市政地铁明挖车站技术方式及其旋挖桩施工技术探究

市政地铁明挖车站技术方式及其旋挖桩施工技术探究

宋志友

中铁五局集团第四工程有限责任公司 512000

摘要：本文介绍了市政地铁明挖车站技术方式及其旋挖桩施工技术探究。在明挖车站施工中，旋挖桩作为车站基础的重要组成部分，具有很高的施工要求和技术难度。因此，本文重点讨论了旋挖桩施工在明挖车站中的必要性、优点以及技术方案，并探讨了施工质量控制和安全措施等问题。通过对这些技术的深入研究和探讨，我们可以更好地认识和掌握这些技术，为今后的地铁建设提供参考和借鉴。同时，本文也强调了施工质量和施工安全的重要性，提出了有效措施保证施工的质量和安全性，为人民群众出行提供更加便利、安全的服务。

关键词：市政地铁；明挖车站技术；旋挖桩施工技术

引言

当代城市化进程日益加速，城市轨道交通的建设与运营成为缓解城市交通拥堵和改善城市环境的重要举措。市政地铁车站作为城市轨道交通系统中的重要组成部分，其建设对于轨道交通线路的运行效率和安全性具有关键作用。在市政地铁车站建设过程中，明挖车站技术是一种常见的施工方式，旋挖桩技术则是明挖车站施工中的一项关键技术。明挖车站中的旋挖桩施工技术应用，不仅可以提高车站的安全性和稳定性，还可以有效地控制施工噪声和振动，减少对周边环境的影响。因此，本文旨在探究市政地铁明挖车站技术方式及其旋挖桩施工技术，以期为城市轨道交通系统的建设和运营提供有益的参考和建议。

一、市政地铁明挖车站技术方式

（一）明挖车站的定义和分类

明挖车站是指在地面或地下进行开挖的车站，其开挖方法包括手工挖掘、机械挖掘和爆破等方式。根据施工方法和结构形式的不同，明挖车站可以分为开挖顶进法车站、侧向开挖法车站和开挖加固法车站等多种类型。

（二）明挖车站的施工流程

明挖车站的施工流程通常包括开挖、加固、构筑地下结构、地面结构施工等多个阶段。其中，加固阶段是明挖车站施工中的关键阶段，其目的是保证车站开挖面的稳定和施工过程的安全[1]。

（三）明挖车站施工的关键技术

明挖车站施工的关键技术包括土方开挖技术、地下连续墙加固技术、防水隔离技术、排水技术等。其中，地下连续墙加固技术是明挖车站施工中最为重要的技术之一，其通过在车站周围构筑连续墙来加固车站开挖面，提高车站的稳定性和安全性。同时，防水隔离技术和排水技术的应用也是保证车站施工安全和质量的关键措施之一。

二、旋挖桩施工技术探究

（一）旋挖桩施工原理及特点

旋挖桩是一种常用的桩基础施工技术，其施工原理是通过旋转钻具在地面或地下钻孔，再将混凝土灌入孔中形成桩身。旋挖桩施工具有施工速度快、质量可控、噪音小、振动小等特点，广泛应用于市政地铁车站的开挖加固、建筑基础加固等领域。

（二）旋挖桩施工工艺流程

旋挖桩施工工艺流程一般包括前期准备、钻进孔口、灌注混凝土、清理孔底等多个步骤。其中，钻进孔口和灌注混凝土是旋挖桩施工中最为重要的步骤。

（三）旋挖桩施工质量控制

旋挖桩施工质量的控制包括钻孔直径、孔深、桩身质量等多个方面。其中，钻孔直径和孔深是旋挖桩施工过程中的关键参数之一，其直接关系到桩的承载力和稳定性[2]。以下是一些与钻孔直径和孔深相关的具体参数和技术数据：

1. 钻孔直径

钻孔直径是指旋挖桩钻机在钻孔过程中所钻成的孔洞直径，通常以毫米（mm）为单位。钻孔直径应根据设计要求和土层特性来确定，以满足所需的承载力和稳定性要求。

在旋挖桩施工中，常见的钻孔直径范围为300mm至2000mm。具体选择的钻孔直径取决于设计荷载、土层类型、地下水位等因素。

2. 孔深

孔深是指旋挖桩钻机在垂直方向上钻进地下的深度，通常以米（m）为单位。孔深的控制对于确保桩的稳定性和承载力至关重要。

孔深的确定要考虑到桩的设计要求以及土层的特性。在施工过程中，要严格按照设计要求进行孔深的控制，以确保桩在正确的深度范围内完成钻进。

3. 钻孔技术数据

（1）钻孔速度：旋挖桩施工中，钻孔速度是一个重要的技术参数。它取决于钻机的性能和土层的特性。通常，较硬的土层需要更大的钻机功率和较慢的钻孔速度，而较软的土层则可以采用更快的钻孔速度。

（2）钻孔扭矩：钻孔扭矩是指旋挖桩钻机提供给钻杆的扭矩，用于克服土层的阻力并完成钻孔过程。钻孔扭矩的选择应根据土层的类型和硬度来确定。

（3）钻孔液：在旋挖桩施工中，通常使用钻孔液来冲洗钻孔，清理钻屑并提供润滑和冷却作用。钻孔液的类型和性质应根据土层的特性和环境要求来选择。

（四）旋挖桩施工在市政地铁车站中的应用

旋挖桩施工技术在市政地铁车站的应用主要包括车站开挖加固、车站基础加固等方面。其通过灌注混凝土形成桩身，增加车站的稳定性和承载力，提高车站的安全性和可靠性。

三、明挖车站中的旋挖桩施工技术应用

（一）明挖车站中旋挖桩施工的必要性和优点

1.明挖车站中旋挖桩施工的必要性

在明挖车站的施工中，由于车站周围土层的复杂性和地下水的存在，车站的开挖和加固难度较大，需要采用一定的施工技术来保证施工质量和安全性。旋挖桩作为一种可控性强、质量稳定的桩基础施工技术，其在明挖车站的施工中应用具有必要性。

2.明挖车站中旋挖桩施工的优点

明挖车站中旋挖桩施工具有施工速度快、施工质量高、噪音小、振动小等优点。同时，旋挖桩施工也可以避免车站周围管线和设施的损坏，减少施工对周围环境的影响。

（二）明挖车站中旋挖桩施工的技术方案

在明挖车站中采用旋挖桩施工技术，需要制定合理的技术方案。具体来说，明挖车站中旋挖桩施工技术方案需要包括以下内容：

1.桩基础设计方案

在旋挖桩施工前，进行充分的土层和地下水情况的调查和分析是非常关键的，以便制定合理的桩基础设计方案。以下是在桩基础设计方案中涉及的一些具体参数和技术数据：

（1）桩长

桩长是指桩体从地面或桩顶到设计埋入深度的长度，通常以米（m）为单位。桩长的确定需要考虑到土层的稳定性和承载力要求，以及桩身的结构形式和连接方式。桩长一般根据设计要求和土层情况确定，可以采用单一长度的桩或者多段组合形式的桩。常见的桩长范围为10m至30m，具体选择根据实际情况而定。

（2）桩径

桩径是指桩身的直径，通常以毫米（mm）为单位。桩径的选择主要根据设计要求和土层特性来确定，以满足所需的承载力和稳定性要求。在旋挖桩施工中，常见的桩径范围为300mm至2000mm。具体选择的桩径取决于设计荷载、土层类型、地下水位等因素。

（3）桩间距

桩间距是指相邻桩之间的水平距离，通常以米（m）为单位。桩间距的确定需要考虑到设计要求、土层特性、桩的相互影响等因素。桩间距的选择应满足承载力和刚度要求，并考虑到施工的可行性和经济性。常见的桩间距范围为1.5m至3m，具体选择根据实际情况而定。

（4）桩布置方式

桩布置方式是指桩在车站周围的空间分布方式，可以采用单排、双排、网格状等形式。桩布置方式的选择需要综合考虑土层特性、承载力要求、工程空间限制以及施工的可行性。不同的桩布置方式对土层的改良效果和工程成本都会有影响。根据实际情况，可以进行地质勘察和数值模拟等手段来确定最佳的桩布置方式。

2.施工设备选型方案

施工设备的选型应根据车站开挖面的大小、地下水情况、孔壁的支护方式等因素进行选择。旋挖桩施工设备主要包括旋挖钻机、吊杆、钢管、承载力试验设备等。

3.孔壁支护方案

孔壁支护方案是保证旋挖桩施工质量和安全的重要措施。常见的孔壁支护方案包括钻孔壁套管支护、钢筋网片支护、预制钢筋网片支护等[3]。

4.灌注混凝土方案

灌注混凝土方案包括混凝土的配合比、浇筑方式、振捣时间等方面。混凝土应按照设计配合比进行调配，并在浇筑前进行试块检验。在灌注混凝土过程中，应注意控制混凝土流动性，保证桩身的密实和质量稳定。

5.施工质量控制方案

旋挖桩施工过程中，需要对孔壁支护、灌注混凝土等进行严格的施工质量控制。在施工前，应对施工人员进行专业的技术培训，以确保施工过程中的质量控制。

6.安全管理方案

在明挖车站中采用旋挖桩施工技术，需要进行全面的安全管理。施工过程中应设立安全防护措施，如加装安全网、设立警示标志等，以确保施工人员的安全。

（三）明挖车站中旋挖桩施工的质量控制和安全措施

为了保证明挖车站中旋挖桩施工的质量和安全，需要采取一系列的措施进行质量控制和安全管理。

1.施工质量控制

旋挖桩施工的质量控制主要包括以下几个方面：

（1）孔壁支护质量的控制：在旋挖桩施工过程中，钻孔壁套管的安装是防止孔壁坍塌的重要措施，其质量对于孔壁支护起到至关重要的作用。因此，在施工中需要保证套管的长度和精度，避免弯曲和偏差，同时还需要确保套管与地层之间的密封性，以避免泥浆渗漏。

（2）桩身质量的控制：桩身是旋挖桩的核心组成部分，其质量直接影响着桩的承载能力和稳定性。在施工中需要注意混凝土的配合比、振捣时间、浇筑方式等因素，以保证桩身的强度、密实度和抗渗性。此外，还需要确保桩身的外观光滑平整，没有裂缝和气孔等缺陷。

（3）桩基质量的控制：桩基质量是旋挖桩的最终目的，其质量的好坏直接关系到整个工程的稳定性和安全性。在施工中需要控制桩长、桩径、桩间距、桩布置方式等因素，以保证桩基的稳定性和承载能力。

施工过程中应对以上内容进行严格的检查和监控，确保施工质量符合设计要求和施工规范。

2.安全管理措施

明挖车站中的旋挖桩施工涉及到的安全问题较多，需要采取一系列的措施进行安全管理。主要包括以下几个方面：

（1）施工前应进行安全技术交底，确保施工人员了解施工安全措施和操作规程；

（2）在施工现场设置安全标识，提示施工人员注意安全；

（3）采用安全绳索等安全措施，保证施工人员的安全；

（4）严格控制施工现场的扬尘、噪声等污染，保护周围环境；

（5）对施工现场进行定期的安全检查和隐患排查，确保施工安全。

通过以上措施的落实和执行，可以有效地保证明挖车站中旋挖桩施工的质量和安全。

四、结语

在市政地铁工程中，明挖车站和旋挖桩施工技术是非常重要的一环。明挖车站作为地铁线路上重要的节点，其施工质量和施工安全直接影响整个地铁线路的运行质量和安全性。而旋挖桩作为车站基础的重要组成部分，其施工质量和施工安全同样也具有重要性。本文系统地介绍了市政地铁明挖车站技术方式及其旋挖桩施工技术探究，分析了旋挖桩施工在明挖车站中的必要性、优点以及技术方案，同时也探讨了施工质量控制和安全措施等问题。通过对市政地铁明挖车站和旋挖桩施工技术的深入研究和探讨，我们可以更好地认识和掌握这些技术，并为今后的地铁建设提供参考和借鉴。

参考文献

[1]侯启超.地铁建设中的旋挖钻机特点及施工技术[J].设备管理与维修,2020(22):131-132.

[2]程万里.旋挖成孔支护桩质量指标——基于南宁地铁施工的讨论[J].价值工程,2019,38(23):147-148.

[3]姚金亚.地铁明挖车站深基坑开挖及支护技术研究[J].科技资讯,2023,21(02):46-49.