摘要：近年來隨著我國地鐵建設的發展,越來越多的城市修建地鐵。而地鐵深基坑工程因地質不同具有開挖難度大、工期長、費用高及對周圍環境的影響大等問題，它已經成為城市建設中一個亟待攻克的難題，其中的施工工藝的選擇、組織、環境的保護越來越受到施工單位和研究單位的重視。因此地鐵基坑工程施工的好壞，直接影響到基坑工程的造價和安全。
　　關鍵詞：豎井；施工；工藝；開挖；爆破；監測。
　　案例：深圳地鐵五號線楊上區間2#豎井是地鐵五號線施工中最深的豎井之一，施工技術難度大、安全威脅大；地質條件較復雜，工序轉換多，其安全尤為重要。
　　1 概述
　　1.1深圳地鐵五號線楊上區間2#豎井位于清平高速主道與匝道間的綠化帶上，為風亭兼做施工豎井，深約62m，施工技術難度大、安全威脅大;地質條件復雜，承擔區間1300m隧道施工任務，影響工程進度的不確定因素多，因此進行對開挖加以控制是十分必要的。
　　1.2水文、地質情況
　　深圳市的氣候屬亞熱帶季風氣候，熱量豐富，日照時間長，雨量充沛。氣候和降雨量隨冬、夏季風的轉換而變化。每年5～9月為雨季。豎井所處地層自上而下分別為素填土及礫質粘性土、全風化花崗巖、強風化花崗巖、中風化花崗巖、微風化花崗巖，本場地地下水按賦存條件主要為孔隙水及基巖裂隙水。主要賦存在沖洪積礫砂層、殘積層、全風化花崗巖中，基巖裂隙水賦存于強風化及中等風化巖中1.3豎井設計情況
　　2#施工豎井內凈空尺寸為5.8m×19.8m，深61m。豎井全風化巖及強風化巖以上地層初期支護采用工25a型鋼鋼架，間距0.5m+300mm厚網噴混凝土+注漿錨管聯合支護，共計18.2m；中風化地層采用工16a型鋼鋼架，間距1.0m+200mm厚網噴混凝土+注漿錨管聯合支護，共計18.8m；微風化地層采用100mm厚網噴混凝土+砂漿錨桿支護，共計24m。
　　2工程特點、重點、難點分析及對策
　　2.1工程特點
　　2#豎井深達61米，施工技術難度大、安全威脅大；地質條件較復雜，工序轉換多，支撐的架設必須及時、牢固，支撐的頂替、拆卸必須合理、可靠；施工中必須嚴格按照技術要求控制好每一工序的質量，保證支撐體系受力的平衡，以確保結構的安全、穩定、可靠。
　　2.2主要難點及主要對策
　　整個工程的主要難點及主要對策詳見下表。
　　主要技術難點及對策措施表
　　序號 技術難點 主要對策
　　1 豎井開挖 1． 選用經驗豐富的施工隊伍；
　　2． 開挖后一定要及時進行初支，嚴格控制超挖；
　　3． 支撐的架設必須及時，要有防落梁措施；
　　2 爆破施工 1．選用具有合格資質的爆破公司施工；
　　2．爆破前一定要通知周圍廠礦、居民，以免造成不必要的恐慌；
　　3．除爆破公司安全人員外，施工方還要排除專職安全人員，確保爆破安全工作萬無一失。
　　4.爆破采用淺眼楔形掏槽，井口加蓋防止飛石。
　　3 豎井與正洞立體
　　交叉處施工 1．沿隧道破口3m范圍內采用φ22砂漿錨桿間距1×1m、φ8鋼筋網片150×150mm、C20噴射砼20cm進行加固處理；
　　2．加強監控量測，掌握圍巖變形情況；
　　4 防水施工 1．選用優質防水材料，使用熟練操作工人；
　　2．嚴格施工工藝，特別注意施工縫的處理；
　　3．認真做好正線隧道與豎井接口處的防水處理；
　　4．加強成品保護。
　　
　　2.3施工方案
　　豎井土方開挖前，先對豎井進行鎖口施工，鎖口完成后即可安裝豎井出碴垂直提升系統。豎井出碴垂直提升系統采用MG20/5雙梁門式起重機，提升系統安裝調試后，進行豎井土方開挖，開挖的順序由中間向四周進行。
　　初期支護根據圍巖情況采用不同的支護參數：
　　（1）對地質情況較差的粘土、全風化巖、強風化巖采用工25a型鋼鋼架，間距0.5m+300厚網噴混凝土+注漿錨管聯合支護；
　　（2）對地質情況稍好的中風化地層采用工16a型鋼鋼架，間距1.0m+200厚網噴混凝土+注漿錨管聯合支護；
　　（3）對微風化地層采用100厚網噴混凝土+砂漿錨桿支護。
　　豎井的防水和二襯待區間隧道施工完成后進行。二次襯砌采用順作法，自下而上，分段施工。邊二襯，邊拆除支撐。二襯完成后，最后進行配電房、風井和疏散樓梯的施工。
　　3施工工法及工藝
　　3.1豎井施工工藝
　　豎井先明挖施工鎖口,待鎖口段混凝土強度達到設計強度的75%以上時，再進行提升設備安裝及豎井開挖施工。
　　3.1.1豎井鎖口施工
　　施工準備完成后，用全站儀測量放樣，確定豎井位置。人工配合挖機開挖鎖口到設計深度后，及時封閉開挖井壁、綁扎鎖口段鋼筋、支設模板澆筑混凝土。在鎖口圈上設置護欄，井口鎖口圈擋水墻混凝土高出地面0.3m。在豎井四周設置排水溝，防止地表水進入豎井。
　　3.1.2豎井井身施工
　　待鎖口結構完成以及提升設備就位后，開始豎井施工。豎井施工采用明挖法，開挖土層部分采用人工開挖，巖層部分采用爆破法施工。裝碴采用人工，出碴采用雙梁門式起重機起吊。豎井施工循環進尺為不超過1榀鋼架的距離，每開挖一個循環就必須進行支護，確保施工安全。施工豎井底設置集水坑和料斗坑，作為左右線洞內滲水的蓄積處和作為料斗的起落處。
　　3.1.3.1豎井開挖及運輸
　　1)豎井井身段開挖在豎井提升系統安裝好后進行，開挖土層部分采用人工開挖，巖層部分采用爆破法施工，出碴利用雙梁門式起重機或吊車。
　　2)豎井自上而下開挖，并及時進行初期支護，及時按照設計施作支撐，開挖到底后及時進行封底混凝土施工。
　　3)豎井井身開挖遵循先井中，后井周的原則，逐層向下開挖。
　　3.1.3.2豎井施工防排水
　　豎井井口附近地面做防排水系統，井口結構高出地面30cm，防止地表水進入豎井；必要時在豎井上方設雨棚，避免雨水進入豎井。豎井施工過程中，在豎井中央設集水坑，集水坑為1m×1m方形，深度1m。隨開挖面下移，及時將水位降至開挖面0.5m以下。
　　3.1.2.1爆破設計
　　豎井地質情況為中風化和微風化花崗巖時，爆破采用全斷面微震爆破開挖方式，掏槽方式為淺眼楔形掏槽。
　　光面爆破應遵循以下原則：1、根據圍巖特性合理選擇周邊眼間距及最小抵抗線；2、嚴格控制裝藥量，特別是周邊眼的裝藥量，并采用小直徑藥卷，裝藥結構上采用竹片綁扎間隔裝藥；3、嚴格控制超欠挖，斷層破碎帶除常規的縮短進尺，控制裝藥量外，關鍵在于合理的設計周邊眼部位的鉆眼、裝藥參數和裝藥結構，盡可能維護開挖輪廓線以外圍巖的原始狀態。
　　3．1.2.2鉆爆作業
　　鉆爆作業必須按照鉆爆設計圖進行。當開挖條件出現變化時，爆破參數隨圍巖條件變化而作相應改變。
　　鉆眼前繪出開挖斷面中線、水平和斷面輪廓，并根據爆破設計圖，用紅油漆將炮孔布置在齊頭面上；鉆孔滿足精度要做到“準、平、直、齊”四要素，并滿足相關規范要求。
　　3.1.3.1豎井初期支護
　　1)豎井井身每循環開挖完成后，先噴射4cm混凝土封閉井壁面，再及時進行徑向鋼插管施工并進行注漿作業、鋪設鋼筋網、安裝鋼拱架，分3～4次噴射混凝土達設計厚度。
　　2)鋼架采用分節制作，先在地面上分20節，采用焊接成型，然后采用提升系統吊運至井內進行組裝。組裝采用螺栓連接。為保證內撐達到軸向受力的要求，內撐與鋼架連接采用螺栓連接，待內撐安裝后再進行噴砼作業。
　　3）豎井在分段開挖及支護到底后，及時進行封底混凝土施工。施工前先清除浮碴及雜物，并排干積水。
　　3.1.3.2豎井二襯及防水施工
　　待區間隧道施工完成后，方可進行豎井防水層及二襯施工。豎井二襯采用順作法。自下而上襯砌，邊襯砌邊拆除支撐。
　　1、 豎井二襯施工工藝流程
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　2、防水施工方法和技術措施
　　防水結構從里到外依次為:初期支護、找平層、復合防水層、保護層（局部）、防水鋼筋砼（豎井為C30、S8鋼筋砼）。
　　在施工時采取以下技術措施：
　　(1)初期噴的混凝土必須均勻密實，使其無明顯滲漏水，當有滲漏水，采用注漿或PQ-130堵水、埋管排水等相結合的原則，以確保防水層施工時無水作業。
　　(2)初期支護與二次襯砌間的防水層采用復合防水板（PVC防水板+無紡布），安裝防水板之前抹一層2cm厚找平砂漿，以保證初期支護面平整。
　　(3)防水板施工嚴格按照以下方案進行:
　　a、基面處理
　　基面應將外露的鋼筋、鐵釘等尖銳清除干凈，噴射M10砂漿（厚2cm）找平，確保基面表面平整圓順。
　　b、塑料墊圈
　　測量標出縱向中線，沿中線向兩邊用射釘槍將塑料墊圈固定在初期支護表面。塑料墊圈固定點以梅花狀排列縱，其橫向間距：豎井井身為100cm，底板150cm，
　　C、鋪設防水板
　　根據實際長度并考慮搭接預留長度50cm剪裁卷材，鋪設時由中線向兩邊鋪設，用壓焊器將防水板熱合在塑料墊圈上，整個防水板鋪好并檢查確定固定后，再用塑料熱合機焊接搭接處。防水板采用雙焊縫焊接，搭接長度不小于15cm，每條焊縫寬為1cm，兩條縫間留3cm寬空腹，作為檢查焊縫密封性用。
　　d、防水層質量檢查
　　外觀檢查：鋪設平順無隆起，無折皺、無漏縫、無破損，焊縫連接牢固。
　　①焊縫質量檢查：用5號注射針頭與壓力表相接，用打氣筒進行充氣檢查，將焊縫加壓至0.15Mpa時，穩定2min,如果壓力保持不變，說明合格，否則在未焊好之處重新補焊，直到不漏氣為止。
　　②底板防水板鋪設好后，在其上鋪一層5cm厚的混凝土保護層，保護層凝固后，再進行其它作業。豎井井身無保護層處，焊接鋼筋時必須用隔板遮擋隔離，以免濺出火花燒壞防水板，二次襯砌灌注混凝土時，振搗棒不得接觸防水板，以免其受損傷。加強施工人員教育管理，避免人為損壞防水板，若有損壞，及時修復。
　　e、二襯防水混凝土是整個結構防水成敗的關鍵，為保證外防水層的全封閉和提高結構本身防水性能，采取如下保證措施：
　　①嚴格按照規范要求選用材料，通過多次實驗，選定適當配合比和外加劑，使結構混凝土具有密實度高、收縮率小、無裂紋、可灌注和抗滲性能好等多種性能，盡量達到自身防水效果。
　　②防水混凝土在灌注過程中模板要安裝牢固，尤其是擋頭板，不能出現跑模現象，要做到模縫嚴密，避免出現水泥漿泄漏現象。
　　③防水混凝土從低處向高處分層連續灌注，每層30cm，采用插入式搗固器搗固，搗固要密實，尤其要保證施工縫和變形縫處的密實度。
　　④防水混凝土終凝后，立即進行養護，并保持濕潤，養護期不少于14d。
　　3、鋼筋工程
　　①鋼筋的加工制作
　　在鋼筋制作前后，向監理工程師提交加工方案、加工材料表，加工時保證鋼筋無局部曲折、死彎。鋼筋表面無銹蝕、無油漬、無損傷，鋼筋彎制應在常溫冷彎。
　　②鋼筋的焊接
　　鋼筋焊接由熟練的專業技工進行施做，以保證鋼筋焊接的質量。所使用的焊機、焊條必須符合加工的質量要求。
　　③鋼筋綁扎
　　按照規范要求，鋼筋分層、分批進行綁扎。
　　④鋼筋布設定位
　　鋼筋布設定位時，應對每個結構面預留出設計所需保護層厚度，以滿足結構的設計受力狀況和結構防水的要求。采取加固措施確保預埋件的安裝位置穩固。
　　3.1.4豎井監測
　　3.1.4.1豎井的監測項目及方法
　　豎井施工中的測量高精度儀器，豎井監測做到等精度。監測過程中，使用相同的儀器，在相同的位置上，由同一觀測者按同一方案施測
　　3.1.4.2監測內容
　　根據設計要求及工程實際情況，明挖基坑的施工監測項目有：地質支護觀察、豎擋墻頂位移監測、地面沉降監測、凈空收斂監測、內撐軸力監測。
　　3.1.4.3監測頻率及監測結果分析
　　每次監測任務完成后，應立即進行監測數據的整理、計算與分析，提出當次監測所發現的情況，并分析其產生原因，預測未來發展趨勢。每個月末都必須對當月各監測點監測情況進行全面分析，并作出月末總結，及時上報有關單位。
　　4質量保證措施
　　1)檢查控制施工部分的垂直度。
　　2)在豎井在開挖過程測量時，應隨時核實中線及垂直度，測量必須緊跟工作面。
　　3)嚴格把好測量關，堅持測量復核簽認制，測量精確度符合要求。
　　4）嚴把工程材料質量關，從選擇料源到訂貨，采購進場過程中都要嚴格檢測制度，一切工程用料必須有工程試驗室取樣檢測，試驗檢測合格后方可采購進場。嚴格控制施工配合比，保證施工質量。
　　5)豎井結構必須隨挖隨噴射砼，噴射區高度宜與循環掘進高度相同，噴射作業自下而上進行。噴射機置于井內時，混合料應采用管道隨用隨下。
　　6)土方開挖前必須嚴格按工程監測的要求進行，并做好各種不同類型的監測點布置，做好資料的收集工作。坑內的管線結合施工做好拆改或懸吊方案。
　　7)鋼筋網按設計間距預先在井外加工成片，井內焊接形成整體，保證鋼筋網與初噴面密貼。
　　8)工字鋼架及支撐在井外分節段加工成形后，其加工允許誤差：單元格連接孔眼誤差不超過±5㎜。加工好后，試拼合格，編號分類堆碼，使用時運到井內。安裝前進行測量放線，定出中線、水平的位置，檢查、清除安設位置的凸凹地方，以便安裝時使鋼架密貼噴砼面，安裝前用錨固鋼筋沿環向對鋼架定位，定位鋼筋一端錨入圍巖50cm，安裝完后用縱向連接鋼筋將每榀鋼架聯接成整體，以增加鋼架整體穩定性，然后及時進行復噴砼，將其覆蓋以達到鋼架與噴砼共同受力的目的。鋼架安裝后應在同一平面內，其間距允許偏差為±50mm。
　　9)埋設砼控制砼標志，保證噴層厚度為符合設計。噴射作業前，先進行超欠挖處理，為提高工作效率和保證質量，噴射作業應分片進行。按照從上到下施噴，保證混凝土層面平順光滑。
　　10)施工豎井井口段以及地質較差的井身段必須采取加強支護措施，確保工程質量和施工安全。
　　11）開挖土方要與其他結構施工相配合，統籌安排，做到開挖、裝運、提升等環節緊密配合，加快施工進度。
　　5結語：2#豎井是五號線最深豎井，因地質條件復雜，前期開挖沉降數值很大。對整體工期影響甚大，施工工藝得到有效控制后工期縮短，對項目投資得到有效控制。由于地鐵深基坑開挖的施工進度、安全、質量直接影響著后面的施工進度，因此施工工藝的選擇、組織，越來越受到當代施工單位和研究單位的重視。而僅靠理論分析和經驗估計是難以保證工程安全施工的,如何對深基坑開挖作出一個更加可靠方案,有待設計及施工人員不斷地探索。
　　
　　
　　參考文獻：1、深圳地鐵五號線楊上區間設計圖紙及相關方案
　　2、建筑施工手冊(第5版)[Ｍ].中國建筑工業出版社
　　3、地下鐵道工程施工及驗收規范GB50299-1999