緊鄰運營地鐵隧道的基坑施工要點探討

范旭陽

（蘇州市軌道交通集團有限公司， 江蘇 蘇州 215004）

1 工程概況

蘇州市軌道交通5號線勞動路站位于桐涇南路東側，勞動路南側，線路沿一條尚未實施的規劃路東西走向布設，車站西側連接港務路站，東側連接盤胥路站。勞動路站為島式站臺車站，有效站臺寬度13m，車站外包總長160.5m，標準段結構內凈寬為22.7m，標準段基坑開挖深度約29.0m，盾構井開挖深度約30.5m，車站主體結構為地下4層雙柱三跨閉合框架結構。

2 基坑開挖的圍護和支護結構

根據本工程自身固有的特點，在加上鄰近地鐵隧道的影響，所以在基坑圍護這一方面，就應該采用厚度適中的地下連續墻，具體厚度還得根據基坑土體所能承受的應力情況來確定，主要采用1200mm厚地下連續墻，而支護結構則采用3道鋼筋混凝土支撐+5道鋼支撐，這樣既可以滿足結構的合理變形，也可使支撐結構更具有穩定性，確保在基坑開挖的過程中土體的位移，不會對現有的地鐵隧道造成影響，不會妨礙其正常運行，周邊的道路以及建筑物不會因為基坑的開挖出現沉降的狀況，也可以保證地下各個管線正常使用，其中，第7、8道采用直徑800mm，壁厚20mm鋼支撐直撐（共8根），安裝自動伺服系統，實現24h監控軸力。主要是因為自動伺服系統具有以下特點：

（1）可實現支撐軸力實時自動檢測及自動補償；

（2）系統采用了機械與液壓爽自鎖設計，安全可靠；

（3）伺服系統結構簡單，施工方便，拆卸便捷；

（4）正常工作時，液壓站與油管無壓力，安全高效；

（5）可實現24h遠程網絡監控及報警。

根據鋼支撐自動伺服系統各組成部分功能特點的不同分為：泵站（液壓動力控制系統）、鋼支撐軸力伺服執行系統（由鋼箱體、鋼支架平臺、千斤頂組成）、電氣與監控系統（由總監控操作站、就地控制站組成）共3個部分。

所以針對這幾點要求，就要從圍護結構和支撐結構的設計與施工入手，才能保證基坑修建工作有序地進行。（1）地下連續墻的設計與施工：對于圍護結構來說，地下連續墻的寬度要合理，鄰近地鐵隧道的墻體深度也要達到一定的標準，而在加強墻體的強度等級時，要選擇型號適中的鋼筋和水泥，而且地下連續墻在分段時，應該采用H型鋼接頭形式，墻體頂部鋼筋混凝土的帽梁要現澆，確保其能與整體相連，從而增強墻體的剛性程度。（2）支護結構的設計施工：從支護結構上來看，向基坑內深度方向延展，設置3道鋼筋混凝土支撐+5道鋼支撐，其強度也需要達到一定的等級，其中混凝土支撐可以添加早強劑，進一步完善支護的強度。另外支撐的中心標高應該從上而下分出規則的距離，在平面上，基坑應采用邊角框架支撐，再以斜撐為主，中間再留出一定的空間進行挖土工作，撐梁的截面面積要合理設計，另外，為了保證臨近地鐵隧道的正常使用功能，也可以通過增加基坑內土體的被動土壓力來確保其穩定性，所以可以選擇在基坑四周加入深層攪拌樁，防止墻底角變形，也可以將其進行加固加深[1]。

3 基坑內降水防護

（1）對于勞動路站主體結構基坑開挖深度范圍內涉及（第①層～第⑥2層）的潛水含水層和微承壓水含水層，由于被地下圍護結構隔斷，即隔斷了潛水和承壓水的水平補給來源。故在方案設計時可作為疏干降水井來完成降水工作。

（2）對于第⑦2層的承壓水含水層，考慮到地下圍護完全隔斷其含水層，并切斷了坑內第⑦2層含水層水平補給來源，所以在第⑦2層承壓含水層布置泄壓井直接將其壓力釋放、泄壓。同時為檢驗圍護的隔水效果，在坑外應設置必要數量的觀測井，加強坑外承壓水位監測，發現滲漏需立即采取解決措施。

（3）考慮到WA-27地墻在基坑內外采用MJS旋噴樁止水后，仍存在滲漏可能，所以在二區WA-27地墻坑內側布設降壓觀測井，外側布設暫回灌井及觀測降壓觀測備用井，加強該區域的坑內外水頭觀測，必要時采取回灌措施，以減小因坑外第⑦層水頭下降對周邊環境的影響。

4 基坑開挖工程的實施

為了盡可能縮短基坑的無支撐暴露時間，有效地控制圍護結構變形與坑外地面沉降，采用“時空效應”理論原理開挖基坑，其基本原則是“分層分段、先撐后挖、對稱平衡、限時開挖、嚴禁超挖、及時封底”。同時開挖堅持“開槽支撐、先撐后挖、分層分段、嚴禁超挖”的原則。具體如下：

（1）分段分層

按照基坑開挖施工規程，本站屬于深挖基坑、長開挖，基坑開挖時應縱向分段、豎向分層。縱向根據主體結構施工縫數量分為7段，豎向根據支撐數量分為8大層，每大層又各分為2小層進行開挖，每層先挖基坑中部土方、后開挖兩側土方，以減小圍護結構變形，確保周邊環境穩定[2]。

（2）先撐后挖

以2根支撐之間土體為單元開挖，每一層土方開挖前，嚴格按設計位置及時可靠地設置支撐和穩定體系，并按設計要求及時施加支撐預應力，盡量縮短圍護結構暴露時間，使基坑土方開挖后圍護結構受力穩定，保證基坑安全。

（3）對稱平衡

基坑土方采取由車站一端向另一端臺階式后退開挖法施工，開挖一般土層按不陡于1：3控制，砂性土層按不陡于1：4控制。動態總坡度不陡于1：3控制，每個臺階平臺寬度為6m，以便兩側基坑開挖平衡，保證圍護結構均勻受力和及時架設支撐。

（4）限時開挖

在基坑土方開挖過程中，按分段分層進行開挖，每小段縱向開挖寬度為10m，每小段土方須在16h內完成，在開挖結束后8h內完成該小段的支撐架設并施加預應力，即24h內完成每小段土方開挖及支撐架設作業。

（5）嚴禁超挖

每一層土方開挖須按設計要求的開挖高度進行開挖，每層土方開挖高度為混凝土支撐底或鋼支撐下0.5m，開挖至基底以上0.3m時改用人工進行清底，避免機械擾動基底原狀土。

（6）及時封底

土方開挖見底后及時組織人員進行墊層澆筑和底板結構施工，完成基坑封底工作。

經過已有的臨近地鐵隧道基坑挖掘經驗的驗證，結果顯示，地下連續墻的位移基本上都是在此施工的基礎上產生的，而每個階段的施工，其產生的位移距離是不一樣的，而且這種現象會延續到整個地下連續墻的支撐完成以及底板澆筑的完成。所以根據這一規律的探究，對鄰近地鐵隧道的基坑修建，就應該做好相應的對策，對不可避免的施工問題采取好預防措施。

5 結束語

綜上所述，鄰近地鐵隧道的基坑施工較其他基坑施工來說難度較高，所以要想保證基坑挖掘、建設工作合理有效地進行，就要保證鄰近地鐵隧道的正常使用功能，所以通過合理建設手段的應用，可以很好地發現并解決施工中出現的問題，為保證基坑的建設安全提供良好的技術支撐。