将分段接缝设在出入口或风亭结构范围内。

车站主体结构施工流程如图1所示。

图1??车站主体结构施工流程

2.4.2??明挖车站主体结构支撑系统

车站主体结构的临时支撑采用满堂架形式，搭设时使用竹胶板和专用模板，支撑系统必须做到牢固 可靠。

主体结构支撑系统的施工流程：搭设“井”字形施工脚手架→模板就位、临时固定→穿对拉螺栓、上柱箍→支设四边斜撑→校正柱模垂直度→二次拧紧螺栓到位→成排的柱拉通线，校正侧面平直度→固定支撑拉杆→在模板外侧标出标高线→预检。

2.4.3??明挖车站主体结构混凝土施工

在明挖车站主体结构防水混凝土的施工要点在于原材料的选择、混凝土拌制配合比及灌注方式等。在使用预拌混凝土时，需要对其质量进行严格检验，并在混凝土浇筑现场进行试验检测。明挖车站主体结构混凝土施工的流程如下。

（1）地面准备：清理施工现场，确保地面平整并做好防护措施。

（2）模板安装：根据设计要求，在施工现场搭建混凝土浇筑所需的木质或金属模板，确保它们的稳固性和准确度。

（3）钢筋布置：按照设计图纸的要求，在模板中设置和固定钢筋以提供支撑，主要包括基础底板、墙体和梁的钢筋布置。

（4）浇筑混凝土：准备好混凝土材料，包括水泥、砂、碎石和水等，按比例配制混凝土。然后，使用混凝土泵将混凝土从土搅拌站输送到浇筑区域。在浇筑过程中，使用振动器来排除混凝土中的空气，确保混凝土的密实性。

（5）平整和养护：在混凝土浇筑完成后，使用平整工具对表面进行平整处理，并根据需要进行打磨等修整工作。接下来，对新浇筑的混凝土进行养护，包括喷淋水、覆盖保湿膜或使用养护剂等措施，以确保混凝土施工质量。

（6）模板拆除：待混凝土达到足够强度后，可以拆除模板。通常需要根据混凝土的硬化程度和设计要求确定拆模时间。

（7）后续处理：在车站主体结构混凝土施工完毕后，需要进行一些后续处理工作，包括安装防水层、进行装修和内部结构安装等。

2.5??覆土回填及道路恢复

在车站主体结构施完成后，进行土方回填工作。回填时应严格按照纵向分段横向分层的回填方式进行回填，同时保证每层回填土的密实度满足要求。

在进行回填土施工时，将按照纵向分层、对称的原则进行填筑。不仅如此，必须要避免回填土与结构和防水保护层发生机械碰撞。

人工夯实时，每层厚度的限制为25?cm；机械夯实时，每层厚度限制为30?cm。对于存在临空面的情况，将修建成台阶或斜坡，确保每层台阶的高度不超过50?cm，宽度为1.0?m。

在雨季施工时，要及时完成基坑的回填工作，避免雨水倒灌进基坑，影响工程施工质量。为有效实现这一需要，在已压实的土层上设置有效的排水系统。若有需要，在回填土中安装抽水设备，将水顺利地 外排。

3??堡子村车站施工监测关键技术

地铁车站工程监测主要包括洞内及洞外观察、地表隆陷、建筑物倾斜、沉降测量、地下管线沉降及管片净空收敛等内容。其主要监测方法与内容如下。

3.1??基坑内、外观测

施工人员进行基坑观测，主要是观察基坑施工对地面建筑是否产生影响，以及是否出现相邻建筑产生裂缝、基坑内土层的位移等。

通常情况下，使用录像设备和相应的测量工具进行基坑观测，并及时记录地面的自然条件、支护结构的情况、施工进展、周围环境及监测设施等方面的检查情况，并进行详细的记录。

3.2??周边建构筑物观测

如果发现地面相邻建筑墙体出现裂缝，应详细记录裂缝的宽度、深度等参数。不仅如此，还需要对周边地下管线进行巡视，重点观察管体运行状态，并对管体现有参数进行捕捉与记录，从而避免管体与建筑物发生沉降问题。

布设周边建筑物沉降观测点能够实时监测地基沉降情况，提早发现和解决潜在问题，确保建筑物的安全性和稳定性。沉降观测点的埋设应做到方便观察，同时应做到点位的保护，防止遭到破坏。

3.3??桩顶水平位移量测

为了保证桩安全性，需要对桩顶水平位移进行量测，这一工作主要利用经纬仪来实现。

4??结束语

以西安地铁8号线堡子村车站为背景，分析地铁车站采用明挖法的施工方案及施工工艺流程，针对明挖法车站施工的要点进行分析。

通过监控量测手段，监测地铁车站在施工过程中地层、结构及周边建筑的力学反应，保证车站的顺利施工。