地鐵施工圍護結(jié)構(gòu)技術(shù)方案一、引言在現(xiàn)代城市軌道交通建設(shè)中，地鐵以其大運量、快速度、低污染的優(yōu)勢，成為緩解城市交通壓力的關(guān)鍵舉措。然而，地鐵施工，特別是地下車站與區(qū)間隧道的明挖法施工，往往面臨著復(fù)雜的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，以及敏感的周邊環(huán)境。圍護結(jié)構(gòu)作為基坑工程的“生命線”，其技術(shù)方案的合理性直接關(guān)系到基坑開挖的安全、周邊建（構(gòu)）筑物及地下管線的保護，乃至整個地鐵工程的質(zhì)量與工期。本文將從圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計依據(jù)、選型原則、主要類型及適用性、施工關(guān)鍵技術(shù)與質(zhì)量控制等方面，進行系統(tǒng)性闡述，旨在為類似工程提供借鑒與參考。二、設(shè)計依據(jù)與基本原則（一）設(shè)計依據(jù)圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須以詳盡的工程勘察資料為基礎(chǔ)，主要包括：1.工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件：地層分布、各土層物理力學(xué)性質(zhì)、地下水位埋深、承壓水水頭及補給關(guān)系等。2.周邊環(huán)境條件：基坑周邊建筑物、構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)類型、距離基坑的遠近；地下管線的種類、埋深、材質(zhì)及重要性；周邊道路的交通狀況等。3.基坑開挖深度與平面形狀：這直接決定了圍護結(jié)構(gòu)的受力大小和變形控制要求。4.相關(guān)規(guī)范與標準：國家及地方現(xiàn)行的關(guān)于建筑地基基礎(chǔ)、基坑工程、地下鐵道工程等的設(shè)計、施工及驗收規(guī)范。5.工程設(shè)計文件：地鐵車站或區(qū)間的總體設(shè)計圖紙、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求等。（二）設(shè)計基本原則1.安全性原則：確保圍護結(jié)構(gòu)在施工全過程中具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，能夠有效抵抗土壓力、水壓力及其他荷載，防止基坑失穩(wěn)、坍塌及過大變形。2.環(huán)境保護原則：嚴格控制圍護結(jié)構(gòu)施工及基坑開挖對周邊環(huán)境的影響，將地表沉降、圍護結(jié)構(gòu)位移等指標控制在允許范圍內(nèi)，保護鄰近建（構(gòu)）筑物、地下管線及道路的安全使用。3.經(jīng)濟性原則：在滿足安全和環(huán)保要求的前提下，通過優(yōu)化設(shè)計方案、合理選型，降低工程造價。應(yīng)綜合考慮材料、施工、監(jiān)測等多方面成本。4.技術(shù)可行性原則：選擇的圍護結(jié)構(gòu)類型應(yīng)與工程地質(zhì)條件、施工設(shè)備能力、施工技術(shù)水平相適應(yīng)，確保施工過程的順利實施。5.可持續(xù)性原則：在條件允許時，優(yōu)先選擇可回收利用、對環(huán)境影響小的圍護結(jié)構(gòu)形式，并考慮施工過程中的資源節(jié)約與廢棄物減排。三、主要圍護結(jié)構(gòu)類型與適用性分析地鐵基坑常用的圍護結(jié)構(gòu)形式多樣，各具特點和適用條件，應(yīng)根據(jù)具體工程情況進行比選。（一）排樁圍護結(jié)構(gòu)排樁圍護結(jié)構(gòu)通常由鉆孔灌注樁、人工挖孔樁或預(yù)制樁（如鋼筋混凝土方樁、管樁）等按一定間距排列組成，必要時輔以止水帷幕（如水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁）和內(nèi)支撐系統(tǒng)。*特點：施工工藝成熟，設(shè)備普及率高，造價相對適中，適用地層范圍廣。*適用條件：適用于地下水位較高或較低、基坑深度中等（通常為數(shù)米至二十余米）、周邊環(huán)境對變形有一定要求的場地。在軟土地層中需特別注意控制樁身垂直度和止水效果。*局限性：整體性較地下連續(xù)墻差，止水帷幕施工質(zhì)量控制要求高；人工挖孔樁在不良地質(zhì)條件下安全性較差，目前已逐漸受限。（二）地下連續(xù)墻（地連墻）地下連續(xù)墻是通過專用的挖槽設(shè)備，在泥漿護壁條件下開挖狹長的深槽，然后在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，澆筑混凝土，形成一道連續(xù)的地下墻體。*特點：墻體剛度大、整體性好、防滲性能優(yōu)異，能承受較大的水土壓力。*適用條件：適用于深基坑（可達數(shù)十米）、周邊環(huán)境非常敏感（如鄰近重要建筑物、精密儀器廠房、地鐵既有線）、地下水位高、地質(zhì)條件復(fù)雜（如軟土、砂卵石層）的情況。*優(yōu)點：變形小，對周邊環(huán)境影響??；可作為主體結(jié)構(gòu)的一部分（“兩墻合一”），節(jié)省后期工程費用；施工振動小、噪音低。*局限性：施工設(shè)備復(fù)雜，造價較高；施工技術(shù)要求高，尤其是在復(fù)雜地層中成槽效率和質(zhì)量控制難度大；廢棄泥漿處理成本高。（三）鋼板樁鋼板樁通常采用U型、Z型或直腹型等斷面形式的熱軋型鋼，通過打樁機將其逐根打入地層，形成連續(xù)的擋土止水結(jié)構(gòu)。*特點：施工速度快，可重復(fù)使用，有一定的止水能力（鎖口處需處理）。*適用條件：適用于基坑深度較淺（通常在十米以內(nèi)）、周邊環(huán)境對變形要求不十分嚴格、地下水位不高或可輔以輕型降水措施的臨時性圍護。在軟土地層中變形相對較大。*優(yōu)點：施工便捷，工期短；材料可回收，經(jīng)濟性好；占地空間小。*局限性：剛度較小，變形較大；打拔樁過程中振動和噪音較大，對周邊環(huán)境有一定影響；鎖口處易滲漏；在堅硬地層或含大粒徑卵石地層中打入困難。（四）SMW工法樁（型鋼水泥土攪拌墻）SMW工法樁是利用多軸深層攪拌樁機在原地層中切削土體，同時注入水泥漿液，形成水泥土攪拌樁墻，在墻中插入H型鋼等芯材，形成具有一定強度和剛度的復(fù)合圍護結(jié)構(gòu)。*特點：集擋土與止水于一體，施工速度快，型鋼可回收重復(fù)利用。*適用條件：適用于軟土地區(qū)、基坑深度中等（通常為數(shù)米至二十米左右）、周邊環(huán)境對變形有一定要求的基坑。對地層適應(yīng)性較強，但在砂卵石含量高或有孤石的地層中施工難度較大。*優(yōu)點：造價相對地連墻較低；施工無廢土外運，對環(huán)境影響小；型鋼回收后可降低成本，符合可持續(xù)發(fā)展理念。*局限性：剛度和承載能力較排樁和地連墻略低；型鋼回收時可能對周邊土體產(chǎn)生擾動；水泥土強度增長受環(huán)境溫度影響較大。（五）水泥土重力式圍護墻水泥土重力式圍護墻是通過深層攪拌或高壓旋噴等方法將水泥與原狀土充分混合，形成具有一定強度和重量的水泥土墻，依靠其自重和墻底摩阻力維持基坑穩(wěn)定。*特點：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，止水效果好。*適用條件：適用于基坑深度較淺（通常在五米以內(nèi)）、地質(zhì)條件較好（如淤泥質(zhì)土、黏土）、周邊環(huán)境對變形要求不高的場地。*優(yōu)點：造價低廉；施工速度快，無內(nèi)支撐，便于土方開挖。*局限性：墻體位移較大；占地面積相對較大；在深厚軟土或砂性土地層中適用性較差。四、施工關(guān)鍵技術(shù)與質(zhì)量控制要點圍護結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量是確保其性能發(fā)揮的關(guān)鍵，必須嚴格把控各個環(huán)節(jié)。（一）施工前準備1.詳細勘察與圖紙會審：再次核實工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及周邊環(huán)境情況，深入理解設(shè)計意圖，進行圖紙會審和技術(shù)交底。2.施工方案編制與審批：針對選定的圍護結(jié)構(gòu)類型，編制詳細的施工組織設(shè)計或?qū)ｍ検┕し桨?，明確施工工藝、參數(shù)、進度計劃、質(zhì)量保證措施及應(yīng)急預(yù)案，并按程序報批。3.場地平整與設(shè)備調(diào)試：清理場地，平整施工便道，確保機械設(shè)備進場和作業(yè)空間。對施工機械設(shè)備進行全面檢查、調(diào)試和維護，確保其性能良好。4.材料檢驗與復(fù)試：對進場的鋼材、水泥、砂石、外加劑等原材料進行嚴格的質(zhì)量檢驗和復(fù)試，合格后方可使用。（二）關(guān)鍵施工工藝與質(zhì)量控制1.排樁施工：*成孔：控制樁位偏差、孔深、孔徑及垂直度。泥漿護壁時，嚴格控制泥漿比重、黏度等指標。*鋼筋籠制作與安裝：確保鋼筋籠尺寸、主筋間距、保護層厚度符合設(shè)計要求，吊裝時防止變形。*混凝土澆筑：確?；炷撂涠?、和易性，連續(xù)澆筑，防止斷樁、縮頸。*止水帷幕：確保樁間搭接長度和水泥土攪拌均勻性，必要時進行抽芯檢測。2.地下連續(xù)墻施工：*導(dǎo)墻施工：導(dǎo)墻的平面位置、高程、垂直度及強度至關(guān)重要，是成槽導(dǎo)向和保證槽壁穩(wěn)定的第一道防線。*泥漿制備與管理：根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適的泥漿類型，嚴格控制泥漿性能指標，做好泥漿循環(huán)、凈化和補充。*成槽施工：控制槽段開挖精度（平面位置、深度、垂直度），及時處理槽底沉渣。*鋼筋籠制作與吊裝：鋼筋籠通常體量和重量較大，需采用整體制作、分段吊裝或整體吊裝工藝，確保其剛度和垂直度。*水下混凝土澆筑：采用導(dǎo)管法連續(xù)澆筑，確保導(dǎo)管埋深，防止斷樁、夾泥。3.SMW工法樁施工：*樁位與垂直度控制：確保樁位偏差和樁身垂直度在允許范圍內(nèi)，以保證墻體的連續(xù)性和型鋼插入精度。*水泥土攪拌：控制水灰比、注漿壓力、提升速度，確保攪拌均勻，樁體強度達到設(shè)計要求。*型鋼插入：型鋼應(yīng)在水泥土初凝前插入，確保插入深度和垂直度，必要時采用振動錘輔助下沉。型鋼表面需涂刷隔離劑，以便后期回收。（三）施工監(jiān)測與反饋圍護結(jié)構(gòu)施工及后續(xù)基坑開挖過程中，必須進行嚴密的施工監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容主要包括：圍護結(jié)構(gòu)頂部位移、沉降，墻體深層水平位移（測斜），支撐軸力，地下水位，周邊地表沉降，周邊建筑物及管線沉降與傾斜等。監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)及時分析、反饋，用于指導(dǎo)后續(xù)施工，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果必要時調(diào)整施工參數(shù)或支護方案，實現(xiàn)信息化施工。五、安全與環(huán)保措施1.安全生產(chǎn)：建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，加強對施工人員的安全教育和技術(shù)培訓(xùn)。針對圍護結(jié)構(gòu)施工特點，制定專項安全技術(shù)措施，如高處作業(yè)安全防護、機械設(shè)備操作規(guī)程、地下作業(yè)通風(fēng)照明等。2.環(huán)境保護：*噪音與振動控制：選用低噪音設(shè)備，合理安排高噪音作業(yè)時間，必要時采取隔音降噪措施；對產(chǎn)生振動的施工工序（如打樁），應(yīng)評估其對周邊環(huán)境的影響，并采取減振措施。*揚塵控制：對施工場地和運輸?shù)缆愤M行硬化、灑水降塵，土方運輸車輛必須加蓋篷布。*廢水與廢棄物處理：施工廢水經(jīng)沉淀處理后回用或排放；建筑垃圾分類處理，及時清運。對于地下連續(xù)墻施工產(chǎn)生的廢棄泥漿，應(yīng)進行集中處理，避免污染環(huán)境。*水土保持：防止施工過程中水土流失，保護周邊植被。六、結(jié)論與展望地鐵施工圍護結(jié)構(gòu)技術(shù)方案的選擇與實施是一項系統(tǒng)工程，需要綜合考量地質(zhì)條件、環(huán)境因素、工程規(guī)模、造價成本及工期要求等多方面因素。設(shè)計時應(yīng)進行多方案比選優(yōu)化，施工中應(yīng)嚴格執(zhí)行工藝標準，強