地鐵保護(hù)區(qū)深基坑施工的地鐵保護(hù)措施探析

許煥輝 （廈門(mén)中聯(lián)永亨建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 廈門(mén) 361008）

0 前言

地鐵車輛在軌道交通線路上運(yùn)行必須確保線路結(jié)構(gòu)有一個(gè)安全空間，即保護(hù)區(qū)，根據(jù)規(guī)定，保護(hù)區(qū)一般在結(jié)構(gòu)周邊50m范圍內(nèi)。因此，地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)的開(kāi)發(fā)建設(shè)特別是深基坑施工將對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，給地鐵保護(hù)工作帶來(lái)了更大的壓力和挑戰(zhàn)。如何保護(hù)地鐵結(jié)構(gòu)與運(yùn)營(yíng)安全，對(duì)地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)的施工進(jìn)行規(guī)范管理，并實(shí)施有效的地鐵結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)與施工控制，探索并整理出一套適合地鐵保護(hù)的管理措施是現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員要認(rèn)真研究的課題。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目整體概況

何厝安置房及市政配套項(xiàng)目，包含東、西兩個(gè)地塊。東地塊建筑面積42383m2，主要為一棟高層建筑，地下3層，地上28層，建筑高度84.9m；西地塊建筑面積43320m2，主要為一棟高層建筑，地下4層，地上28層，建筑高度84.9m。

1.2 深基坑工程概況

東地塊擬建3層地下室，基坑開(kāi)挖深度最深約為15.20m；

西地塊擬建4層地下室，基坑開(kāi)挖深度最深約為19.70m。

基坑支護(hù)采用圍護(hù)樁結(jié)合內(nèi)支撐的支護(hù)型式，并在樁間采用高壓旋噴樁進(jìn)行止水。

1.3 深基坑與地鐵關(guān)系

擬建場(chǎng)地包含東、西兩個(gè)地塊，廈門(mén)軌道交通2號(hào)線沿東、西兩個(gè)地塊中間通過(guò)，東地塊西側(cè)地下室邊線距廈門(mén)軌道交通2號(hào)線最小距離約6m，西地塊東側(cè)地下室邊線距廈門(mén)軌道交通2號(hào)線最小距離約22m。

圖1 深基坑支護(hù)效果圖

圖2 基坑與地鐵關(guān)系三維示意圖

2 施工各階段地鐵保護(hù)措施

2.1 施工場(chǎng)地布置的地鐵保護(hù)措施

①控制行車路線，嚴(yán)禁地鐵側(cè)基坑外行走重車：東、西地塊施工大門(mén)開(kāi)設(shè)在臺(tái)南路一側(cè)，以臺(tái)南路作為施工車輛（特別是土方車）行車主要道路，禁止超載車輛在地鐵軌道上方行走。

②嚴(yán)格控制坑邊堆載：東地塊與西地塊之間均不設(shè)置材料堆場(chǎng)或加工廠，僅設(shè)置辦公區(qū)以及人行通道。

2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)施工階段的地鐵保護(hù)措施

①支護(hù)樁采用旋挖成孔，成孔速度快，非擠土方式成孔，以減小對(duì)廈門(mén)軌道2號(hào)線保護(hù)范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)的影響。

②支護(hù)樁采用跳樁施工，跳樁距離≥4D（D為支護(hù)樁樁徑），并在灌注混凝土24h后進(jìn)行鄰樁成孔施工，且旋挖樁采用泥漿護(hù)壁，以平衡土壓力，維護(hù)孔壁穩(wěn)定、抑制地下水滲出，防止支護(hù)樁出現(xiàn)塌孔，從而對(duì)地鐵隧道區(qū)間段造成不利影響；

③減少空孔暴露時(shí)間，清孔完畢后30min內(nèi)，開(kāi)始灌注混凝土，圍護(hù)樁超灌高度按高于設(shè)計(jì)標(biāo)高不小于1倍樁徑控制，充盈系數(shù)不小于1.15。

④三重管高壓旋噴樁采用跳樁施工，跳樁距離≥4D（D為高壓旋噴樁樁徑），以減小旋噴樁施工期間對(duì)地鐵區(qū)間段造成不利影響。

2.3 土方施工階段的地鐵保護(hù)措施

①支撐混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可開(kāi)挖下一層土方。混凝土強(qiáng)度采用同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度，以及現(xiàn)場(chǎng)回彈儀實(shí)測(cè)強(qiáng)度進(jìn)行雙指標(biāo)控制。

當(dāng)車輛位于直線上時(shí)，線纜SC1固定點(diǎn)間的距離為599 mm。根據(jù)車鉤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單側(cè)車鉤的緩沖器最大壓縮長(zhǎng)度為55 mm，最大拉伸長(zhǎng)度為40 mm;線纜固定點(diǎn)間的最大距離為636 mm，最小距離為548 mm。

②土方開(kāi)挖應(yīng)用“時(shí)空效應(yīng)”原理，嚴(yán)格實(shí)行“分區(qū)、分層、分段、限時(shí)、對(duì)稱、均衡”的原則，開(kāi)挖過(guò)程中盡量縮短基坑無(wú)支撐暴露時(shí)間。

③土方開(kāi)挖分層厚度不超過(guò)1.5m（軟土層不超過(guò)1m），分層坡度不大于1：1.5，分段長(zhǎng)度不超過(guò)20m。

2.4 降水期間的地鐵保護(hù)措施

①基坑降水根據(jù)實(shí)際情況按需降水以控制地鐵結(jié)構(gòu)變形，采用坑內(nèi)明排為主，降水為輔的降水方式。坑底設(shè)置排水溝，基坑底部設(shè)集水井以匯集坑底排水溝排出的地面水和地下水，間距約按每30m設(shè)置一個(gè)。

②基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用圍護(hù)樁+高壓旋噴樁形成止水帷幕，施工時(shí)嚴(yán)格按圖施工，加強(qiáng)質(zhì)量控制，確保止水帷幕安全有效；開(kāi)挖前做降水試驗(yàn)驗(yàn)證圍護(hù)體系是否密閉，是否達(dá)到隔斷基坑內(nèi)外地下水的要求。

③在地鐵測(cè)坑外設(shè)置水位觀測(cè)井及回灌井，回灌井間距按照20m間距布設(shè)。控制坑外水位下降超過(guò)1m時(shí)，開(kāi)啟回灌井。

2.5 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工階段的地鐵保護(hù)措施

①開(kāi)挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，結(jié)構(gòu)底板應(yīng)盡快施做，防止因基坑底暴露時(shí)間太長(zhǎng)，引起基坑土體隆起變形加大，從而導(dǎo)致地鐵結(jié)構(gòu)豎向變形值超限。尤其是開(kāi)挖地鐵側(cè)土方時(shí)，應(yīng)加快墊層澆筑速度，坑底暴露時(shí)間不超過(guò)8小時(shí)，墊層澆筑至圍護(hù)樁頂實(shí)。

②換撐應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求工況施工，在地下室結(jié)構(gòu)及板撐（臨時(shí)支撐）施工完畢后并達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，方可拆除內(nèi)支撐；逐層施工板撐（臨時(shí)支撐），逐層拆除內(nèi)支撐，不得違反設(shè)計(jì)工況要求。后澆帶、坡道等樓板空洞位置，采用型鋼傳力。

③支撐拆除采用繩鋸靜力切割，吊運(yùn)設(shè)備將分段切割的混凝土支撐吊離作業(yè)面后，裝運(yùn)自卸汽車運(yùn)至場(chǎng)外指定地點(diǎn)，再由鎬頭機(jī)或空壓機(jī)進(jìn)行破碎，并將廢渣運(yùn)送至指定地點(diǎn)集中處理。

2.6 基坑回填階段的地鐵保護(hù)措施

①采用素土分層壓實(shí)，嚴(yán)格控制壓實(shí)系數(shù)，禁止采用雜填土或垃圾土進(jìn)行回填。

②擬采用超前止水后澆帶，地下室外墻拆模后，后續(xù)工序及時(shí)插入，分段施工地下室外墻面層，分段回填，縮短肥槽回填工期，進(jìn)一步加強(qiáng)基坑穩(wěn)定。

3 深基坑及地鐵結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)措施

3.1 水平位移控制網(wǎng)監(jiān)測(cè)

①水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)及工作基點(diǎn)選取

基準(zhǔn)點(diǎn)作為水平位移監(jiān)測(cè)的起始依據(jù)，擬在何厝安置房配套項(xiàng)目基坑開(kāi)挖影響區(qū)外的盾構(gòu)隧道內(nèi)布置6個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，分別為 JSY1～JSY6，JSZ1～JSZ6，基準(zhǔn)點(diǎn)可以盾構(gòu)區(qū)間內(nèi)CPIII控制點(diǎn)起算。

②監(jiān)測(cè)方法

水平位移基準(zhǔn)網(wǎng)采用全站儀導(dǎo)線法進(jìn)行量測(cè)，按二等平面控制網(wǎng)的技術(shù)要求進(jìn)行測(cè)量。

3.2 垂直位移控制網(wǎng)監(jiān)測(cè)

圖3 水平位移控制網(wǎng)示意圖

①垂直位移基準(zhǔn)點(diǎn)及工作基點(diǎn)選取

地面基準(zhǔn)點(diǎn)擬采用軌道交通2號(hào)線軌道一等水準(zhǔn)點(diǎn)（點(diǎn)號(hào)BM1），左、右線垂直位移觀測(cè)工作基點(diǎn)擬設(shè)置在施工影響范圍外兩側(cè)相對(duì)穩(wěn)定的隧道內(nèi)，擬設(shè)置4個(gè)工作基點(diǎn)，編號(hào)分別為JZ1～JZ2、JY1～JY2。

②監(jiān)測(cè)方法

垂直位移監(jiān)測(cè)采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法。垂直位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)按Ⅱ等垂直位移監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的技術(shù)要求進(jìn)行。

4 結(jié)論

圖4 垂直位移控制網(wǎng)示意圖

隨著深基坑施工的進(jìn)行，地鐵也已開(kāi)通并平穩(wěn)地運(yùn)行，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)亦在合理范圍之內(nèi)。強(qiáng)化安全施工意識(shí)、制定施工各階段針對(duì)性的保護(hù)措施、全過(guò)程多維度的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，是地鐵保護(hù)區(qū)深基坑施工時(shí)地鐵結(jié)構(gòu)安全的重要保證。廈門(mén)地鐵正在快速發(fā)展，多條地鐵線路也在同時(shí)施工，通過(guò)本項(xiàng)目的施工實(shí)踐，總結(jié)一套切實(shí)可行的施工方法及保護(hù)管理措施，以期能為類似工程提供一點(diǎn)有價(jià)值的參考經(jīng)驗(yàn)。