胡紫阳 张平俊
宏润建设集团股份有限公司 315000
摘要：在对已运行地铁线路沿线进行新建、改造和扩建工程项目中，特别是在面积较大的基坑中作业，如何控制土体不发生变形，保障地铁的正常运营，是施工中的重点和难点。以某地铁上盖项目为例，为如何更好的控制地铁隧道的变形，在深基坑施工中采取了相对科学高效的技术措施，达到了令人满意的效果，可为同地区类似工程提供借鉴。
关键词：地铁施工；深基坑；隧道变形；土体加固
1.工程背景
1.1工程概况
某地铁上盖建筑项目为商业综合体项目，设三层地下室，基坑平面的尺寸大约是长为243米，宽为120米。开挖深度为17.4米。基坑北侧是正在工作中的地铁线路，在其中220米范围内是城郊线右线盾构区间。围护外边界到盾构隧道结构外边界距离在14米到17米。盾构隧道上边埋的深度在10米到15米。
1.2 工程地质条件
基坑所在的场地是该地区最为典型的细沙土地基。其中较浅的部分大约有十五米的冲海相砂质粉土夹粉砂，土层的渗透系数比较大，对基坑排降水、防止流砂、防止雨水渗漏等功能有着较大的影响，并且也很容易在基桩成型的过程中出现塌陷；中间位置的地基大约有25米深的中高压缩性流塑状淤泥质粉质黏土层，是基坑底部的主要部分，对坑底抵抗向侧面移动以及对防止基坑坑底膨胀变形极为不利；基坑承受水压的部分在圆砾层中，水管接头埋在地表下9.6米的位置，因为这一图层埋深比较大，并且上层的部分还有较厚的黏土隔水层，所以对于基坑工程在施工的时候影响比较小。
2.地铁保护相关的概念
地铁的站台和距离隧道结构以外50米的范围内是地铁控制保护的区域；地下车站或者地下隧道结构以外五米内是特别控制保护的区域。
1）施工的单位要在城市轨道交通控制保护的区域内进行桩基础施工、降低地下水位、基坑开挖等，如果在进行以上工作中影响城市设施安全的工作以及轨道交通运营及的时候，应该制订出城市轨道交通保护专项工作的方案，在征得运营单位同意并且按照法律办理相关的行政许可证后才能按照方案进行施工。
3 基坑施工对既有地铁隧道变形的影响分析
3.1 围护结构施工
1）在对土层加固施工和安放止水帷幕的过程中，水泥浆灌入周围的土壤中，会引起挤土效应的发生，还会造成周围管线和建筑物的下沉或向侧面隆起错位。当围护结构有缺陷的时候，会很容易产生管道的泄露和砂石的流出，然而地铁基础结构对管道的泄露和渗流非常的敏感。
2）在对地下连续墙施工与成槽机开挖槽段的过程，本质上可以认定为挖土卸荷的过程，会地铁盾构线产生危害，引发变形。由于施工技术和成本有限，所以导致地下连续墙的两侧不可能进行全槽段的加固。如果地下连续墙深层成槽侧壁土坍塌、颈缩等，就很有可能会引起深层土体发生位移进而会引起盾构线发生变形，所以一定要避免这个情况的发生。
3）在进行水泥搅拌桩施工、地下连续墙成槽、地下连续墙钢筋笼吊装作业的时候，使用的三轴搅拌桩机、成槽机、履带吊等均为大型机械设备，重量比较重，负荷也比较大，用这些大型机械在地铁线边进行施工的时候会对地铁盾构线横向或者纵向施加很大的压力，这会造成起盾构线的变形。
3.2 基坑降水
在深基坑开挖的过程中，免不了基坑会有降水。如果长时间不清理降水，淤积不清理的基坑降水会导致基坑周围的建（构）筑物发生松软与地面的土块产生不均匀沉降，会对基坑产生极大的影响。如果在外部抽出地下水，就会改变原有的地基应力状态，这样会对隧道周边建筑物特别是邻近地铁隧道的建筑产生附加变形，对正在运行中的地铁会产生很严重的影响，从而会对地铁中的乘客的安全造成很大的隐患。
3.3 基坑开挖
在基坑开挖的同时，实际坑基也是卸载掉自身的负荷，在卸载掉基坑负荷的时候会引起坑底的土层向上隆起，也有可能会引起基坑侧面的变形和沉降，从而会导致地面沉降以及会对坑外的地铁隧道产生极大的不良影响。
图1基坑开挖变形图示
4 控制地铁隧道变形的施工技术措施
4.1 合理安排围护结构施工顺序
为了防止地铁隧道产生变形，应该先对基坑中的连续槽壁进行加固，就是先在连续墙的两侧安放三轴搅拌桩。先在靠近地铁侧安放三轴搅拌桩，然后再施工远离地铁侧的搅拌桩，这是为了防止对地铁的二次扰动。等到靠近地铁一侧的三轴搅拌桩的强度达到现实设计需求后，然后再对基坑里的工程桩和三轴搅拌桩进行施工。
4.2 围护结构施工前进行试成桩检验
在距离盾构线较远的西南侧地铁站区域内，对三轴搅拌桩试成桩和地下连续墙试成桩进行施工。
通过实验，对三轴搅拌桩桩的强度、可用性和安全性做出了一定的结论，对三轴搅拌桩所需的水泥掺量，确定了水泥浆液水灰比、钻机下沉与提升速度，以及地下连续墙施工泥浆配合比例和性能指标等施工参数，并且在槽壁加固和在成槽作业中对附近的土体的水平位置进行监测，从而就可以知道成桩对周围土体是否有影响。
4.3.优化施工工艺
使用水泥搅拌桩可以对粉砂层完全隔绝，采用三轴搅拌桩可以对地下连续墙的两侧进行加固。
三轴搅拌桩采用跳槽式双孔全套复搅式施工，以减小坑外土体变形。在水泥搅拌桩28 d龄期抗压强度达到设计要求1.0 MPa后进行地下连续墙成槽施工，以预防成槽过程中槽壁坍塌。
地下连续墙采用的作业方式是：先行幅和闭合幅施工设计跳幅。这种作业方式的好处在于它既能防止在水下进行混凝土浇筑时对连续墙的两侧形成测压，保证锁口管的顺利拔出，又能减少对地铁的影响。先对靠近地铁一侧的连续墙进行施工，然后在对远离地铁一侧的连续墙进行施工，这样施工的好处是可以减少对地铁的二次扰动。
4.4.控制坑边荷载
施工开辟的临时道路和施工材料的堆放，例如钢筋堆场及钢筋笼加工场要设置在远离盾构线的坑内，可以减少地下连续墙施工对盾构线的影响。与此同时，还要注意已挖槽段地面的负荷不能过大，尽可能的避免成槽机、起重机、混凝土搅拌机等重型机械和车辆在槽段经过，防止槽壁承受不了太大的荷载而引起槽壁坍塌。
4.5降水处理
在地下连续墙外侧布置应急深井井点进行控制性降水，降水深度不低于地表下4 m。在远离地铁隧道45 m范围外的坑外侧布置减压深井井点，降水深度为地表下10 m。坑外降水井随基坑开挖深度，分区段实施抽降水：东北角区块基坑范围内坑外降水井在区块基坑2层土开挖完成后实施抽降水；这2个区块范围的坑外降水井均在各自区块3层土开挖完成后实施抽降水。
5.盾构变形自动化监测
为了更好的掌握地铁隧道变形的监测数据，进行科学的施工，在基坑沿线盾构隧道内选取44个监测点对基坑道床的水平位移和沉降还有隧道的自动化收敛进行监测。
图2监测点设置
6.结语
在对地铁沿线深基坑施工的时候，会在一定程度上影响地铁盾构线的结构，只要能对在施工过程中对可能会引起盾构线变形的问题进行深刻分析，并且能够在分析的基础上找出可以有效解决问题的施工方案，一定能将盾构线的变形控制在允许的范围内。
论文作者:胡紫阳,张平俊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/7
标签：基坑论文; 地铁论文; 盾构论文; 隧道论文; 地下论文; 结构论文; 作业论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;