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摘要：邻近地铁隧道深基坑工程在施工阶段，具有多种不稳定风险因素。因此，本文以某邻近地铁隧道深基坑工程为例，结合该邻近地铁隧道深基坑地质条件，阐述了邻近地铁隧道深基坑工程施工方案设计过程，分析了邻近地铁隧道深基坑工程实施要点。并对邻近地铁隧道深基坑工程施工质量进行了监测分析。
关键词：邻近地铁隧道；深基坑工程；设计施工
前言：在当前兴建地铁城市不断增多的背景下，城市轨道交通建设也由以往的线路型向网络型变化。此时，地铁沿线也逐步成为商业开发的热门地带，而在已运营地铁线路周边地下空间开发过程中，随着基坑开挖规模、深度的增加，对邻近地铁运营轨道稳定性也造成了较大的影响，整体施工风险较大。据此，对邻近地铁隧道深基坑工程进行适当分析具有非常重要的意义。
一、邻近地铁隧道深基坑工程概述
某深基坑工程邻近地铁隧道，基坑形状为梯形，开挖面积为12300m2，周长为450m。该深基坑工程西侧多数区域基坑挖深为15.84m，东侧多数区域基坑挖深为22.36m。由于该深基坑工程场地东侧、南侧邻近地铁隧道，在下部具有多条管线，且隧道结构主要采用外径5.8m、厚度为0.32m的平板式单层预制钢筋混凝土管片衬砌，地铁隧道顶部埋深为8.6m，地下室外墙与隧道边线最近距离为12.8m。
二、邻近地铁隧道深基坑工程设计施工
1、邻近地铁隧道深基坑工程地质条件分析
该工程场地地貌单元为长江流域冲积平原，主要组成物质为第四系冲击湖相沉积物，为水平均匀分层。具体分布情况如表1。
表1 某邻近地铁隧道深基坑工程土层主要物理力学指标（局部）
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2、邻近地铁隧道深基坑工程施工方案设计
由于该邻近地铁隧道深基坑开挖深度标准为15.84m，既有隧道位于一倍开挖深度内。因此该邻近地铁隧道基坑安全等级可确定为一级，地面最大沉降量在0.10%H-30.0mm之间，围护墙最大水平位移在0.14%H-30.0mm之间。依据三维空间计算方式，该深基坑维护结构最大水平位移在小于16.9mm时右侧隧道变形程度应小于10.0mm[1]。
依据以上数据，依据该邻近地铁隧道深基坑工程地质条件及基坑周边环境要求，主要采用顺作法进行施工。同时在周边采用两墙合一的地下连续墙施工模式，沿该工程基坑竖向设置两道钢筋混凝土支撑。其中在地下连续墙施工设计过程中，为保证邻近地铁隧道稳定运行，该深基坑工程施工技术人员在基坑邻近地铁隧道侧采用1100mm厚地下连续墙，插入基坑下17.8m，其余侧则可采用780mm厚地下连续墙，普遍插入基坑下方13.6m。通过提高地铁隧道刚度，可以有效减小基坑维护体变形对邻近地铁隧道的影响[2]。在这个基础上，深基坑工程施工技术人员在地铁连续墙两侧设置了φ830mm三轴水泥土搅拌桩，以达到一定的地下连续墙槽壁加固目的。随后该深基坑工程技术人员将邻近地铁隧道一侧的地下连续墙槽宽由以往的6.0m缩短至4.8m，有效的降低了地下连续墙施工成槽阶段对邻近地铁隧道的影响。在这个基础上，为进一步增加深基坑维护体止水效果，在该深基坑工程地铁隧道侧地下连续墙槽段间，施工技术人员采用十字钢板刚性接头，在地下连续墙内侧进行了钢筋混凝土内衬墙设计。并在地下连续墙、混凝土内衬墙间设置了防水毯、圆形锁扣管柔性接头及导流沟。
3、邻近地铁隧道深基坑工程施工方案实施
由于该邻近地铁隧道深基坑工程施工方案为地下连续墙施工模式，在坑内具有两道钢筋混凝土支撑系统。在监测方案设计过程中，可依据从下到上的顺序，在全面积开挖至坑底的基础上，逐步顺作基坑地下各层结构。并依据各层分块、对称开挖支护的原则，沿地下连续墙及工程桩施工——第一道维护及支撑设置——第二道维护及支撑设置——挖孔桩施工及分区浇筑——基础底板及钢筋绑扎——底板养护及支撑拆除——地下各层梁板浇筑——第一道支撑拆除及结构顶板施工的顺序进行施工作业。
在邻近地铁隧道深基坑工程施工阶段，施工技术人员可依据先支撑、后开挖的原则，及时进行钢筋混凝土支撑作业。并结合时空效应原理，进行分层分块开挖。同时考虑到该深基坑工程邻近运营地铁隧道覆土较浅，且基坑周边存在部分淤泥层，为保证施工过程基坑稳定性，施工技术人员可将整体施工模块划分为三个开挖模块，首先进行一号基坑开挖，即在土体开挖的基础上，进行基础承台浇筑、土层回填施工。随后在一号基坑达到规定强度后，施工技术人员可依据预定施工顺序，结合基础承台施工缝预留要求，合理调整分段施工区域支撑幅度，保证每一分段基坑施工区域均具有充足的支撑维护设备。同时为降低卸载土体应力释放速度，施工技术人员可控制单次基坑开挖深度在1.8m以内[3]。
此外，由于该邻近地铁隧道深基坑施工场地地下水为上层滞水、孔隙承压水等形式，上层滞水对该深基坑工程地下水具有较大影响。因此，为最大程度控制邻近地铁隧道深基坑施工区域地下水影响，施工技术人员可依据以往设计方案，在该邻近地铁隧道深基坑工程外侧设置截水沟，控制地下雨水进入基坑。同时在地下连续墙背侧设置一排三轴搅拌桩，以形成完整的止水帷幕，降低该邻近地铁隧道深基坑工程浅层滞留水分及淤泥层涌泥现象发生概率。
三、邻近地铁隧道深基坑工程施工质量检测
1、邻近地铁隧道深基坑工程施工质量检测方案
某邻近地铁隧道深基坑工程施工质量监测点布置方案如图1所示：
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图1 某邻近地铁隧道深基坑工程施工质量监测点布置方案
2、邻近地铁隧道深基坑工程质量检测结果分析
根据上述监测点布置方案对地下连续墙侧向位移及竖向位移进行检测，可得出首次挖土对地下连续墙侧位移影响较小。随着开挖深度的增加，地下连续墙最大侧位移点也逐渐下移，地下连续墙最大位移主要分布在第二道维护及支撑施工、挖孔桩施工模块。这主要是由于在深层土体开挖卸除荷载阶段，浇筑养护刚度并不能稳定发挥，导致地下连续墙位移增量较大；而通过对地下连续墙竖向位移进行分析，可得出该邻近地铁隧道深基坑东侧墙顶上抬较大，最大值位置在长边中点位置，这主要是由基坑分区、分块开挖及施工车辆反复荷载导致[4]。
总结
综上所述，由于深基坑工程开挖会对侧向地层产生卸除荷载作用，极易导致地下连续墙产生内侧移动或者向上抬情况。据此，为保证邻近地铁隧道深基坑工程施工稳定性，施工技术人员可严格依据施工区域地质情况，合理设计基坑开挖参数。并依据预定施工流程，进行施工作业。结合深基坑开挖阶段土层监测点的合理设置，可及时监测基坑变化情况，为基坑围护加固作业的及时、有效实施提供依据。
参考文献：
[1]韩畅.邻近地铁隧道深基坑工程设计施工的研究[J].城市勘测，2016（4）：172-176.
[2]商敏.邻近既有地铁隧道的深基坑工程设计[J].天津建设科技，2016，26（4）：78-80.
[3]马程昊，姚磊华.邻近既有地铁隧道的深基坑工程设计[J].工程建设与设计，2017（19）：158-159.
[4]宋晓凤，姚爱军，闫旭丽，等.深基坑开挖对邻近既有地铁隧道及轨道结构的影响研究[J].施工技术，2018（5）：123-125.
论文作者:孙东晨
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第22期
论文发表时间:2019/5/24
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