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1前言

北運河東站為北京地鐵6號線二期北運河西站～郝家府站盾構區間新增地下車站。該站為地下雙層雙柱三跨島式車站，車站全長307.35m，標準段明挖基坑寬21.1m、深18.4m。車站主體結構底板厚800mm,側墻厚700mm,中板厚400mm，頂板厚700mm，站臺中心線覆土3.5m。車站主體結構標準段斷面如圖1所示。工程實施過程中，我們對傳統的"樁-撐"深基坑支護結構進行了優化，研究并采用了"先隧后站"條件下的管片快速拆除與交叉工序施工組織技術，確保了本工程的安全、順利、快速推進。

2先隧后站法施工特點及難點

（1）工程水文地質條件差，明挖深基坑施工風險高基坑開挖范圍地層以房渣①層、細粉砂②3層、粉細砂⑤層、粉土⑥2層為主，其中細粉砂②3層為典型液化砂層（埋深3.5～9.6m），施工擾動過大易出現涌砂、坍塌現象（標準段地質斷面詳見圖1）；場區地層地下水以潛水為主，地下水水位高，水位埋深為8.4～11.0m，該層水屬于中等透水層，施工降水難度大，明挖深基坑施工風險高。（2）"先隧后站"法施工"先隧后站"地鐵車站明挖法施工在國內幾乎沒有可借鑒的工程實例，端頭圍護樁施工、鋼支撐架設與深基坑開挖、管片快速拆除等工序都存在著較大的難度，技術風險較高。（3）節點工期緊，施工組織難度大車站工期緊、任務重，涉及區間盾構掘進、土方開挖、鋼支撐架設、管片拆除及車站主體結構交叉施工，施工組織難度大。

3深基坑支護技術

3.1"樁-撐"圍護結構優化北京地鐵類似明挖車站傳統的"樁-撐"圍護結構一般為圍護樁＋三道鋼支撐＋倒撐的支護形式，不滿足本工程工期緊、"先隧后站"的特殊工況，其中第三道支撐（一般位于隧道中部位置）及倒撐的存在對管片拆除、下部土方開挖、主體結構施工等工序的工效影響巨大。為降低鋼支撐對下部土方開挖、管片拆除、主體施工的影響，加快施工進度，盡早為車站主體結構施工提供工作面，我們對傳統的"樁-撐"圍護結構進行了變更優化設計，將原設計"Φ800@1400鉆孔灌注樁（嵌固深度4.5m）＋三道Φ609×16鋼管撐（水平間距3.5m）"的圍護結構支護形式調整為"Φ1000@1500鉆孔灌注樁（嵌固深度6.5m）＋二道鋼管撐（首道為Φ609×16鋼管撐、第二道為Φ800×16鋼管撐，水平間距均為3m）"，該形式的圍護結構在北京地鐵明挖車站深基坑施工中為首次應用。

3.2圍護樁支護技術圍護結構鉆孔灌注樁采用旋挖鉆機成孔、25t汽車吊吊裝鋼筋籠、水下混凝土灌注成樁。為降低相鄰樁作業的相互影響，采用跳挖法作業，20根圍護樁為一個施工單元，間隔2根樁施工，混凝土達到設計強度的70%以后，相鄰樁方可成孔施工。（1）端頭圍護樁端頭圍護樁位于車站基坑兩端擴大端，受力情況復雜，其穩定性是保證車站基坑穩定的關鍵。端頭圍護樁施工，既要保證車站深基坑圍護結構的安全，又要保證盾構能安全、順利穿越車站端頭圍護樁，采用的主要技術措施如下：①鉆進成孔采用旋挖鉆機成孔，嚴格控制樁位、鉆孔進尺與標高。鉆孔過程先快后慢，距盾構隧道頂標高上部約2m處時必須緩慢鉆進。鉆進過程中，每鉆進50cm提起一次鉆頭并進行孔深測量，達到設計孔深后，停止鉆進并進行孔深測量。②鋼筋籠制作與吊放與常規鋼筋籠制作方法相同，但鋼筋籠底端不進行收口，距最底端處增設一道加強箍筋；鋼筋籠吊放以鋼筋籠底標高進行控制，鋼筋籠底標高控制在隧道頂標高上部50cm。③水下混凝土灌注西端頭圍護樁（盾構通過之前施工圍護樁）：隧道穿越的樁身范圍灌注強度等級較低的混凝土。灌注程序：先進行低等級的混凝土灌注，灌注過程中及時進行混凝土液面測量，距隧道頂標高下部20cm處時，緩慢灌注，實時測量，直至灌注至隧道頂標高上部30cm處；拔管，導管控制在混凝土液面下30cm，換小料斗緩慢灌注原設計強度等級的混凝土，灌注過程中禁止傾倒混凝土，直至灌注至樁頂設計標高。

3.3基坑外管井降水技術本站基坑外降水采用延長式管井降水方案，降水井采用大口徑無砂水泥濾管。基坑開挖范圍內地下水水位降至基底以下至少1m是保證明挖深基坑安全及管片安全快速拆除的關鍵。本工程主要采取了以下技術措施：（1）井位測放與鉆進成孔根據現場情況，可局部調整降水井間距，但間距最大不超過8m，且降水井總數不變；采用反循環泥漿護壁工藝成孔，鉆進過程中及時換漿和排渣，注入孔口的泥漿比重≤1.1，排出孔口的泥漿比重≤1.2。（2）濾管安置與濾料填筑結合本工程的細粉砂、細中砂含水層地質條件，為保證降水井的出水量及抽水的含砂率，濾管外纏一層80目細目網，濾管外的孔隙采用人工均勻回填2～6mm的混合濾料（含泥量≤3%）。（3）洗井成井后及時洗井，做到隨打隨洗。由潛水位開始分段洗井，達到水清砂少后方能達到洗井要求。洗井后，如濾料下沉應及時補填，如井深達不到設計要求，應重新洗井或補打降水井。（4）水泵的安裝水泵的放置深度需考慮降深、沉砂、揚程及抽水量的影響，本工程潛水泵安裝吊放于井底以上6～8m。

3.4深基坑開挖與支護技術結合工程現場情況與水文地質特點，充分考慮基坑開挖時空效應，遵循"縱向分段、豎向分層、中部拉槽、側向擴邊、隨挖隨噴、先撐后挖、隨挖隨撐"的原則進行開挖與支護。開挖順序為：由車站兩端向中間分層分段臺階式后退挖土，分臺階配合鋼支撐安裝及管片拆除；豎向分為上部土方與下部土方兩部分，上部土方開挖至隧道拱頂以上1.55m,下部土方在端頭地面深孔注漿及隧道內徑向注漿加固完成后開始開挖；上部土方開挖與管片拆除的工作面間距不小于30m。為保證深基坑施工安全，采取了如下技術措施：（1）進行深基坑開挖條件驗收，并建立"中拉槽"試驗段，對基坑變形進行監測，驗收合格后方可正式開挖。（2）土方開挖至設計標高后，及時進行鋼支撐架設及樁間網噴，滯后架設的鋼支撐數量不得超過兩根，無支撐暴露時間控制在12小時以內。（3）確保鋼支撐軸力：千斤頂、油泵成配套使用，且標定合格；鋼支撐、圍檁按設計要求安裝牢固，做好防墜及保護措施，避免交叉工序碰撞及破壞鋼支撐；鋼圍檁背后細石砼要回填密實，達到設計強度的80％以后，按設計要求分級均勻對策施加軸力；加強支撐軸力及變形監測，支撐軸力變化超過預加軸力的30%時，可會同設計減小或補增預加軸力至設計范圍。

4管片快速拆除與交叉工序施工組織技術

4.1拆除順序區間洞通后進行管片拆除與下部土方開挖。首先拆除車站范圍內第一環完整管片，之后采用切割機切除車站內的洞門環管片，最后按照由車站兩端向中間的順序，每5環管片為一個拆除循環，依次拆除其余環管片。同一環管片的拆除順序為先拆除上部三塊管片，下層土方開挖完成后再拆除下部三塊管片。錯縫拼裝的管片，整環拆除后再拆下一環；通縫拼裝的管片，2～8環可劃分為一個拆除段，整段上部管片拆除完成后再拆下部管片。

4.2前置條件與施工準備（1）端頭洞門位置50環范圍內的管片安裝縱向拉緊聯系裝置，洞門環梁達到設計強度后方可拆除。（2）采取降水、地表深孔注漿加固、隧道內徑向補強注漿加固措施對基坑端頭地層進行加固，使加固后的端頭地層具有良好的自穩性。（3）管片背后注漿固結體及余土清理干凈。圍護樁與管片之間的注漿固結體及余土采用U15-3S小型挖掘機清理，空間不足時采用人工清理。（4）地下水水位降至基底以下至少1m，確保管片拆除時地層及樁間土的穩定性。

4.3管片快速拆除施工技術

4.3.1拆除程序鑿通管片螺栓孔→吊裝螺栓安裝→拆除管片連接螺栓→吊運。

4.3.2管片拆除方法（1）上部管片拆除方法（B、C塊一起拆除）①吊裝螺栓安裝：將C塊吊裝孔打穿，將專用吊裝螺栓安裝在該吊裝孔上，利用鋼絲繩將該吊裝螺栓吊掛在龍門吊吊鉤上。②管片連接螺栓拆除：緩慢起吊，使鋼絲繩處于拉直但B、C塊不受拉力狀態，拆除管片縱向連接螺栓螺母并頂出縱向連接螺栓；縱向連接螺栓拆除后，采用同樣方法拆除管片環向連接螺栓。③管片起吊：垂直提升龍門吊吊鉤，拆除的管片臨時集中存放于基坑內。（2）下部管片拆除方法由上至下依次拆除其余三塊A塊管片，拆除方法與上部管片拆除方法相同。（3）第一環管片拆除方法該環管片拆除時，整條隧道為一個完整的受力體系，管片拆除會形成應力集中，會造成管片局部擠壓、螺栓拔除困難，導致管片拆除困難。通過沿該環管片的環縫打一圈環向水鉆鉆孔，卸除管片縱向頂力，可順利將該環管片分塊拆除。

5實施效果分析

5.1變形監測分析通過對地表沉降、樁頂位移、樁體位移、鋼支撐軸力的監測結果分析，可得出如下結論：①基坑開挖引起的地表沉降：距基坑邊一倍基坑深度位置處沉降最大，距離基坑邊超過2倍基坑深度位置沉降值接近零，如圖2所示。②圍護樁變形量不大，端頭及拐角處為關鍵部位，變形較其他位置大。

5.2管片拆除效率與實施效果2013年8月16日開工，2014年3月15日基坑開挖完成，2014年5月3日主體結構封頂（較節點工期提前15天完成），受征地拆遷滯后影響工期1.5個月，本工程開工7.2個月實現車站主體結構封頂，創造了同類地鐵車站的施工新紀錄。

6結語

通過本工程的成功實施，我們得出如下認識：（1）本工程實施過程中所優化的"樁-撐"深基坑支護技術是可行的，在類似工程中推廣應用，可大幅提高施工效率，節約工期。（2）應用時空效應理論指導深基坑開挖與支護，能夠有效地減少基坑變形及周邊地表沉陷。

作者：何永洪 單位：中鐵六局集團有限公司