深基坑施工對(duì)緊鄰地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)影響評(píng)價(jià)分析

周鵬

摘要：本文主要分析了深基坑施工對(duì)于緊鄰地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的影響評(píng)價(jià)及分析，重點(diǎn)介紹了深基坑施工對(duì)于地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的變化。對(duì)于深基坑施工帶來(lái)的影響分析不僅可以為后期的地鐵建設(shè)提供可參考的因素，而且可以為建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)一定的交通便利條件。但具體的影響效果還是要參考對(duì)深基坑施工的影響評(píng)價(jià)分析。

關(guān)鍵詞：深基坑施工；地鐵區(qū)間；隧道結(jié)構(gòu)；影響評(píng)價(jià)分析

引言

我國(guó)城市化進(jìn)程提速帶來(lái)很多城市問(wèn)題，這些問(wèn)題中交通問(wèn)題最為突出，各大城市開(kāi)始將地鐵建造視為解決城市交通壓力的重要途經(jīng)，目前我國(guó)大陸城市中，已有地鐵項(xiàng)目立項(xiàng)的城市有37個(gè)座，主要為省會(huì)或周邊大城市，都有一定的歷史，地鐵線路都需通過(guò)老城區(qū)或中心城區(qū)，這些城區(qū)往往都會(huì)有新建高樓，其深基坑的開(kāi)挖往往會(huì)對(duì)地鐵的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，如何盡可能減少其對(duì)地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的不良影響，已然成為城市深基坑施工中重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，而施工區(qū)土體變形位移控制成為其關(guān)鍵施工技術(shù)，為保護(hù)地鐵隧道區(qū)間、相鄰管線，需對(duì)深基坑施工對(duì)緊鄰地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)影響進(jìn)行系統(tǒng)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

1、深基坑施工對(duì)地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)主要影響

城市建設(shè)活動(dòng)特別是已建地鐵的隧道之上或兩側(cè)的深基坑開(kāi)挖，需要進(jìn)行樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、深攪樁、基坑開(kāi)挖等施工，這些施工會(huì)引起周圍土體變形，如坑底的回彈或隆起、支護(hù)后土體的側(cè)移和沉降等。土體的變形會(huì)影響鄰近地鐵隧道結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危害到隧道結(jié)構(gòu)的安全和使用功能。

1.深基坑施工對(duì)地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)主要影響方向

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，在我國(guó)的深基坑施工過(guò)程當(dāng)中，總是會(huì)或多或少的對(duì)周圍的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的積極或消極的影響，但是由于這種影響的存在也對(duì)于施工建設(shè)的開(kāi)展產(chǎn)生反作用。所以基于深基坑施工對(duì)于緊鄰地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的影響評(píng)價(jià)分析可以在掌握一定的理論基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)最大化的雙贏局面。基于這種影響因素進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)、整改施工項(xiàng)目，也是利大于弊的。下面對(duì)于具體的深基坑施工帶來(lái)的對(duì)周圍地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的影響方面展開(kāi)詳細(xì)的論述。

1.1 影響因素

從以往工程經(jīng)驗(yàn)看，深基坑施工導(dǎo)致地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加沉降和變形的原因很多，其中主要原因有三：一為環(huán)境因素，即深基坑開(kāi)挖過(guò)程導(dǎo)致區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)周圍的地質(zhì)條件、水文條件、地面荷載等環(huán)境發(fā)生改變；二為深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案沒(méi)有考慮土體變形對(duì)地鐵區(qū)間隧道的影響；三為支護(hù)施工方案的影響。

1.2 變形危害

由于深基坑施工導(dǎo)致的土體變形過(guò)大，會(huì)引起坑外土層出現(xiàn)不同程度的沉降，而地鐵區(qū)間隧道也在發(fā)生沉降的土層中，會(huì)隨土層沉降而沉降，另外深基坑開(kāi)挖施工中圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向水平位移也會(huì)使地鐵區(qū)間隧道出現(xiàn)附加變形和應(yīng)力，如果隧道無(wú)法抵擋這些附加應(yīng)力和變形，隧道將出現(xiàn)錯(cuò)位、變形，或徹底損壞。

2、實(shí)例分析

某基坑工程采用人工挖孔樁支護(hù)形式，其與地鐵隧道結(jié)構(gòu)凈距最小約5m，基坑深20m。

2.1人工挖孔樁的影響分析

一般而言，在不同的深基坑施工過(guò)程和施工方案當(dāng)中，人工挖孔樁是存在利用程度較高的一種建設(shè)方式。人工挖孔樁的具體施工方式的最大特點(diǎn)就是人工挖樁的地點(diǎn)距離地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)中隧道外壁較近，大約在5米，但是人工挖樁的樁體實(shí)際深度要低于地鐵隧道的深度。這樣一來(lái)，人工挖孔樁深度上會(huì)對(duì)地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。具體的影響方面在于地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的寬度以及隧道的深度。但是最直接和深刻的影響方面則在于人工挖孔樁對(duì)于地鐵區(qū)間隧道外壁以及其他結(jié)構(gòu)的受力產(chǎn)生影響，導(dǎo)致地鐵內(nèi)部隧道結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。而且當(dāng)人工挖孔樁的后續(xù)施工繼續(xù)進(jìn)行，就會(huì)導(dǎo)致其他的外部壓力對(duì)于地鐵隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，甚至?xí)沟玫罔F隧道的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的遷移、變形，并最終影響到地鐵區(qū)間隧道的安全和建設(shè)。

2.2深基坑施工影響

在上文中提到的人工挖孔樁帶來(lái)的對(duì)于地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的影響程度畢竟只是較小的方面，當(dāng)真正的深基坑施工開(kāi)始進(jìn)行，會(huì)很大程度上給地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)帶來(lái)更大的挑戰(zhàn)。一般而言，深基坑的施工深度大概保持在20米左右，具體的差距和誤差不會(huì)太大，但是地鐵實(shí)際上的隧道建設(shè)深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)數(shù)字，所以從某種程度而言，當(dāng)人工深基坑施工建設(shè)之后，其緊鄰的地鐵區(qū)間隧道就處于一個(gè)半懸空的狀態(tài)，這樣不穩(wěn)定的外部構(gòu)造對(duì)于地鐵的隧道安全是極為不利對(duì)的。而且，在另外一方面，緊鄰地鐵區(qū)間的深基坑施工項(xiàng)目也會(huì)對(duì)于隧道產(chǎn)生一定的壓力，再結(jié)合上文中的人工挖樁的壓力，這樣對(duì)于地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)而言是不利的事情。除此之外，深基坑施工建設(shè)還會(huì)對(duì)于地下水位的高度和變化產(chǎn)生一定的影響，而水流的變化也會(huì)導(dǎo)致緊鄰的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的變化。具體的影響程度見(jiàn)表1.

2.3 三維數(shù)值模擬評(píng)價(jià)分析

上面已經(jīng)對(duì)深基坑對(duì)于緊鄰地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的影響方面進(jìn)行了大致的分析，可以看出，深基坑建設(shè)的影響主要在于人工挖樁和深基坑施工。在具體的基于深基坑施工產(chǎn)生的對(duì)緊鄰地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的影響評(píng)價(jià)進(jìn)行分析時(shí)，除了結(jié)合影響因素外，還要結(jié)合不同的評(píng)價(jià)方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)于深基坑施工影響結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確掌握。下面對(duì)深基坑使用對(duì)緊鄰地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的影響評(píng)價(jià)分析方面展開(kāi)詳細(xì)的分析。

如果把人工挖樁和深基坑施工看成是對(duì)緊鄰地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)最主要的影響因素，那么進(jìn)行三維數(shù)值模擬評(píng)價(jià)分析就是具體的影響評(píng)價(jià)防止辦法，可以有效地建設(shè)、預(yù)測(cè)和了解相關(guān)的深基坑施工的影響結(jié)果和具體的施工過(guò)程分析。所以，展開(kāi)基于三維數(shù)值模擬的評(píng)價(jià)分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于深基坑施工條件以及對(duì)緊鄰地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的建設(shè)環(huán)境進(jìn)行大致的分析，進(jìn)而在了解相關(guān)地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)于深基坑施工環(huán)節(jié)的把握。

3、總結(jié)

隨著我國(guó)地鐵在越來(lái)越多城市的興建，深基坑施工對(duì)地鐵隧道的結(jié)構(gòu)影響現(xiàn)象將越來(lái)越多，就需要在基坑方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、周圍建筑物、地下管網(wǎng)等因素綜合考慮，采取有效的措施，特別在基坑開(kāi)挖中后期，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，控制土層的變形和應(yīng)力，確保鄰近區(qū)間隧道的安全。

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（作者單位：南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司）