摘要：随着现代化城市的快速发展，为了更好的满足人民的生活需求，越来越多的新建建筑将会建造在地铁隧道之上或邻近地铁施工，这就对施工技术提出了更高要求。本文以广州越秀展览中心项目为例，结合项目及地铁隧道实际情况，从设计方案、施工部署、监测、管控等各个方面进行分析，以确保地铁隧道不受影响，为社会创造更好的效益。
关键词：紧邻地铁；隧道上盖结构；保护性监测；施工措施
1、工程概况
随着地铁交通的迅速发展，地铁已覆盖大部分城市区域，越来越多的新建建筑将会在地铁隧道上方或相邻位置进行施工。新建商业、办公、会展综合楼1幢（自命名：广州越秀展览中心）项目占地面积为22，869m2，总建筑面积为131296m2，（其中，地上面积为89238m2，地下面积为42058m2），包含3层地下室（带人防），地上两栋约65米高的塔楼（-1~6层为商业及会展，7层以上为公寓），是一个集办公、商业、会展、公寓于一体的综合体项目。其中地下室层高为3.95-5.6m，裙楼层高为5.3-5.95m，塔楼层高为3.44-5.1m。项目结构形式为框架剪力墙结构，基础形式为天然地基基础 +锚杆。结构设计使用年限50年，建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度。底板厚度为800mm。项目基坑开挖深度为13.5m，基坑周长为620m，面积为10170㎡。基坑侧壁安全等级为一级。
项目位于广州市越秀区越秀公园南门，中国大酒店对面，流花路与解放北路交汇处。北侧距为兰圃路最近约4.5m，东侧距解放路边最近约9m，东南角距地铁2号线越秀公园站出入口5.5m，南侧距流花路边最近15m，距地铁风亭最近6.5m，西侧南段距已有建筑约25m，西侧北段有一条河涌，基坑距古树约11m，距已有文物古桥约10m，距已有建筑大于25m。场地中部为2001年已建成广州体育大厦越秀展览中心一期地下室，距今17年，设四层地下室，埋深约21m，采用Φ1100mm人工挖孔桩支护，其中地下室负四层设为地铁二号线越秀公园~火车站区间已运营隧道，穿过新建结构中部，东南角47.8m外为地铁二号线越秀公园站。地铁隧道位于项目中部，项目地下室三层，地上六层为商业裙楼，七层以上为两栋塔楼公寓，属于典型的地铁上盖建筑，其中地下室负三层至负一层新建结构将与楼龄达17年的旧地下室结构进行接驳施工。新建结构与既有结构位置示意图详见图1.1-1、1.1-2。
图1.1-2 新建结构与已建有结构剖面示意图
2、施工过程中的管理技术原理
项目部在施工过程确保地铁既有旧结构安全以及地铁列车运营安全、新旧结构的接驳施工以及后期地下室与运营中的地铁站厅接通施工，项目从施工组织部署、方案选择、施工控制、节点优化、施工过程中监测等及广州地铁保护办公室参与审查、监理、监测形成一个施工管控完整体系。
3、施工过程中的管控措施
3.1 设计及施工方案安全审查
广州越秀展览中心项目紧邻的广州地铁2号线已于2003年投入使用运营，新建结构对正运营的地铁隧道及地铁站厅的安全性影响是审查的重中之重，结合本项目的施工特点，采用BIM三维建模技术及利用ANSYS软件进行仿真分析，对项目施工过程中对地铁的安全影响进行模拟计算分析。
本工程设计方案及施工方案由地铁保护办公室全程参与审查，施工组织设计、地铁保护专项施工方案及所有的各项专项施工方案均需报送地铁保护办公室审查，地铁保护办公室重点对施工过程可能对地铁造成的影响进行重点审查，并出具相关意见，根据地铁保护办公室及专家意见对施工方案进行相应调整。同时按照要求由广州地铁保护办公室派出地铁专业监理，负责对施工过程中的监督施工，严格按照既定的施工方案进行施工。除设置基坑专业监测外，还设置已运营地铁隧道结构过程中的地铁第三方监测。达到双审查，双监理，双监测。
3.2 地铁隧道及车站部分地铁第三方保护性监测
地铁上方周边基坑施工过程中，隧道及车站附近的岩土受力情况将发生变化，地铁的安全运行对于地层及地质的稳定性要求非常高。本项目紧邻广州地铁2号线越秀公园站~广州火车站区间隧道，风险性较高，施工过程中将对地铁隧道的岩土受力情况产生影响，进而产生地铁隧道结构的变形，为不影响地铁的运营，对地铁隧道的变形情况进行保护性检测非常有必要。
因地铁运营期间隧道实行封闭管理，任何人员未经允许不得进入，且为满足信息化施工对于时效性的要求，拟采用无人值守的自动化监测方式进行隧道的变形监测，采用人工监测方式对地铁车站及附属结构进行监测。通过变形监测的主要目的有以下几点：
（1）连续监测施工影响下隧道结果及车站附属结构等的几何变形情况，及时的掌握地铁结构的变形量，获取地铁设施变形规律，为科学合理的解释项目在施工过程中对地铁结构变形的影响提供数据及资料。
（2）为项目的施工提供信息化指导，第一时间反馈地铁结构的安全状态，为分析隧道变形的成因提供数据支持，以指导进行施工方案的修改和完善工作，将施工过程中对隧道的变形控制在较小的范围内，确保地铁线路的安全运营。
随着基坑支护及土方开挖的施工，地铁地下结构体周边的水压力将发生改变，为保证地铁结构的安全，本工程的地铁隧道自动化监测项目为隧道结构三维方向的结构变形，包括地铁隧道结构体的水平位移、沉降。地铁车站及出入口、风亭等附属结构的人工监测的监测项目为水平位移及沉降。
结合项目及地铁隧道的情况，在隧道左线及右线各布设19个监测断面，共38个监测断面。其中左线监测点位64个，右线监测点位63个，共127个。在车站及附属结构布设沉降监测点10个，水平位移监测点9个。监测平面示意图见图3.2-1。
图3.2-1 地铁隧道及车站监测平面示意图
在项目基坑支护及土方开挖施工前后，对隧道及车站进行现状普查，在参建单位及地铁相关人员的共同参与下，见证地铁隧道内外观情况的工作，以便从外观上判断施工是否对地铁结构产生影响，在施工前后进行现状确认，建立施工过程中广州地铁2号线越秀公园站~广州火车站区间隧道健康档案，以便分析施工的影响及事故责任的划分。地铁隧道结构变形自动监测是本项目的核心，通过测量机器人自动监测采集隧道断面监测点的坐标，计算得到隧道结构的水平位移、沉降、收敛等参数。当隧道结构出现新增裂缝或已有裂缝生长加快等情况，对重点关注的裂缝采用裂缝监测传感器实时自动监测。同时在监测项目的实施过程中，现场需组织现场巡视，对监测点、监测设备、隧道现状进行检查，以便及时发现问题并解决问题。
3.3 对称施工部署
由于地铁隧道位于项目中部，将地下室“一分为二”，为了防止两边施工不同步出现不均匀沉降而对地铁结构造成影响，项目部将地下室分为东
区和西区（以中间已建结构为分界线），通过BIM三维建模技术模拟施工流程及编制详细的材料进场计划及施工进度计划，确保东西两区施工进度同步。基坑开挖时，东西两区各设置1条出土通道，确保两区开挖进度一致从而后期基础及主体结构施工进度一致，避免出现进度差过大导致两边荷载相差过大进而对地铁结构造成安全影响。
3.4 施工过程中的降噪减震措施
由于项目新建结构将与已建地铁结构进行接驳施工，同时两侧新建结构底板标高比地铁隧道顶部标高低700mm，故在基础施工中及结构施工中必然会产生振动从而对地铁结构造成影响。因此如何尽量的减少施工振动，对地铁结构的影响降到最小，是项目施工过程中的一大重点。通过对新建结构、已建地铁结构、地质等的特点研究，同时借鉴国内外地铁上盖区已有开发减震降噪措施经验，采取了以下措施：
为将施工对地铁结构的影响达到最小，原设计地基基础为人工挖孔桩基础，桩最深达30多米。由于桩基底部远低于地铁隧道，在桩基开挖施工时势必会对地铁结构造成或多或少的影响。项目通过对基坑底部土质的研究，发现基底土质条件较好，联合业主、监理、勘察、设计单位根据现场开挖实际情况对基础类型进行探讨研究，最终通过对基底进行逐点超前钻勘探，勘探结果经设计单位复核后，将基础类型由人工挖孔桩修改为天然基础，天然基础的施工对于地铁结构的影响将明显减少。
对于新旧结构接驳处的施工，需对原有地铁结构两侧进行打凿后植筋与新建结构接驳。项目通过对采用机械打凿时可能产生的振动等后果进行分析，放弃采用机械打凿的做法，采用人工轻凿的方式进行施工，人工的打凿较为灵活，施工过程中比较细腻，能明显减少对地铁结构的影响。
3.5新建结构与既有地铁结构接驳处质量保证与防渗漏处理
由于新建为三层地下室，地下室中间已有已建成约17年的地下室四层结构（负四层为地铁运营隧道）。地下室负一层至负三层新建地下室需与已建成结构进行接驳，项目部就接驳位置节点做法，邀请业主、监理、地保办等单位多次讨论研究，通过优化原设计新旧结构接驳处无防水层的做法，在新旧结构接驳处进行人工打凿，设置凹槽并放置遇水膨胀止水带，止水带位于新旧结构接驳处，止水带面层涂刷2mm厚聚氨酯防水涂料加强层，确保接驳处的防水质量，避免后期出现渗漏的风险。
4、结论
地铁交通作为一项便民的交通工具，极大的减少地上交通的出行压力，现地铁正处于高峰发展期，各个城市地铁所覆盖的区域越来越多，越来越多的新建建筑将会在地铁隧道上方或相邻位置进行施工。本文结合广州越秀展览中心项目为例，从施工组织、技术攻关、施工控制、过程监测等多方面形成一个施工技术完整体系，力求做到施工工艺合理先进有创新，并与现场施工要求高度契合，提高工程施工效率、提升工程质量、节约工程成本，对地铁运营隧道不造成影响。进一步研究探索紧邻运营地铁隧道上盖结构施工的思路和方法，创造经济效益、社会效益和科技效益。
论文作者:彭双阳,肖杰,李时至,朱阳
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第11期
论文发表时间:2019/1/3
标签：地铁论文; 结构论文; 隧道论文; 越秀论文; 项目论文; 地下室论文; 基坑论文; 《建筑细部》2018年第11期论文;