地铁施工技术明挖法施工技术分析

随着城市化进程的加速，轨道交通作为公共交通的骨干力量，其建设规模不断扩大。在众多地铁施工方法中，明挖法因其具有施工场地开阔、作业空间大、便于组织机械化施工等优点而被广泛采用。

一、明挖法施工技术分类

1.1 敞口明挖法

通过直接暴露开挖区域，形成大面积基坑后进行结构施工。该方法具有施工空间开阔、作业效率高、技术难度低等优势，适合应用于地面建筑物稀少、地下管线分布简单、地质条件稳定（如密实黏土、岩层）的区域。但由于基坑长时间暴露，存在土方开挖量大、对周边环境影响显著（如地面沉降、交通阻断）、降水排水要求高等缺点。

1.2 盖挖法

在开挖前先完成地面临时盖板结构施工，通过盖板维持地面交通通行，再进行基坑开挖与地下结构施工。根据施工顺序不同，盖挖法又可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法和盖挖半逆作法。盖挖法显著减少了施工对地面交通和环境的干扰，适用于城市核心区、交通繁忙路段及地下管线密集区域。但该方法存在施工工序复杂、技术要求高、成本投入大等问题，例如在城市主干道下方修建地铁车站时，盖挖逆作法可实现“路面交通不停运、地下施工同步推进”的双重目标。

二、明挖法施工工艺流程

2.1 前期准备工作

包括施工现场的勘察与测量，确定开挖范围、深度和坡度等参数；进行场地平整与围护结构施工，如钻孔灌注桩、地下连续墙等，以保证基坑的稳定性；同时做好临时排水系统和施工便道的设置。

2.2 土方开挖

按照设计要求分层分段进行土方开挖，严格控制开挖速度和顺序，避免扰动周围土体导致坍塌或过大变形。采用合适的挖掘设备，如挖掘机、装载机等，并配合人工清底，确保基底平整度符合规范要求。在开挖过程中，密切关注地下水位变化情况，及时采取降水措施防止积水影响施工安全和质量。

2.3 主体结构施工

当基坑开挖至设计标高后，开始浇筑混凝土基础垫层，接着依次进行底板、侧墙和顶板的钢筋绑扎、模板安装及混凝土浇筑工作。注重各部位之间的连接处理，保证结构的完整性和防水性能。对于大型车站等复杂结构，还需考虑设置变形缝、施工缝等特殊构造来适应结构的伸缩和沉降变形。

2.4 防水工程

由于地铁处于地下水位以下运行，防水是关键环节之一。介绍常用的防水材料和方法，如防水卷材、涂料、注浆堵漏等，以及如何在施工过程中确保防水层的连续性和密封性。特别强调节点部位的防水处理，如施工缝、变形缝、穿墙管等处的细部做法，以防止渗漏水问题的发生。

2.5 回填与恢复路面

主体结构完成后，逐步进行基坑的回填作业，选择合适的回填材料并分层夯实，使其达到规定的密实度标准。最后恢复道路路面及其他地面附属设施，使施工现场恢复到原有的使用功能状态。

三、明挖法施工的关键技术环节

3.1 围护结构与支护体系设计

围护结构是明挖基坑的“防护墙”，需根据基坑深度、地质条件及周边环境选择类型 ， 土钉墙：适用于深度 ⩽6m 的黏性土地层，通过土钉（直径 16-25mm 钢筋）与喷射混凝土（厚度 80-100mm ）形成复合结构，单延米造价约800-1200元。某地铁区间明挖段采用土钉墙支护，基坑变形量控制在 15mm 以内；排桩支护：用于 6-12m 深基坑，常用Φ600-1200mm 钻孔灌注桩，桩间距 1.2-1.5m ，必要时采用止水帷幕（高压旋喷桩）防渗。在软土地层中，需配合内支撑（钢管或钢筋混凝土支撑）使用，如某车站采用 Φ800mm 排桩 +3 道钢支撑，成功控制基坑最大沉降 25mm；地下连续墙：适用于深度 >12m 或周边环境敏感（如距离既有建筑 <5m ）的基坑，墙厚 600-1200mm ，采用抓斗成槽，具有止水效果好（渗透系数 ⩽10^-7cm/s ）、刚度大的特点，但成本较高（单延米造价约 5000-8000 元）。某穿越商业区的地铁车站采用 1m 厚地下连续墙，基坑开挖期间周边建筑沉降仅 8mm 。内支撑体系需遵循“先撑后挖”原则，支撑间距根据计算确定（通常 3-6m），优先采用可回收钢支撑（周转率达5-8 次），减少材料浪费。支撑安装时需施加预紧力（为设计轴力的 50%-70% ），防止基坑变形。

3.2 地下水控制技术

地下水是明挖施工的主要风险源，需根据水位埋深与地层渗透性制定方案 ， 轻型井点降水：适用于水位埋深 <6m 的砂土、粉土层，采用 Φ 50mm 井点管，间距 1.5-2m，形成降水漏斗，可将水位降至基坑底以下 0.5-1m。某地铁明挖段通过轻型井点降水，使基坑干燥度满足施工要求，抽水量约 500m³/d ；管井降水：用于水位较深（＞ 6m）或渗透系数大（ >10^-3cm/s ）的地层，井径 Φ600-800mm ，深度超基坑底 3-5m，单井出水量可达 100-300m³/d 。在砂卵石地层中，需采用大口井（ Φ1000mm ）配合深井泵，避免井管堵塞；截水帷幕：在富水地层中，采用高压旋喷桩（直径 600-800mm ）或搅拌桩（搭接 200mm ）形成封闭帷幕，阻止外部地下水进入基坑。某软土地区地铁施工中，通过“地下连续墙 + 管井”联合止水，基坑总涌水量控制在 50m³/d 以下。降水过程中需监测周边地面沉降，若沉降速率超过 2mm/d ，应放缓降水速度或采用回灌技术（如设置回灌井），平衡地层应力。

3.3 土方开挖与运输管理

土方开挖需遵循“分层、分段、对称、限时”原则，每层开挖深度根据支护强度确定（通常 1.5–3m ），段长控制在 10-20m ，避免基坑长时间暴露。开挖机械选用需匹配基坑尺寸 ， 浅层开挖（ <5m ）采用挖掘机直接作业；深层开挖（ >5m ）需设置坡道或使用抓斗挖掘机配合自卸车（载重 20-30t）。在软土地层中，需限制开挖速度（每日开挖 ⩽2 层），并及时安装支撑（开挖后8 小时内完成），防止基坑失稳。某地铁车站因开挖过快（单日开挖 4 层），未及时支撑，导致基坑边坡滑移300mm，被迫回填处理，延误工期15 天。土方运输需规划专用路线，车辆出场前冲洗轮胎（安装自动冲洗平台），运输过程中覆盖篷布（防止扬尘），弃土场需进行分层碾压（压实度 ⩾90% ），减少环境影响。

结语：

明挖法作为一种成熟的地铁施工技术，在城市轨道交通建设中发挥着重要作用。通过对明挖法施工技术的深入分析和研究，我们掌握了其核心工艺和关键技术要点，能够在不同地质条件下灵活运用并有效控制施工风险。

参考文献：

[1] 李圣瑞 ， 刘康 . 软弱地层盾构区间锚管障碍物处理施工技术 [J].水利水电施工 ，2019，000（005）：69-

[2] 王旭伟 . 明挖法扩挖盾构隧道修建地铁车站施工技术解析 [J]. 华东科技综合 ，2019，000（003）：51-

[3] 邓琪颖 . 地铁深大基坑明挖法施工安全风险优化控制浅述 [J]. 地产 ，2019，000（022）：114- 114.