刘欢其

（中铁一局集团有限公司 陕西西安 710032）

1 工程概况

厦门市地铁3 号线西起厦门火车站，东至翔安机场，其中双十中学站为本线路的第11 座车站。车站位于厦门本岛，云顶北路与枋湖北二路交叉口，基坑上跨BRT 跨线桥及空中自行车道，临近BRT 跨线桥第478号、479 号桥墩，距离基坑外皮分别为11.8m，15.2m。基坑北侧为县后社厂房，6 层砖混结构，独立浅基础，无地下室，厂房距离基坑最近距离为15.6m。设计为地下二层岛式站台车站，为单柱双跨框架结构，车站总长度为209m，标准段宽度为20.7m，顶板覆土约3.5m。共设两组风亭4 个出入口。采用明挖顺筑法施工。

车站基坑开挖采用灌注桩+内支撑的支护体系，基坑开挖深度平均为17.2m。基坑开挖范围内土方上部主要为人工填土、坡积粉质黏土、下部地基土多为残积土及全～微风化岩。车站10～19 轴基坑开挖范围内存在微风化花岗岩基岩凸起。基岩凸起段长度约82m，宽20.7m。开挖厚度为0～7.5m 不等，开挖方量约7800 方。施工范围内无地表水。岩土层含水层以弱含水、弱透水为主。

2 基岩处理方案

根据地质勘查报告，该段基岩完整性较高，取出岩芯20～50cm 柱状，岩质硬，抗压强度达150MPa 以上。设计建议采用控制爆破法开挖，爆破施工作业对建筑物震动最大震速小于20m/s，地下管线最大震速小于15mm/s。常规爆破法开挖石方工艺施工难度大（基坑内无爆破凌空面）、安全隐患大（周边人口密集，建构筑物距离基坑较近）。考虑到周边建筑物距离基坑较近，且基坑上跨的BRT 跨线桥正常运营，枋湖北二路与云顶北路均为主干道，交通流量饱和，爆破作业对周边环境影响极大，甚至造成短时间主干道交通瘫痪。综合各方面因素，最终选定采用双臂大型自动岩石切割机进行车站基坑基岩开挖处理。

首先，采用履带式反铲挖掘机将基岩表面的覆盖土层进行挖除清理、运输出场。对高出作业面的强风化层及孤石采用人工钻孔配合履带式反铲破碎器进行破碎。然后在岩石面上以人工风炮大致找平作为机械切割的工作平台。施工工艺流程为：土方开挖→基岩覆土清理→铺设轨道→切割→顶翻（或破碎器破碎）解体运输→吊装出场。

2.1 施工准备

沿车站纵向方向铺设轨道，轨道宽度与切割机走行系统轮距一致。轨道安装时采用枕木及木尖垫平保证双向水平状态，再用螺纹钢将两条轨道固定在岩石上用电焊将其焊牢，对于高低差太多的应用岩石做基础保证机械的平稳性做到保质保量安全生产。安装双臂大型自动岩石切割机上轨道，将机台底面进行预调平，立柱两边滑板要求竖直，调整轨道轮与轨道距离相符合，加锯片起吊时，严禁把吊钩挂在锯片中心也位置进行起吊，这样容易损坏中心孔影响锯片寿命及后期锯片装配，正确的方法应挂在锯片预留的工艺孔处，进行通电试机，试机完成后，进入正式切割作业。

2.2 切割作业

经检查轨道与切割机安装稳固，行走通畅后，通电开机，切割施工先纵向后横向，综合现场场地环境和场内既有的吊车限载吊重，确定切割后石方块的具体尺寸。车站施工围挡内施工便道为6m 宽，常用吊车限载为25t，因此确定切割后的石块尺寸为1.2m×1.2m×2.5m。

上层石方因基岩表面高低不平，设备轨道安装受限，切割深度一般为1.2m 左右，切割施工为期一周左右，清理破除为期近两周。底层石方因作业面条件较好，适当增加切割厚度至1.5m 左右，切割施工因厚度增加，分两次重线路进行切割，切割机清渣施工周期近一个月。

双臂大型自动岩石切割机锯齿直径为3m，基座轨道宽度1.2m，切割深度最大可达1.3m，每机每天约可完成100m3，机台切割宽度可调1.5～1.95m，并采用一轨一机二刀片的操作方法，在施工场地允许大型吊装设备作业的前提下，能使施工工效翻倍。

经切割后的岩石使用人工钻孔抬开顶起，采用履带式反铲挖掘机带破碎器破碎岩石后，由履带式反铲挖掘机或轮式叉装机运至吊装区域。

石方转运至吊装区由带破碎器挖机进一步破碎解小后，由长臂挖机或垂直抓斗挖机装运出场。

2.3 机械操作安全管理

施工过程中，严格执行国家颁发的安全生产操作规程及有关规定，严禁违章指挥、违章操作：

（1）机械设备操作人员持证上岗，机械设备专人操作、专人负责。

（2）电动机械设备，经安全部门检查合格并取得合格证后才投入使用，否则不送电运转。

（3）大中型机械设备在施工过程中，严格按机械操作规程做好日常维护及保养，并做好设备运行的详实记录。

2.4 切割开挖的优点

采用双臂大型自动岩石切割机切割、机械配合破碎开挖石方的施工方案，即使工期满足了初步的节点目标，也得到业主、监理等单位认可；同时有效的规避了爆破开挖对周边的房屋、交通、行人等带来的安全隐患，消除了火工品供应不及时、社会大型活动等不可控因素影响施工的潜在风险，保障了施工连续性和工期。

从成本方面来看，双臂大型自动岩石切割机开挖单价略高，但部分石料及块石可二次利用、破碎使用的机械设备费用较小、施工连续、切割后基坑侧壁表面光滑，无需防水基面整平处理。综合核算，盘锯开挖的整体成本较爆破开挖的成本低。

爆破开挖工期45d 成本138.6 元/方，主要特点：①速度快，工效高；②施工扰动大；③限制因素多，无法确保连续作业。切割开挖工期50d 成本80.6 元/方，主要特点：①施工扰动小；②除施工噪音限制外无其他影响；③综合费用低；④更适合于复杂城市环境下基岩开挖施工其中成本切割开挖含石料的二次利用价值。

3 结语

本文以双臂大型自动岩石切割机切割、机械配合破碎开挖石方作为复杂环境下地铁车站基岩凸起处理方案为研究内容，已厦门市地铁3 号线双十中学站基坑开挖基岩处理方案为依托，从切割施工工艺、工效及成本方面着手，对双臂大型自动岩石切割机切割、机械配合破碎开挖石方的方案进行可行性分析，通过具体案例分析得知，切割方案具有以下可取之处：

（1）技术效益：不破坏基础岩石的完整性，施工质量可靠；机具设备简单，操作简单，不用爆破；安全性能较高。

（2）经济效益：采用圆盘锯减少了机械费用的投入，切割后的条石可回收利用，节约了成本。

（3）社会效益：圆盘锯切割石方施工以来，取得了较好的施工效果，不但提高了施工质量和安全，加快了施工进度，降低了施工成本，而且为公司赢得了良好的社会效益，将施工对周边环境、社会生活的影响降至最低。

因此，基岩切割方案作为地铁车站施工基坑基岩开挖的一种解决方案，值得在同类工程中推广应用。