近地鐵隧道基坑開(kāi)挖保護(hù)措施及施工建議

吳偉星

（中交隧道工程局有限公司，上海100102）

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市人口密度越來(lái)越大，對(duì)地鐵隧道工程項(xiàng)目的建設(shè)要求越來(lái)越高。從目前我國(guó)城市化建設(shè)情況來(lái)看，城市地鐵和高層建筑越來(lái)越多，地鐵多條隧道相互交錯(cuò)，在隧道附近高層建筑建設(shè)過(guò)程中深基坑的開(kāi)挖必然會(huì)對(duì)已有的隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，影響地鐵隧道運(yùn)行的安全性。因此，必須要設(shè)計(jì)安全經(jīng)濟(jì)的施工方案，做好基坑開(kāi)挖的保護(hù)措施，盡可能地減少對(duì)地鐵隧道的負(fù)面影響。

2 近地鐵隧道基坑開(kāi)挖對(duì)地鐵隧道的影響

隨著我國(guó)地鐵交通建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展，城市地鐵隧道建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，城市人口的增加也使得城市土地資源日益緊張，在運(yùn)營(yíng)地鐵附近建設(shè)的建筑物也必然會(huì)越來(lái)越多。基坑開(kāi)挖對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng)會(huì)引起附近地鐵隧道的變形，結(jié)合地鐵隧道運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，引起隧道變形的因素相對(duì)比較復(fù)雜，包括臨近地鐵隧道的加載和卸載、地面區(qū)域性的沉降、列車(chē)振動(dòng)、地質(zhì)條件改變以及隧道之間的穿越施工等。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中為了盡可能地減少基坑開(kāi)挖對(duì)隧道變形的影響，必須要采取有效的變形控制措施，做好地鐵隧道基坑開(kāi)挖的保護(hù)，保證原有地鐵隧道能夠順利安全的運(yùn)營(yíng)。在實(shí)際開(kāi)展地鐵隧道保護(hù)時(shí)，需要結(jié)合基坑與地鐵的相對(duì)位置，開(kāi)挖所處的地質(zhì)條件以及各工程項(xiàng)目的具體特點(diǎn)等，采取行之有效的地鐵保護(hù)方案，確保施工方法的可行性和安全性。

基坑開(kāi)挖對(duì)原有已經(jīng)穩(wěn)定的土地產(chǎn)生破壞，使附近土體應(yīng)力場(chǎng)改變，而容易引起隧道結(jié)構(gòu)的變形。對(duì)于運(yùn)營(yíng)地鐵隧道來(lái)說(shuō)，地鐵隧道變形所允許的范圍相對(duì)較小，因此在基坑施工過(guò)程和工程設(shè)計(jì)期間，需要充分考慮到附近地鐵隧道的建設(shè)情況以及所能承載的土體擾動(dòng)情況。根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性合理選擇基坑開(kāi)挖位置，比如在隧道結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn)行基坑開(kāi)挖時(shí)，坑壁土體的變形容易導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生水平位移。若在隧道結(jié)構(gòu)上方進(jìn)行基坑開(kāi)挖，由于上方所覆蓋的土的重量減少，容易引起隧道上浮而產(chǎn)生較大的豎向變形。在實(shí)際基坑開(kāi)挖過(guò)程中，還需要考慮基坑圍護(hù)施工地下水位變化、爆破振動(dòng)等因素對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響[1]。

3 近地鐵隧道基坑開(kāi)挖保護(hù)措施以及相應(yīng)的施工建議

3.1 做好基坑開(kāi)挖方案設(shè)計(jì)工作

在確定近地鐵隧道附近基坑開(kāi)挖設(shè)計(jì)方案時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境特點(diǎn)、氣候條件、水文地質(zhì)特點(diǎn)以及施工影響因素進(jìn)行全面系統(tǒng)地考察，明確周?chē)罔F站運(yùn)行情況和受力狀態(tài)，以不影響地鐵結(jié)構(gòu)正常運(yùn)行和安全性能為基礎(chǔ)，合理開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。根據(jù)與地鐵隧道之間的距離，選擇適合的支護(hù)結(jié)構(gòu)，比如在距離相對(duì)較遠(yuǎn)的區(qū)段可以采取噴射混凝土、錨拉結(jié)構(gòu)與單排支護(hù)樁聯(lián)合的支護(hù)方法，在距離相對(duì)較近的區(qū)域采取錨拉結(jié)構(gòu)、噴射混凝土與雙排支護(hù)樁連用的支護(hù)結(jié)構(gòu)，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在地鐵保護(hù)線之外設(shè)置錨索錨固段，將錨索錨固端頭部分控制在地鐵保護(hù)線之外，在施工過(guò)程中需要嚴(yán)格控制錨索的成孔質(zhì)量以及錨索的長(zhǎng)度和角度[2]。

3.2 采取分段分層的間隔開(kāi)挖方案

在完成支護(hù)結(jié)構(gòu)施工后要進(jìn)行基坑土方的開(kāi)挖，隨著開(kāi)挖進(jìn)程的不斷推進(jìn)，臨空面逐漸增大，深層土體水平位移以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移都會(huì)有一定增大的趨勢(shì)。為了減少位移對(duì)地鐵正常運(yùn)行的影響，可以采取分段分層的間隔開(kāi)挖方案，使開(kāi)挖深度滿足錨索施工要求，嚴(yán)格控制開(kāi)發(fā)深度。在支護(hù)樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%且在錨索中施加預(yù)應(yīng)力之后，才能進(jìn)行土層開(kāi)挖，在每一層土方開(kāi)挖時(shí)需要清理上一層開(kāi)挖的土方，然后按照施工順序與施工流程進(jìn)行分塊分層的開(kāi)挖，采取對(duì)稱(chēng)跳挖的方式，避免周?chē)刭|(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生突變，保證基坑和地鐵區(qū)間隧道的安全。每層土方挖掘深度不應(yīng)該超過(guò)三米，每一層土方挖掘完成后需要等待一天并結(jié)合基坑監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，判斷是否進(jìn)行下一層土方的挖掘。一旦檢測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)極限值，則需要立即停止挖土并進(jìn)行土方回填，檢測(cè)波動(dòng)原因。

3.3 對(duì)樁間土進(jìn)行適當(dāng)處理

在支護(hù)樁施工完成之后，對(duì)樁間土進(jìn)行混凝土噴射可以保證土體的穩(wěn)定性以及整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免施工過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)地鐵正常運(yùn)行的影響。用錨索鎖定支護(hù)樁冠梁并使其達(dá)到一定強(qiáng)度后才可以進(jìn)行基坑開(kāi)挖，基坑開(kāi)挖與樁的距離應(yīng)該不小于十厘米，保障支護(hù)樁間土體的穩(wěn)定性。基坑樁與樁之間采用混凝土噴射護(hù)壁方法，分兩次噴護(hù)，隨挖隨噴。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在地鐵附近進(jìn)行基坑開(kāi)挖不可避免地會(huì)對(duì)原有地鐵隧道基坑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，因此，必須要加強(qiáng)近地鐵隧道基坑開(kāi)挖的保護(hù)力度，減少基坑開(kāi)挖對(duì)鄰近地鐵隧道正常運(yùn)行的影響，保證基坑施工的順利進(jìn)行。