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车站采用明挖顺作法施工，地面标高3.8m，端头井开挖深度17.882m，标准段开挖深度15.837m，车站总开挖土方为14.75万方。
端头井设五道支撑，标准段设置四道支撑，基坑变形控制保护等级为二级。
1.2.2工程地理位置与周围环境
虹桥临空园区站位于天山西路上，周边建筑多为办公楼和商用楼房，北侧建筑物距离基坑较远，南侧建筑物主要有易初莲花尤其是物流中心离围护结构仅有5m左右，受基坑开挖影响较大，在施工中尤为要加以注意。
主要建筑物见图1。
图1虹桥临空园区站周边建筑物与结构关系示意图
1.2.3工程地质和水文地质
1.2.3.1工程地质
虹桥临空园区站拟建场地属滨海平原地貌。
场地内地势较为平坦，标高一般为3.51～4.29m。
本场地自地表至75.0m深度范围内按其成因可分为8层，14个亚层。
与本工程有关的土层自上而下依次为：
⑴①层，人工填土。
层厚1.2~4.1m，土质松散，以杂填土为主，含碎石、煤屑、垃圾等，成分较复杂。
⑵②1层，褐黄色粉质粘土。
层厚0.0~3.0m，局部缺失，可塑～软塑，局部为粘土，含铁锰及氧化铁斑点，中压缩性。
⑶③1层，灰色淤泥质粉质粘土。
层厚3.5~7.5m。
饱和，流塑，欠均匀，夹较多薄曾层粉砂，层理紊乱，高压缩性。
⑷④层，灰色淤泥质粘土。
层厚8.00~14.5m。
湿，稍密，土质欠均匀，常夹粉细砂，含云母碎片，中压缩性。
⑸⑤1-1层，灰色粘土。
层厚1.5~4.4m。
场区均有分布。
饱和，流塑，均匀，夹极薄层粉性土，层底见贝壳碎层，高压缩性。
⑹⑤1-2层，灰色粉质粘土。
层厚0.0~6.5m，场区均有分布。
饱和，流塑，尚均匀，夹极薄层粉土（局部上部有淤泥质土），高压缩性。
⑺⑤2层，灰色粉砂（夹粘土）。
层厚5.5~13.0m。
饱和，中密，欠均匀，夹较多薄层粘土，含云母碎片，中～高压缩性。
⑻⑤3-1层，灰色粉质粘土。
层厚6.5~14.5m。
场区均有分布，可塑，尚均匀，夹较多粉性土，部分含少量腐植质及钙质结核，中压缩性。
1.2.3.2水文地质条件
（1）潜水
本场地浅部地下水属潜水类型，主要补给来源为大气降水，水位随季节而变化，本次测得地下水位埋深0.90～1.05m。
本工点地下水埋深按《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-94）第9.1.2条，取0.50~0.70m使用。
（2）承压水
上海地区第一承压含水层分布于⑦1粘质粉土层、⑦2层粉细砂中。
⑤2灰色粉砂层顶层埋深22.0～23.4m，该土层为上海市第四系地层微承压水含水层，此部位开挖过程中会产生突涌现象。
1.2.3.3虹桥临空园区站工程地质评价
⑴车站主要穿越的地层以灰色淤泥质粉质粘土为主，局部为粘质粉土，不存在饱和砂土、砂质粉土，故不存在液化问题。
⑵车站
轴以西地基土22.0～23.4m以下为⑤2灰色粉砂层，该土层为上海市第四系地层微承压水含水层，此部位开挖过程中会产生突涌现象。
⑶基坑开挖宜采用分层开挖，基坑外不应堆载重物，且施工中应建立监测系统，避免对周围环境产生较大影响。
⑷各孔勘察施工过程中，未发现暗浜、天然气溢出等不良地质现象。
⑸本场区地下水对混凝土无腐蚀性。
第三节土方开挖施工方案
1.3.1土方开挖原则
虹桥临空园区站土方开挖在围护结构及墙顶圈梁达到设计强度要求，基底抽条注浆加固完成且基坑预降水20d后开始，降水后水位位于坑底1.0m以下。
土方开挖原则如下：
1．根据基坑变形理论分析计算，提出考虑基坑时空效应规律的开挖施工程序及主要施工参数，包括开挖段数、分步开挖的空间尺寸、开挖坡度、每步开挖和支撑所需时间及支撑预应力值等施工参数。
2．基坑开挖时随时根据监测结果不断进行施工参数的调整和优化，及时架设支撑和施作结构，以减少围护结构变形，确保周边环境稳定。
3．结合车站的实际施工条件，严格按照“时空效应”理论分层、分段、分块开挖土方。
开挖过程中，按规范要求进行纵向放坡，严禁掏挖。
4．加强对地下水的处理，基坑内采取降水井,开挖排水沟、集水井集中抽排的方法疏干地下水。
5．尽量缩短围护结构暴露时间，土方开挖两段时立即跟上基础垫层的施工，以抵抗基底隆起变形，并形成底层支撑，降低基坑围护结构变形速率。
6．土方开挖时严禁在基坑边堆放弃土，弃土堆应远离基坑顶边线20m以外。
7．加强对开挖标高的控制，应避免对基底原状土的扰动。
对设计坑底标高以上30cm的土方，采用人工开挖，局部洼坑应用砾石、砂填实至设计标高。
8．施工过程中，避免土方开挖机械对围护结构、支撑系统等的碰撞破坏，上述部位附近的土方开挖由人工进行。
9．采用机械挖土、机械运输，以确保施工效率和实现节点工期。
1.3.2土方工程施工部署
1.3.2.1挖土施工段、层划分
（1）本工程土方开挖根据结构施工需要，共分为18个施工段。
（2）每施工段土方开挖还需分层进行，其中
~
轴挖土分6层进行，
~
轴挖土分5层进行，
轴挖土分6层进行。
（3）由于受场地条件限制，本工程土方采用单面开挖，基坑内土方采用小挖机驳运。
1.3.2.2开挖小段划分和时限原则
（1）第一层至二层开挖时每个开挖小段控制在6m以内，每次开挖时间控制在16小时，随即在8小时内完成该段的支撑安装并施加预应力。
（2）第三至六层开挖时每小段开挖控制在3m，每次开挖时间控制在8小时，随即在8小时内完成该段的支撑安装并施加预应力。
（3）如周边有建筑物距离基坑较近，为减少周边建筑物的变形，则第一、二层开挖时控制每个开挖小段控制在6m以内，每次开挖时间控制在12小时，随即在8小时内完成该段的支撑安装并施加预应力。
以下各层开挖时每小段开挖控制在3m以内，每次开挖时间控制在8小时，随即在8小时内完成该段的支撑安装并施加预应力。
（4）纵坡选择，以诱导缝以西1.5m的位置为坡脚，纵坡坡度大于1：
2.5。
1.3.2.3挖土安排
（1）施工步序：
由东西两端头井分别向中间开挖，按每一施工段梯步式进行，基本原则是先开挖端头井，再开挖标准段。
（2）土方开挖过程中需遵循“随挖随撑，见底覆砼”的原则，每次挖土必须保证该段地下水位在挖土工作面以下1m，每层土方均开挖至支撑面标高，然后由人工开槽，安装支撑并按设计要求施加预应力撑紧后，方可继续挖土。
（3）在挖土过程中应根据支撑轴力监测数据，对支撑经常检查与复加轴力，以控制地下围扩结构的侧向位移，减少地表沉降。
（4）土方开挖垂直输送主要采用伸缩臂挖机，水平采用小机传递，土方均外运。
1.3.2.4挖土方法
（1）第一层土方开挖
本层土方开挖在预降水20天、地下连续墙及圈梁达设计强度后进行，挖土采用1m3挖土机。
开挖过程中先由机械开挖至设计支撑顶面，然后由人工在支撑位置开槽，挖至第一道支撑底部标高，然后进行钢管支撑的安装。
后一段土方的开挖必须在前一段支撑安装完成，并施加预应力后方可进行。
第一层挖土每小段长6m，支撑安装约在2根左右。
随即在8小时内完成该段的支撑安装并施加预应力。
（2）第二至第四层土方开挖
该层土方开挖采用伸缩臂挖机，每台配小挖机2—3台。
开挖时先由停在地面的伸缩臂挖机开挖出工作面，然后放下2台小机，水平开挖和传递远处土方，由伸缩臂挖机挖出。
开挖先由机械开挖至设计支撑面，然后由人工在支撑位置开槽，挖至支撑底部标高，进行钢管支撑的安装和预应力施加。
后一段土方的开挖必须在前一段支撑安装完成后方可进行。
该层挖土每段约6m，支撑安装约在2根左右。
第三层起每小段控制在3m，支撑安装约为1根。
（3）最底层土方开挖
最底层土方开挖是指
—
轴的第5层、
～
轴、
轴的第6层、挖土仍采用伸缩臂挖机与小挖机相结合的方法，机械挖土至设计标高上300，同时根据土体回弹监测，进行一定的超挖，以保证浇筑的底板达到设计标高，剩余土体采用人工开挖，见底后立即覆砼。
（4）端头井土方开挖
各层端头井的挖土严格按要求的顺序进行，从两角向中间挖，并按规定的暴露宽度分步开挖，每步开挖和支撑在规定的时间内完成，若斜条长度大于12m时，则先挖中间，后挖两端。
在斜撑范围内土方挖完，安装好支撑后，再挖其余土方。
（5）土方开挖时基坑内的明排水
各层基坑开挖，在遇到下雨等天气时，必须在基坑内设简易排水沟及集水井，用泥浆泵抽水。
集水井采用砖垒土井的办法，井深1m，直径1m左右。
排水沟和集水井相连成网，使地下水降到开挖面以下，保持基坑干燥。
集水井边界距离基坑边，不得小于1/4基坑宽度。
1.3.3施工工艺
土方开挖遵循“时空效应”理论，分层、分段、分块开挖，纵向放坡。
分层：
根据支撑设置情况端头井分为六层开挖，标准段分为五层开挖，每层开挖至支撑中心标高以下0.5m；
为防止基坑局部失稳，将每层开挖段分为两个亚层，保证每亚层高控制在2m左右。
分层情况如下表:
基坑开挖分层一览表表1
分层号
１～3轴
4～13轴
14～25轴
26～31轴
32～53轴
54～56轴
第一层
1.5
2
1
第二层
3.5
4.8
4.6
4.4
4.3
3.7
第三层
2.9
4.2
3.9
2.7
第四层
4
3
第五层
2.2
2.4
第六层
2.5
分段：
沿车站纵向根据支撑平面位置分段，每段完成2根支撑范围内的土方开挖工作量,每个作业平台及纵向放坡均为2根支撑长度约为5.2～6m。
分块：
每层每小段土方开挖采用分块作业，根据本工程围护结构和基坑支护系统的特点以及现场实际情况依次进行北侧、南侧分块的开挖。
纵向放坡：
沿基坑开挖方向纵向进行放坡,纵向放坡总长度为50~60m,纵向放坡系数为1:
3.5~1:
4。
基坑开挖与支撑示意图如下（图示为东端标准段开挖施工）：
图2基坑开挖及支撑示意图
1.3.4土方开挖施工方案
根据施工总体布署，结合划定的施工场地、道路交通组织及周边环境，车站基坑拟先开挖东西两个端头井，端头井土方完成后进行端头井结构施工，同时由两个端头井向中间开挖。
施工机械、临时便道均设置在车站主体结构的北侧。
由于场地下层面埋深最浅22m左右是第⑤2层粉砂（夹粘）层，含有微层压水，堪察期间观察水头埋深3.85m，按车站挖深的初步验算，坑底存在微承压水的突涌威胁，针对此采取了减压抽水措施，确保施工的安全。
因端头井斜撑较多，开挖深,面积大,开挖时采用履带抓斗进行出土，基坑内设两台小型挖掘机配合倒土，分层进行土方开挖。
端头井土方开挖完成后开始主体结构土方开挖施工，因受交通导改的影响，以福泉路为界将车站主体结构土方开挖分成东西两个作业区进行土方开挖施工。
为了基坑开挖的安全，结合工地实际情况，采取了两个优化方案。
优化方案一：
临空园区车站由于福泉路南北向管线及福泉路道路影响，北侧从DN－20~DN－28共9幅地下连续墙，南侧DS－27~DS－31共5幅地下墙，以及
轴线东2.6米处设置的翻交用隔断墙3幅，共计17幅地下连续墙不能施工。
由于管线改移和道路翻交完成时间目前尚无法确定。
如果等管线改移完，剩下17幅连续墙做完后再开挖，东西端头井将推迟提交盾构施工时间，影响整个工程的进度。
为了确保西端头井能在封闭的条件下进行开挖，基坑内降水不影响坑外天山电话分局及周边环境安全，考虑在北盾构井东侧
轴位置设置双排搅拌桩止水帷幕，使西区基坑形成封闭。
搅拌桩帷幕与南侧地下墙相接处，增加2根二重管旋喷桩，在北侧相交处，由于深导墙为“L”型，下部翼缘板影响搅拌桩施工，故采用4根旋喷桩，这样增加6根旋喷桩，可大大提高了止水效果。
优化方案二：
在北端头井设置临时隔断墙。
临时隔墙采用600mm厚地下连续墙，从DN-19拐角部位至DM-1北端，设置一道临时隔墙，将北侧盾构井隔离成小基坑，以简化支撑体系，提高北侧盾构井开挖的安全度。
隔墙总长22.3m，分成4幅地下连续墙施工。
1.3.4.1端头井土方开挖
虹桥临空园区站端头井的土方开挖，根据开挖原则制定施工作业程序。
端头井分层开挖情况如下表:
表2
东端头井
1m
3.7m
2.7m
4m
3m
2.5m
西端头井
1.5m
3.5m
2.9m
开挖机械
普通挖机
长臂挖机
履带吊抓斗
1.西端头井施工
根据围护结构和地基加固、降水的施工情况，虹桥临空园站首先开挖西端头井的土方，然后进行西端头井结构的施工，根据设计要求，提交西端头井，结构至少施工到第
轴线诱导缝处，根据上海市基坑开挖要求，纵向放坡至少到第
轴线位置，合计开挖土方量25300方。
为了缩短基坑开挖时间，结合基坑开挖钢支撑架设的要求，西端头井开挖由
-
轴线立柱桩位置向两边分层、分段、分块放坡开挖，并随即架设联系梁和钢支撑。
开挖时对于土质不稳定的地方，要求降低坡高，加宽平台，放缓坡度。
开挖转角第一层斜撑部位土方时，挖掘机自角点位置向后倒退式挖土，完成两根支撑位置土方开挖后，立即架设支撑，按设计要求加设预应力。
第一层土方开挖顺序为：
（1）立柱桩范围支撑位置土方开挖，架设联系梁和钢支撑，然后向端头井和标准段两个方向放坡。
（2）完成端头井南侧三角体开挖施工，架设钢支撑；
（3）完成端头井北侧三角体开挖施工，架设钢支撑；
（4）中间三角体及标准段开挖。
完成第一层土方开挖，进入第二层及以下各层土方开挖时，考虑到端头井部位斜撑安装时间相对较长，端头井部位土方开挖，在施工程序上进行适当调整，以满足快挖快撑、先撑后挖的施工原则，以第二层土方开挖为例，具体施工方法为：
⑴第一步进行④轴直撑位置土方开挖，并架设联系梁和两根直撑，然后向两边放坡开挖。
⑵第二步进行②～③轴三角区范围内的第二层土方开挖，为转角部位开挖提供开挖工作面（如图3所示）。
图3端头井三角区土方开挖示意图
西端头井中间三角体土方开挖施工参数表表3
开挖方量（m3）
700
580
800
500
开挖控制时间（h）
23
19
26
17
纵向放坡至
4轴
5轴
6轴
7轴
8轴
⑶②～③轴三角区第二层土方开挖完成后，进行①～③轴斜撑区域内南侧三角体土方开挖，开挖完成后立即进行钢支撑的架设。
西端头井南侧三角体土方开挖施工参数表表4
305
250
348
300
220
10
8
12
7
（4）等南侧支撑架设完成后方可开挖北侧土体，北侧三角体的开挖和支撑同南侧。
西端头井北侧三角体土方开挖施工参数表表5
260
190
9
6
2、东端头井施工
东端头井开挖与西端头井开挖类似，盾构井结构施工到第
轴线，开挖放坡到第
轴线，累计开挖土方37000m3，先开挖立柱桩范围支撑位置的土方，架设联系梁和支撑。
因为考虑保护北侧新泾七村的居民楼，故调整为先从南侧开始施工。
中间三角体开挖面积较大，一次开挖方量达（1221m3），分层开挖时间过长（达44小时），因此在施工中予以调整，具体施工顺序如下：
先完成中间三角体南半部分的开挖，开挖方量为：
东端头井中间三角体南半部分开挖参数表表6
680
515
730
570
480
22
24
18
16
52轴
51轴
49轴
47轴
46轴
*第三层开挖时将放坡至西三角体，调整工序优先开挖西三角土体并及时架设支撑。
（2）向东南向开挖三角体的土方，并每开挖6m及时架设两根钢支撑。
东端头井东南侧三角体土方开挖参数表表7
481
351
520
390
325
20
（3）待东南侧三角体支撑完成后，开挖施工中间三角体的北半部分，施工参数如下表所示，纵向每完成开挖6m时，及时架设2根钢支撑。
东端头井中间三角体北半部分开挖参数表表8
540
375
590
430
380
13
14
（4）向西北向开挖三角体的土方，并每开挖6m及时架设两根钢支撑。
东端头井西北三角体南半部分开挖参数表表9
596
435
644
483
403
28
30
27
东端头井开挖施工如下图所示：
图4东端头井施工顺序图
1.3.4.2标准段土方开挖
虹桥临空园区站标准段土方开挖按既定程序分层、分段、分块开挖，纵向放坡。
考虑到基坑南侧围护结构外有一根Φ300mm自来水管，在基坑开挖时要采取重点保护措施，第一层土方开挖时南侧围护结构边上要留5m宽的土堤以减少被动土压力，防止基坑变形，以下各层开挖时采取先开挖北面土体再开挖南面土体，加强对自来水管的保护。
标准段土方开挖参数表表10
项目
轴号
分层
平均宽度
每段长
土方数量
开挖参数
4～13
153
5小时
490
17小时
428
306
225
14小时
2.8
213
12小时
2.1
160
10小时
14～25
18.6
5.6
156
4小时
479
18小时
437
312
15小时
26～31
466
22小时
24小时
318
254
32～53
5.2
194
6.5小时
417
20小时
378
290
16小时
230
13小时
东作业区施工场地较长，标准段在基坑内采用两台小型挖掘机倒土，长臂挖掘机出土；
西作业区施工场地较短，且有北侧盾构井影响，采用0.6m3抓铲进行出土，基坑内设两台小型挖掘机配合倒土。
车站降水井、格构柱影响范围内的土方主要采用人工开挖，小型挖掘机在严格指挥作业的情况下配合倒土至出土机械有效作业范围内，开挖出的土方直接装车外运。
标准段每层、每段土方按先北后南分块的顺序开挖，每一侧土方开挖完成后及时进行钢支撑中心点放样并焊接支撑托架，保证支撑架设的及时性，标准段土方开挖如下图所示：
图5基坑开挖平面示意图
各层土方之间留设一定宽度的开挖平台，开挖平台按3%设单侧坡以利于排水，排水坡为向基底一侧。
根据车站地质条件，纵向放坡坡顶至坡脚总放坡坡度在1:
3.5，分层之间局部放坡坡度不陡于1：
1.5。
车站土方开挖过程中，对影响范围内的周边环境加强监控量测，尤其是对地下连续墙深层土体位移、地下水位、地表沉降等项目加密观测频率，分析反馈监测结果，指导各项施工参数的优化调整，确定最终施工参数。
每层每段土方开挖时控制好开挖的空间尺寸，严格控制沿基坑纵向及深度方向上的超挖在允许范围之内，并在基坑南侧留护壁土体，限制基坑围护结构产生的无支撑形变。
土方开挖至基底以上30cm时，改用人工开挖清底，验底通过后，按设计要求及时分块浇筑素砼封底。
第四节钢支撑架设及拆除
基坑开挖到位后及时进行支撑放样工作，在连续墙上准确放出支撑定位十字线，为支撑架设作好准备。
随挖随支撑，并限时安装钢管支撑，准确施加预应力；
同时做好基坑排水。
第一道钢支撑在基坑开挖前抽槽埋设，第二层及其下面各层均分小段开挖和支撑。
每小段在8小时以内安装2根钢支撑并加好预应力，此施工参数在实际施工中将不断进行优化调整。
由于本工程在施工围护结构DS-13连续墙时，接头箱没能完全拔出来，基坑开挖到此处时应及时架设钢支撑并增加钢支撑密度，保证基坑安全。
1.4.1钢管支撑系统的组成
本工程采用φ609mm，δ=14mm的钢管支撑，钢管支撑系统包括支撑杆系及附属构件部分，其中支撑杆系包括：
主体杆、活络端头及固定端，附属构件包括三角钢托架及钢楔等部分。
钢管支撑系统见图。
图6钢管支撑系统图
1.4.2钢支撑施工流程
支撑编号→对号运到现场→支撑牛腿位置就位、量距→清理平整牛腿面→钢支撑就位校正→施工预应力→
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