城市地下空間開發的地鐵保護施工技術研究

趙 軒

(深圳市地鐵集團有限公司，廣東 深圳 518026)

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城市地下空間開發的地鐵保護施工技術研究

趙 軒

(深圳市地鐵集團有限公司，廣東 深圳 518026)

以深圳前海聽海大道地下空間項目為例，結合其工程水文地質及地鐵保護要求，對復雜地質條件下地下結構施工對鄰近盾構區間變形控制技術進行了研究，為同類工程提供參考和借鑒。

盾構區間，地鐵，基坑，隔三挖一法

0 引言

作為前海自貿區的城市主干道和地下空間，聽海大道地下空間戰略地位非常重要，集地鐵地下商業空間、城市主干路及共同溝于一體，極大地提升了土地資源的利用價值。為保證施工階段運營盾構區間線路既有結構絕對安全，攻克“運營線盾構區間周邊卸土變形控制”難題，對復雜地質條件下地下結構施工對鄰近盾構區間變形控制技術進行研究，為同類既有地鐵運營線路相關地下空間實施提供參考。

1 項目概況

聽海大道地下空間位于桂灣片區內聽海大道道路紅線范圍內，東側與騰訊地塊、交易廣場地塊、華潤地塊相鄰，西側與前海樞紐項目、地鐵1號線、5號線車站改造項目及地鐵5號線桂灣站相鄰，地下構成前海桂灣片區地下空間步行網絡體系，同時作為前海交通樞紐與聽海大道周邊各開發地塊的聯絡通道(見圖1)。地下空間基坑分為兩部分：地下空間基坑和共同溝基坑，地下空間基坑深度4.95 m～11.0 m，共同溝基坑深度4.44 m～16.97 m。聽海大道地下空間長約689 m，寬約為10 m～50 m；總建筑面積22 251 m2，項目總投資估算為7.4億元。

2 工程水文地質[1]

深圳前海地質條件復雜，為典型填海地層，采用拋石擠淤法填筑。地鐵盾構區間結構相對薄弱，對周邊的施工擾動變形較敏感。上覆第四系填土、海積淤泥，海沖積粘性土、砂層、殘積層，下伏風化花崗巖巖體。淤泥普遍分布且厚度較大，最大厚度14.0 m，平均淤泥厚約8.5 m，呈流塑狀。陸域填土區可分為填石區、淤泥隆起區及雜填土區，淤泥較薄但厚度變化大。場地地下水對混凝土結構具有中等腐蝕性。

3 地鐵保護要求

聽海大道地下空間在地鐵1號線、5號線盾構區間上方覆土揭除對地鐵影響較大，盾構區間結構相對薄弱，對周邊的施工擾動變形較敏感，開通運營后經歷前海在建項目反復擾動，已出現局部病害，管片混凝土出現局部裂紋、滲漏水等現象。盾構上方為施作聽海大道地下空間結構，盾構上方覆土需揭除厚度約6 m，盾構埋深僅剩余約5 m，且位于軟弱地層中，土層壓縮性較大。地鐵1號線盾構隧道上方開挖原設計采用隔三挖一跳挖的放坡開挖方案，盾構隧道受外部施工影響較敏感，隧道上方放坡卸土可能引起隧道的上浮或變形位移。

為了保證地鐵運營安全將原設計的盾構區間的地下空間的開挖方式變更為“隔三挖一”槽段開挖，盾構上方被動區土體先進行加固，減小單次土方卸載量，同時采用全套管全回轉鉆機成孔技術施工抗拔樁，及時抗隆起板及板底注漿加固工藝，與抗拔樁組成門式結構以控制地鐵上浮。用洞外注漿加固，改善周邊地質條件，使其成為均質地層控制區間變形，施工過程中采用盾構區間自動化監控量測技術，隨時掌握區間變形，信息化指導施工。

4 試驗段驗證

首先在相對變形穩定的5號線右線盾構區間(共8個槽段)作為試驗段進行驗證，采用“隔三挖一”分四序開挖方式，5號線槽段尺寸為5 m×12.5 m，開挖深度約6.5 m，地質條件較差變形敏感處提前進行旋噴樁加固，嚴格控制重型設備的行走路線，采用全套同全回轉鉆機施工抗拔樁，嚴格控制每榀開挖深度，并設置降水井等措施，及時跟蹤對應盾構區間監測情況組織施工。

5號線右線盾構區間開挖前后監測數據分析，地鐵盾構區間監測數據變化均在2 mm以內，變形可控，符合地鐵保護區要求，故進一步推廣至1號線鯉前區間施工。

5 正式施工過程

1號線左右線設置80個槽段，1號線槽段尺寸為5 m×15.2 m，開挖深度約6.5 m，因槽段尺寸較大設置一道30 cm厚格柵網噴臨時支撐，分兩倉進行臺階式開挖。開挖前先進行井點降水，保證水位在地下空間基坑底以下1 m。為保證槽段開挖安全，槽段開挖前對槽段周圈局部軟弱地層進行加固，采用φ600@400旋噴樁內插鋼管法加固止水。地鐵1號線基坑開挖過程中對原有圍護結構φ1 000@800 mm鉆孔樁進行破除，破除人工采用風鎬鑿除，減小破除對地鐵隧道的振動影響，破除隨土方開挖同步進行。

每一段土方分層開挖至標高后，在坡面進行掛網噴混。每段基坑開挖到底預留30 cm人工進行清底，防止機械開挖對基底產生擾動，每一段土方分段開挖至坑底時立即施作該段地下空間底板，槽段采用隔三挖一，分四序進行人工開挖，槽段開挖到底后施工抗浮板和連梁形成有效抗拔體系。

1號線左右線各分四個循環，為避免與綜合管廊交叉施工影響，右線槽段在綜合管廊開挖期間暫不施工，先施工左線11個槽段，左線槽段開挖順序為：

第一循環1-1,1-2,1-3,1-4,1-5,1-6,1-7,1-8,1-9,1-10,1-11。

第二循環2-1,2-2,2-3,2-4,2-5,2-6,2-7,2-8,2-9,2-10,2-11。

第三循環3-1,3-2,3-3,3-4,3-5,3-6,3-7,3-8,3-9,3-10,3-11。

第四循環4-1,4-2,4-3,4-4,4-5,4-6,4-7,4-8,4-9,4-10,4-11。

待基坑開挖完畢并回填后施工右線槽段，右線槽段開挖順序為：第一循環共開挖9個槽段，分別是1-1～1-9，第二循環2-1～2-9，第三循環3-1～3-9，第四循環4-1～4-9。所有槽段及抗隆起板施工完畢后，破除槽段施工地下空間結構。

目前槽段開挖設計88個，已完成80個。既有線變形安全受控，隧道內自動化監測數據穩定，均未超過10 mm報警值，地鐵運營正常。自動化監測及第三方監測結果反饋[2]如下：

鯉前區間左線聽海大道地下空間段槽段開挖期間向東位移最大變化2.8 mm，向西位移最大變化2.3 mm，標高變化最大隆起2.6 mm，標高變化最大沉降2.5 mm。

鯉前區間右線聽海大道地下空間段槽段開挖期間向東位移最大變化2.2 mm，向西位移最大變化3.2 mm，標高變化最大隆起1.8 mm，標高變化最大沉降2.1 mm。

6 工法意義

全國各地地鐵建設方興未艾，圍繞地鐵既有線路和站點進行城市地下空間及商業綜合體的開發項目不斷增多，后續施工建設對地鐵線路的安保影響越來越凸顯。此施工工法已在聽海大道得以實施驗證，并取得良好實踐成果，雖然該施工工法對項目的施工進度和投資將會造成一定的影響，但地鐵運營和主體結構安全價值不可估量，該創新工法具有較大的參考借鑒意義。

[1] 深圳市工程勘察設計院.聽海大道地下空間巖土工程詳細地勘報告[R].2015.

[2] 深圳市市政設計研究院有限公司.聽海大道(桂灣四路以北段)和聽海大道地下空間(前海灣段)工程地鐵監測周報[R].2017.

Study on subway protection construction technologies of city underground space development

Zhao Xuan

(ShenzhenSubwayGroupCo.,Ltd,Shenzhen518026,China)

Taking Tinghai highway underground space project of Qianhai in Shenzhen as an example, combining its engineering hydrology and subway protecting demands, the thesis studies neighborhood shield interval deformation control technologies of underground structure construction under complicated geological conditions, which has provided some guidance for similar engineering.

shield interval, subway, foundation, three-separated and one-excavation method

1009-6825(2017)17-0152-02

2017-03-25

趙 軒(1984- )，男，碩士，工程師

U455

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