针对半盖挖法施工的地铁车站支撑体系的优化设计

刘桂超

（中铁十七局集团有限公司，江苏 苏州 412000）

1 工程概况

苏州市轨道交通5 号线竹辉路站位于新市路与人民路交叉路口，沿新市路东西向布设，是5 号线与4 号线的换乘车站。车站为地下三层岛式车站，车站长度302m，标准段结构宽23.1m。车站采用半盖挖顺做法施工，局部采用半盖挖逆作法，基坑采用地下连续墙围护结构。共设3 个出入口、2 组风亭。总建筑面积19416.5m2。车站分A、B、C 三个基坑，分步开挖，其中B、C 坑先行开挖，A 坑后挖。基坑支撑体系第一、三、四道为混凝土支撑，第二、五、六道为Ф609mm 钢支撑，其中第五道钢支撑为Ф609mm 双拼。

2 基坑变形情况分析

竹辉路站B 坑在基坑开挖过程中，开挖至第四道砼支撑以下时，基坑监测数据显示基坑开挖面附近监测点地墙测斜变形、地表沉降和建筑物沉降显著增大。以测斜点CX11、建筑物沉降监测点JZ34 为例，在第五道双拼Ф609 钢支撑安装期间，基坑变形监测数据如下图所示：

基坑变形监测数据统计图

基于基坑变形的检测数据并结合周边环境及现场实际施工情况，初步分析得出，竹辉路站B 坑在第五道钢支撑施工期间基坑变形显著增大的主要原因有：

1） 基坑局部盖挖，且混凝土支撑下设临时立柱，开挖作业时空间狭小，导致开挖时间过长；

2） 受基坑上部铺盖影响，铺盖下方钢支撑安装困难，支撑架设时间比明挖段增长

3） 第五道钢支撑为Ф609 双拼，安装难度大，安装时间大幅增加

结合上述原因，为进一步控制基坑变形，在后续实际施工中采取了以下措施：

1） 第五、六道609 钢支撑轴力均复加至极限承载力临界值270t，最大限度抵消被动土压力带来的测斜变形；

2） 未安装的钢支撑除取土点外全部进行支撑数量加密，由原设计的每仓2 根，加至每仓3 根；

3） 安排两班作业人员轮班作业，以加快收底进度，尽快施工底板；

4） 调整缩短结构段划分长度，由原设计的四块板带调整为五段施工，缩短施工时间，尽快封底。

竹辉路站B 坑在采取以上措施后，基坑变形得到了有效控制。

3 设计优化

基于B 坑的施工经验，结合A 坑实际的施工条件，对A坑的支撑体系做出优化。由于竹辉路站先挖B、C 坑后挖A坑，导致A、B、C 坑封堵墙侧无背土反压力，故A 坑封堵墙两侧大部分斜撑无法安装。为减小A 坑开挖过程中的风险，对A 坑钢支撑做出合理的调整。

原设计支撑平面布置平面图

1） 取消A 坑第二道609 钢支撑；

2） 第五道609 直撑双拼调整为带自动伺服系统的800直撑单拼；

3） 第六道609 直撑调整为带自动伺服系统的800 直撑；

4） 西侧端头井位置的16 根609 斜撑调整为10 根800直撑外加南侧6 根609 斜撑，东侧20 根609 斜撑调整为12根800 直撑外加南侧4 根609 斜撑；斜撑在直撑的下方，支撑安装时先挖斜撑位置，安装好斜撑后回填，再安装直撑。

监测数据显示，A 坑在开挖过程中，基坑变形较B 坑同期均稳定、可控。以测斜监测点CX07、建筑物沉降监测点JZ21 为例，在安装第五道钢支撑时，基坑变形监测数据如下图所示：

优化后支撑平面布置平面图

基坑变形监测数据统计图

4 结语

基坑开挖过程中具有极大的安全风险，支撑体系的设计合理与否直接决定基坑施工的安全，合理的优化基坑支撑体系可以极大地降低风险，提高施工质量。支撑施工过程中要充分考虑“时空效应”，支撑安装进度要与土方开挖进度相匹配。施工过程中要根据基坑变形监测数据反馈的基坑变形情况，及时调整支撑轴力，加强基坑变形监测，确保施工安全。