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(guī)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(nèi)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(jù)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(xù)墻，具體厚度還得根據(jù)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(xù)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(wěn)定性，確保在基坑開挖的過程中土體的位移，不會對現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)，實現(xiàn)24h監(jiān)控軸力。主要是因為自動伺服系統(tǒng)具有以下特點：

（1）可實現(xiàn)支撐軸力實時自動檢測及自動補償；

（2）系統(tǒng)采用了機械與液壓爽自鎖設計，安全可靠；

（3）伺服系統(tǒng)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(xiàn)24h遠程網(wǎng)絡監(jiān)控及報警。

根據(jù)鋼支撐自動伺服系統(tǒng)各組成部分功能特點的不同分為：泵站（液壓動力控制系統(tǒng)）、鋼支撐軸力伺服執(zhí)行系統(tǒng)（由鋼箱體、鋼支架平臺、千斤頂組成）、電氣與監(jiān)控系統(tǒng)（由總監(jiān)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(xù)墻的設計與施工：對于圍護結構來說，地下連續(xù)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(xù)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(xiàn)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(nèi)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(guī)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(nèi)土體的被動土壓力來確保其穩(wěn)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(nèi)降水防護

（1）對于勞動路站主體結構基坑開挖深度范圍內(nèi)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(nèi)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(shù)量的觀測井，加強坑外承壓水位監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)滲漏需立即采取解決措施。

（3）考慮到WA-27地墻在基坑內(nèi)外采用MJS旋噴樁止水后，仍存在滲漏可能，所以在二區(qū)WA-27地墻坑內(nèi)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(qū)域的坑內(nèi)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(huán)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(guī)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(jù)主體結構施工縫數(shù)量分為7段，豎向根據(jù)支撐數(shù)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(huán)境穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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(tài)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(nèi)完成，在開挖結束后8h內(nèi)完成該小段的支撐架設并施加預應力，即24h內(nèi)完成每小段土方開挖及支撐架設作業(yè)。

（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(jīng)過已有的臨近地鐵隧道基坑挖掘經(jīng)驗的驗證，結果顯示，地下連續(xù)墻的位移基本上都是在此施工的基礎上產(chǎn)生的，而每個階段的施工，其產(chǎn)生的位移距離是不一樣的，而且這種現(xiàn)象會延續(xù)到整個地下連續(xù)墻的支撐完成以及底板澆筑的完成。所以根據(jù)這一規(guī)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(fā)現(xiàn)并解決施工中出現(xiàn)的問題，為保證基坑的建設安全提供良好的技術支撐。