淺析一種緊鄰地鐵隧道的深基坑施工技術

楊雙樂 劉盾

摘要：隨著我國一些大城市城市建設的繼續深入，在地鐵附近修建高層建筑越來越普遍。在緊鄰地鐵隧道的高層建筑施工過程中，深基坑開挖成為重中之重。本文就主要的分析了深基坑在施工過程中對緊鄰地鐵隧道的影響，希望為以后的工程施工提供參考。

關鍵詞：緊鄰地鐵；深基坑；施工技術

中圖分類號：U231文獻標識碼： A

引言

隨著我國城市基礎建設的不斷完善，城市地下工程日益增多。尤其是城市地鐵的建設，在為人們出行提供方便的同時，也對城市建筑中的深基坑施工技術提出了新的要求。

一 深基坑施工對地鐵隧道的影響分析

在地鐵隧道附近進行深基坑施工，包含樁基礎、地下連續墻以及基坑開挖等施工內容，這就會引起坑底一定程度上的回彈、支護后的土體側移及坑外地面發生沉降等現象，影響嚴重時甚至會改變附近地鐵隧道結構的應力狀態，對相鄰的地鐵隧道的使用功能以及運行安全，造成較為嚴重的危害。

1、影響分析

（1）地鐵隧道的沉降

深基坑工程在施工的過程中一般會引發圍護墻出現側向位移以及坑內回彈等因素從而導致坑外土層出現沉降的現象，這就會使得地下的地鐵隧道會隨著土層的沉降一起下沉。地鐵隧道沉降和其下土層發生的沉降是同步的，但是地鐵隧道的剛度和土層的剛度有所不同，兩者的沉降有著一些差異。所以土層不均勻的沉降就會造成地鐵隧道豎向沉降的破壞。

（2）地鐵隧道的側向變形

軟土的地基中地鐵隧道由于深基坑開挖施工圍護墻的側向水平位移而向深基坑方向位移，并且因為圍護墻的側向位移有所不均，就會使地鐵隧道出現撓曲和變形從而產生附加的變形及應力，若是地鐵隧道可以承受這些應力及變形就可以正常使用，如果不能產生隧道區間的變形等。

2、原因分析

（1）客觀因素

第一，地質條件，包含地層物理力學的性質、地下水的條件等。第二，巖土的工程條件，包含基坑周圍的建筑物、市政設施以及地面的超載等。

（2）支護設計的條件

第一，支護結構剛度、支撐剛度及墻體入土的深度等；第二，支撐力大??；第三，主動區及被動區加固的方法。

（3）施工條件

第一，施工的工法、開挖的方法等；第二，施工的周期；客觀的因素對基坑的變形影響是較難改變的，所以，主要需要考慮的就是從設計和施工方案上進行控制的措施。

二、案例分析

以某一工程為例，工程建筑的外墻距地鐵隧道的結構距離非常近，在地鐵附近的基坑支護運用地下連續墻+預應力的錨索的支護方案，施工的過程中為了保證施工的安全，對于地鐵附近一側的土體運用了水泥土的攪拌樁進行進一步的加固。實踐證明，這種施工方案的支護結構對變形的控制很好，臨近的地鐵隧道結構以及軌道的位移可以控制在安全的范圍內，地鐵的運營情況良好。

1、基坑施工對地鐵結構的影響分析

基坑開挖引起地鐵隧道的豎向變形和水平變形如圖1和圖2所示。由于基坑開挖的空間效應，最大變形沒有出現在距離基坑最近的西南角附近，而是發生在基坑西側壁的中部偏南的位置（距離基坑西南角30m左右）。

圖1基坑開挖施工后隧道豎向變形（m）

圖2基坑開挖施工后隧道水平變形（m）

（1）、地鐵隧道橫斷面方向的變形

由于本項目采用了連續墻加2道預應力錨索的較強的基坑支護方式，建筑基坑施工引起隧道整體變形較小，其中左線隧道受基坑卸荷回彈作用的影響，產生了一定的向上的變形，最大豎向變形2.65mm，同時向基坑內變形，最大水平變形2.42mm，位于左線隧道東側。右線隧道由于距離基坑較遠，其位移較小，最大豎向變形1.3mm，最大水平變形2.0mm。

（2）、隧道縱向變形

受基坑施工影響，靠近基坑的左線隧道東側軸向方向的最大豎向變形曲線見圖3。

圖3基坑施工引起左線隧道軸方向的東側豎向變形曲線（單位：mm）

2、施工控制的重點

（1）土方的開挖

由于基坑施工的面積較大，開挖的深度也比較深，這就使得和地鐵的距離較近。如果按照常規基坑施工的方法，使用分層開挖的施工工藝，不但施工的周期較長，對地鐵的變形不利于控制。運用時空效應的原理，充分的發揮出土體自身的抗變形能力來預防土體的位移。對于地鐵側土體的開挖需要按照分塊、分層、對稱的要求，使用抽條式的間隔挖土，每條的長度為20m。先開挖基坑的中間及離地鐵較遠部位的土體，地鐵隧道較近處的后挖。

（2）地下連續墻的施工

①施工過程對地鐵隧道變形的影響

在連續墻的施工過程中，由于泥漿平衡的作用對于周邊環境變化影響較小，但是那些對變形要求較高的建筑工程來說，這樣的變化就是不可忽視的。由于本工程連墻距離地鐵隧道十分的近，就使得施工的工藝較為復雜，工程耗費的時間也比較長，這就使得在施工過程中需要十分的謹慎。地下連墻施工是在泥漿護壁條件下進行的，地下連續墻成槽時需穿越粉土和砂土層，一旦護壁泥漿參數不能滿足施工的要求，就會造成槽壁的坍塌，進而引起周邊土體的變形，將會嚴重威脅到地鐵運營的安全。

②施工控制的要點

第一，運用長螺旋攪拌的水泥土對施工的槽壁進行進一步的加固，因為地連墻的施工需要開挖狹長的深槽，但是狹長深槽自身的穩性比較差，容易出現槽壁坍塌的現象，而深槽在塌方量比較大的時后就會引發土體的位移，是不利于地鐵隧道的保護的。為了確保地鐵運行的安全，在地下連續墻外側增設一排長螺旋攪拌水泥土樁進行隔離。來預防施工過程中造成的土體位移，確保地墻槽壁穩定，預防深基坑施工對地鐵隧道的影響。第二，對于泥漿的質量控制，地下連續墻成槽的過程中，為了保證溝槽土壁自身的穩定性，泥漿在成槽的過程中可以起到液體支撐的作用，在已經開挖土體的平面上可以迅速的產生泥皮，預防地下水滲入和槽壁坍塌。

（3）錨索施工

①對地鐵出現變形原因的分析

在深基坑開挖的過程中，隨著基坑開挖的深度不斷的加深，支護結構的水平抗力由錨索及基底土體的完成，其錨索和土體剛度增加可以減少基坑變形絕對量。

②針對性的措施

第一，加強錨索剛度，施工過程中的支護結構出現變形和預應力的錨索剛度及預加力有著直接的關系，為了減少結構的變形需要通過在原有的設計方案上加強錨索的剛度、適當的加強錨索的預加力及錨桿的安全儲備這些綜合的措施，來控制基坑的變形。第二，嚴格控制錨桿的施工角度。第二排錨索距地鐵隧道的結構比較近，就需要嚴格的控制其施工的角度，預防由于施工的偏差對隧道結構產生破壞，從而造成較為嚴重的事故。

（4）基礎底板的施工

在基坑開挖施工完成以后要及時的進行澆筑墊層及基礎底板的施工，減少基坑在外暴露的時間。底板和地連墻間的肥槽需要用混凝土和底板同時澆筑，保證兩者間的無縫連接?；A底板澆筑后形成鋼筋砼內撐，以預防基坑的變形。

（5） 墻底后注漿施工

由于工程緊鄰地鐵隧道，為減小基坑開挖時地下連續墻的變形，保護地鐵安全，按設計要求，每幅地下連續墻均須進行墻底注漿，以增加墻底的穩定性。

注漿施工工藝：試注漿-配制水泥漿-管道連接-用專業注漿機注漿

3、施工監測

鑒于本工程的特殊性，必須對施工進行全過程、信息化控制，以信息化指導施工，根據監測數據及時采取應對措施，以確保地鐵安全。在施工中專業監測單位主要采用了2套監測方法，實時監測施工對地鐵的影響，一是布置在地鐵隧道內的自動監測設備，實時監控施工時地鐵隧道的沉降，并輔以人工測量隧道的收斂和位移。另外在地鐵隧道和地下連續墻之間布置了自動土體測斜設備，配合地鐵隧道內自動監測設備，監測施工對地鐵的影響。

結束語

綜上所述，隨著我國城市化進程不斷的深化，城市人口日益增多。地鐵已成為緩解城市交通壓力重要的途徑之一。隨著地鐵線路的建設，城市建筑工程就不可避免的會對附近地鐵隧道產生影響，如何將這種不利的影響將到最低，就需要在進行施工設計的過程中，必須要綜合的考慮到施工現場實際的地質條件、建筑物分布、地下建筑以及管線這些重要因素，并運用有效的措施，在基坑進行施工的工程中，保證其周邊地層的移動及承載力可以控制在要求范圍之內，這樣才能確保緊鄰地鐵隧道的安全。

參考文獻

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