摘要：本文根据南京市区某深基坑工程的施工过程中，对邻近地铁线路和附近环境的影响，并针对深基坑施工时周边环境密集、地下结构复杂、管线较多等问题，采取合理的施工措施，尽可能避免或降低在施工过程中会带来的对地铁、环境的负面的影响，同时研究其项目环境保护的价值，提出施工过程中能够利用的相关保护措施和方案方法。
关键词：深基坑施工；措施；地铁和周围环境；保护
随着我国经济发展速度越来越快，城市化的进程不断增多，城市中大型项目或高层建筑已是城市化进程不可缺少的一部分，伴随着新建的项目的深基坑施工和土方开挖，必定会导致施工点附近地层和地下水位改变，进而引发周围地层形状改变，最终造成附近建筑物下陷，地下管道错位、下沉，威胁到施工点附近的市政基础设施，特别是对地铁线路的影响，尤为巨大，从而影响周围的民众生活，造成不可估量的损失。本文结合南京市区某深基坑工程施工过程采取相应的有效措施，减少工程施工对地铁3号线及周边环境的影响，从而保证了工程顺利实施。
1工程案例
本基坑面积约为21300平方米，周长约为730米，挖深约15.25-22.95m，其形状为不规则多边形，基坑大体状况及周边环境见图1：
图1 基坑式样与周边环境信息图
2深基坑工程的特点
该深基坑工程特点有如下几方面：（1）建筑高度向高层建筑模式发展，形状向艺术造型发展，结合建设用地规划，造成基坑开挖深度达23米，形状不规则；（2）该深基坑的工程施工面积较大，长约215米、纵深约75米，且工程的规模庞大，为4层地下室结构，对于工程系统中的支撑系统来说，技术要求也越来越高，支撑难度也逐渐增大；（3）深基坑的工程点选址地段周围环境复杂，基坑西侧紧邻地铁3号线，距3号线仅有12.15米，上面又为高架桥，地下管线复杂且数量较多，基坑南侧为红星美凯龙家居生活馆，地上建筑为4层。在施工时就会出现地面的沉降和错位，这样一来，附近的建筑、市政设施和地下管道、线路都会受到严重影响，因此，深基坑施工时对地下点的准确定位能够保证施工的稳定，还能确保不影响周围的环境和建筑；（4）深基坑施工时，由于施工难度系数较大，施工时间较长、施工空间较狭小、场地有限、天气影响等因素都会导致基坑的稳定性遭到破坏，同时，施工时过于拮据的施工环境也会对施工质量造成巨大影响；（5）在施工过程中，关于支护桩、挖土、支撑梁、挂网喷浆等施工程序是互相联系且相互制约的，如果其中一项工序有问题，就会影响整体的施工安排和工作进度，为施工的调度和协调增加了困难；（6）岩石、土层的变化是多样的，地质中含有的水源条件也比较复杂且分布不均，因此如果需要得到确切的、精确的勘测数据，在工程前期的勘测过程中是比较困难的，这就增加了工程设计环节中的难度；（7）由于深基坑的施工时间较长，且从施工开始到建设完成，均在地下隐蔽进行，因此，挖土顺序、周边堆载、行走车辆等现象都会对建设安全造成不利影响，容易引发突发工程事故。
3深基坑施工对地铁线路和周边环境的影响
3.1对地铁线路的影响
在施工的同时，土方开挖容易对基坑的稳定造成影响，如果工程土方的土质较差，那么就会引发基坑严重变形，进而对周边地铁线路造成不利影响，出现透水、下陷甚至洞穿地铁涵洞的现象，引发严重安全事故。因此作为施工方，尤其是闹市区的施工单位，应该尽量避免挖掘和运输土方对地面和地下交通造成的负面影响。
3.2对周边环境的影响
一般而言，深基坑的施工处在城市的核心地段，施工条件和周边环境相对繁杂、混乱，如果施工时出现道路开裂、管道破损泄露、地表下陷或建筑物倾斜等问题，会对城市的发展和建设带来无法挽回的损失。而基坑建设对环境的不利影响表现在以下两个方面：（1）工程中的支护结构变形严重，导致坑外的土层不断挪动，引发地表沉降。支护结构的变形有两个阶段，失稳和变形。失稳不仅会破坏地下工程建设的稳定性，严重时还会对整体项目造成决定性影响；一般情况下，变形的后果虽不太严重，但是若变形过大，深基坑建设的后果依然不堪设想。（2）在对基坑进行挖掘的过程中，因方法错误会导致坑外水土流失和涌砂等现象，进而导致底层空洞、沉降。如果施工位置地下水位足够、储水层渗透性能完好，那么在施工时，应该及时止水、排水，将基坑内外的水源切断；还可以使用降水回灌方法，保证基坑内外水位平衡，地下水不流失。还需在安置了止水帷幕的基坑中对锚杆进行准确设置，杜绝由于地下涌砂而引发的坑外地面下陷。
4深基坑施工对地铁和周边环境的保护处理措施
对基坑周围的环境进行保护，应该确保技术到位、经济达标、安全系数高。首先应该做到积极防护，而并非进行事后处理，即充分调动设计的合理性和施工的稳定性，使基坑变形的可能性降到最低；其次，根据施工周边的地铁线路和环境因素，设定基坑的安全变形区间并采用多种方法加以固定；最后，需要针对上述方式从根本上预防深基坑的变形等不利因素，将负面影响降到最低。对基坑周围地铁和环境保护的主要方法有以下几点。
图3 隔舱抽条开挖
4.1本工程将土层进行分块挖掘，应用时空效应原理，将土层的抗变形能力充分发挥，以便土体减少移位。而针对地铁沿线两侧的土体，需要坚决依照“分层+隔舱”、“分块”、“对称”和“限时”等指标，详见图2；使用抽条式间隔挖土，且要保证分块挖掘时的土方大小适中，详见图3；同时，在施工期间，做到“先撑后挖”，在前一阶段土方开挖到下一道支撑形成要控制间隔时间。当土方开挖至第四层，第五层时，特别是挖至地铁3号线临近侧位置时，应提前做好应急准备，密切关注地铁3号线专项监测数据，一旦监测数据报警，应立即停止土方开挖作业，并做好应急处理措施，确保工程的绝对安全性。
4.2对基坑周围管道线路的保护
在维护设计环节中，就要做好对管线的排查、维护。设计的同时应该准确安置监测点和检测设备，如遇轻型管道线路，可以采取迁移法，将其换至安全的、不影响施工的地段，或者径直挖出暴露，对其变形位置进行跟踪处理、及时调节，待该工程完工后再填埋；如遇口径较大、无法迁移的管道线路，可采取隔断法处理，如果管道的水平移动符合要求而沉降无法实现时，可采用注浆法处理，加强施工监测，并保证注浆法的深度比影响界限高。
5监测结果
根据本工程监测设计要求及工程基坑周边环境特点，地铁专项监测小组采用leica TCRA1201+测量仪器对隧道断面进行了断面测量，获取隧道断面监测结果，通过隧道断面测量分析软件得出结论：截至目前（土方开挖已完成），本项目段地铁保护区内各断面变形均在报警值范围内，未发现异常情况。
6结语
深基坑建设的环境一般比较复杂，建筑物相对密集、地下管道线路众多，本工程基坑施工实践证明，设计、施工是成功的，综合平衡后所制订的深基坑施工方案，具有切合工程实际、遵循时空效应理论、环境保护要求高、控制变形严的特点，尤其是地铁的运营，对施工建设带来了很多阻碍和难点，这些因素都表明了施工过程中环境保护工作的重要性，一旦掉以轻心，就容易酿成巨大安全事故。因此，在深基坑的设计、施工过程中，只有宏观调节施工方案，做到工程项目切合城市实际、施工行为遵守时空效应理论、遵循环境保护的最高标准、控制地下设施变形等工作，才能使深基坑建设、周边地铁线路与环境实现协调发展，为城市带来经济效益、环境效益和社会效益。
参考文献
[1]葛兆源，孙骏新．地铁隧道保护区内深基坑施工技术［J］．施工技术，2004（1）.
[2]梁贵才，王祥志．城市中心区土岩组合深基坑施工过程变形预测及基坑安全动态控制[J]．中国科技纵横，2012（23）.
[3]景凯．深基坑施工时对邻近地铁及周边环境的保护措施［J］．浙江建筑，2012（12）
论文作者:苏永,居延海,王才勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/11
标签：基坑论文; 深基坑论文; 地铁论文; 工程论文; 土方论文; 周边环境论文; 线路论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;