贾剑虹

（广东水电二局股份有限公司，广东 增城 511340）

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段项目施工9A标段【金融高新区站-龙溪站明挖区间、出入段线】土建施工项目的工程包括【明挖区间】和【出入段线】土建工程。明挖区间位于佛山市南海区海八路南侧，区间线路以直线沿海八路下行，基坑长度约为345m，宽度为20.7～40.329m，深度为 14.806～22.275m，整个基坑呈西浅东深、西窄东宽的不规则型式，土方开挖量约为17.95万m3。由于盾构施工的需要，在区间东段90m范围设盾构始发井，为满足盾构施工工期，盾构井从围护结构施工、土方开挖、主体结构施工至土方回填，整个工期只有5个月的时间，而此处基坑深度大，因此土方开挖成为整个工期目标实现的关键。

盾构始发井基坑深度达22.275m，宽度为40m。基坑从上到下设四道支撑，第一道支撑距离地面为3.0m，第二道支撑距离地面约为8.0m，第三道支撑距离地面为约13.9m，第四道支撑距离地面约为18.3m，基底距离地面为22.275m（如图 1）。

图1 基坑土方开挖剖面图

而基坑施工常用的PC-200L型长臂挖掘机能挖到的最大深度不足16m，也就是说长臂挖机只能开挖到第三层土方，无法对第四、五层土方进行直接开挖。对于深度超过16m的基坑，一般轨道交通基坑施工采用的传统工艺有“推挖法”和“吊装出土”两种，现对此两种传统施工工艺进行简单介绍:

退挖法施工是在开挖各土层时采用台阶开挖接力出土的方式，具体方法如下:第一层通仓开挖法，挖至第一道钢筋砼支撑梁下，层厚约3.0m，然后凿除连续墙顶松散层，施工砼支撑梁及冠梁。第二层（层厚约5m）、第三层（层厚约5.9m）、第四层（层厚约为4.4m）和第五层（层厚约为4.0m）开挖时采用台阶开挖接力转运法。即第一层砼支撑梁的砼达到一定的强度后，回填出一条出土施工便道，梁顶铺钢板保护，反铲挖掘机站在钢板上向下开挖第二层土方；等第二层土方被开挖出一定长度的平台后，再下一台反铲挖掘机站在第二平台上向下开挖第三层土方，等第三层土方被开挖出一定长度的平台后，再下一台反铲挖掘机站在第三层平台上向下开挖第四层土方，等第四层土方被开挖出一定长度的平台厚，再下一台反铲挖掘机站在第四层平台上向下开挖第五层土方，后五台挖掘机接力将基底土方转至地面自卸车（如图2）。

图2

采取此工艺开挖第五层土方，需布置五个阶梯，投入至少10台挖机（基坑宽度40m，每个阶梯至少布置两台挖机），因此存在投入设备多、生产效率低的特点，特别是每个阶梯在基坑纵向方向上占用约10m的场地，开挖至第五层需利用50m长度的基坑进行接力倒土。而由于本工程工期的紧迫性，在盾构井开挖土方时，西段仍然在施工地下连续墙，无法提供50m的施工场地，因此退挖法在本工程中不适用。

吊装出土法施工工艺简单地讲就是利用钢板制成的斗装土，再用吊装设备吊出基坑运走的方法。但由于本工程支撑系统复杂，垂直运输困难，加上此工艺出土效率太低，无法满足盾构井工期要求，因此本工程亦不适合采用“吊装出土”。

另外，目前市场上还有一种液压抓斗挖土设备，其开挖深度可达20m，但由于市场存货量较少，且租赁费用较高，目前轨道交通基坑施工采用此设备较少，而作为本工程22.275m的开挖深度，其仍不能满足直接开挖。

那么如何采用一种占用场地小且能直接开挖至基底的技术，以确保工期目标成为本工程的难点。项目部全体成员集思广益，利用现场条件，在基坑深度中央设置一个“中转平台”，以达到利用长臂挖机直接开挖的目的。具体做法为:在第三道支撑施工完成后，利用废弃的自卸车斗，将其端头与第三道支撑利用膨胀螺栓焊接固定，再利用钢丝绳悬吊斗身于第二道混凝土支撑上，基底用PC-200型挖掘机将第四、五层土方挖至土斗内，在用长臂挖机将土斗内的土直接挖至出土车运走。（如图）

侧挖法施工

用来支撑吊土斗的支撑梁，设计在施工前结合土斗及土的重量对支撑梁的配筋受力情况重新进行核算，满足力学要求，确保了土方开挖时的安全。

悬吊土斗的钢丝绳的计算选取过程如下:

查相关施工手册后，取直径26mm、公称抗拉强度为1400kN/mm2、6*19的钢丝绳。

在盾构井东端20m土方开挖完成后将中转平台向西移，基坑南北两侧各设一个“土斗”，每个中转平台负责纵向60m范围内的土方开挖，开挖完成后再向西移，移动土斗时需重新对其安装，每安装一个土斗需要一天时间，且安装土斗全过程要汽车吊配合。利用此方法大大提高了土方开挖效率，赢得了宝贵的时间。本工程采用“吊斗”作为转土平台，提高了土方开挖效率。现将退挖法、吊装出土法、液压抓斗及利用“土斗”作为中转平台法做综合分析对比，具体如下表:

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综上所述，采用“汽车斗”作为转土平台，较传统土方开挖方法大大提高了土方的开挖效率。当然此方法也存在一定的局限性，如深度方向只能满足一个中转，对25m深度以上的基坑亦无法施工，但对于深度在16～25米范围的基坑，从投入设备，生产效率高方面讲，可以说是一种投入少产能大的技术，可在其他工程基坑开挖中推广使用。

[1]江正荣，朱国梁.简明施工计算手册.