摘要：目前，中国城市与地铁的发展相互促进，带来城市更加繁荣的同时，对地铁的线路站点密度提出了更高的要求，诸如上海、北京、深圳、天津、南京等城市的地铁已经形成了网络化运营，但是规划的线路依旧在加密和扩张。与此同时，在地铁换乘站点建设和周边物业开发过程中，常常出现深基坑邻近已有车站和隧道的情况。
关键词：基坑开挖；近邻地铁车站；隧道；
近年来，随着地铁和工程建设的发展，两者影响日益增加，基坑开挖对地铁车站静动力学行为的影响已引起岩土工作者的广泛关注，并开展了一系列研究工作。由于铁路隧道穿越既有线施工具有一定的特殊性，所以还并未形成一个较为系统和完整的施工措施。通过先期在运营前施工圆形的暗挖隧道，对既有运营线形成强力的支护体系，后期盾构边掘进边拼装管片通过暗挖隧道，保证了运营线的安全。
一、基坑开挖对近邻地铁车站和隧道的影响
基坑开挖期间地铁站对近站隧道的影响分析。由于基坑开挖在竖直方向的卸荷作用，基坑底部及周边深层土体会产生一定的隆起，近邻地铁车站结构处于隆起土层内的部分会受到土体向上的作用力。当土体向上的总作用力大于地铁车站重力、车站与土体间静摩擦阻力之和时，车站总体向上位移；当土体向上的总作用力小于地铁车站重力、车站与土体间静摩擦阻力之和时，车站总体下沉。车站近基坑一侧和远基坑一侧之间受力不均，车站会发生一定程度的倾斜，车站可能出现整体下沉但近基坑侧上浮的现象。由于水平卸荷、基坑围护向坑内的侧向移动，隆起范围以上土层会发生沉降，导致土层中的地铁隧道发生下沉。当地铁车站与隧道相连部分发生上浮而隧道发生下沉时，这种沉降差对地铁隧道结构造成的危害是极其严重的。隧道沉降最大值位于基坑中间位置，隧道沉降值由基坑中间位置向两侧递减，说明地铁车站对隧道位移有一定的抑制作用，影响近站隧道的位移分布。由于与地铁车站相连，近站隧道受地铁站上浮的影响，基坑中间位置的竖向位移受到抑制，位移分布发生了一定的改变，隧道最大竖向位移位置由基坑中间转移到基坑边缘。
2.区间隧道与地铁车站的位移差及其危害性分析。基坑开挖期间邻近地铁站产生向上的位移，邻近区间隧道整体产生向下的位移，地铁车站和近站区间隧道之间的沉降差非常明显。由于地铁车站和区间隧道的结构存在很大差异，基坑开挖期间二者在水平方向产生的位移也有很大差别。基坑开挖期间地铁车站和近站隧道之间产生的竖直位移差和水平位移差明显增大，尤其是竖直位移差（即沉降差）发展迅速，远大于水平位移差。基坑底板浇筑对抑制车站和隧道水平位移作用不太明显，但是对于竖直位移和沉降差的抑制、削减有明显的效果。因此，近邻地铁车站和隧道的基坑工程应该注意及早浇筑基坑底板、减少坑底暴露时间，以达到减小隧道变形、减小车站与隧道之间的沉降差，保护隧道结构的目的。隧道渗水区并没有出现在隧道位移较大的报警区内，而是出现在隧道靠近车站的部位。这是由于报警区内隧道远离地铁车站，各部位变形均一，相同长度内隧道位移差较小，隧道产生的附加内力较小，因此对隧道结构产生的危害较小；隧道靠近地铁车站段的沉降差、水平位移差较大。基坑开挖造成隧道结构性损伤的主要原因是沉降差和水平位移差，而非绝对竖向位移和绝对水平位移。近站隧道与地铁车站的变形差非常显著，隧道与车站连接处是基坑开挖期间整个隧道结构的脆弱部位，应该引起高度重视。基坑开挖引起的隧道与地铁车站位移差主要是竖直方向的沉降差，因此基坑工程中对近站隧道的结构保护应该着力于对车站及其隧道的竖向位移、竖向位移差的控制。
3.近站隧道的不均匀变形预测。基坑开挖影响地铁隧道正常使用的两个因素是绝对变形和不均匀变形。绝对变形导致隧道走向、轨道整体曲率改变，影响地铁列车的正常运行。不均匀变形导致隧道管片产生裂缝、管片拼接缝扩张，对隧道产生结构性破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于地铁隧道多由管片拼装而成，整体性差，属于柔性结构，所以可以认为基坑开挖期间隧道位移等于周围土体位移，进而通过监测基坑外隧道附近土体位移来预测隧道的绝对变形。隧道的不均匀变形则与周围土体位移无直接明了的关系，预测隧道近站段不均匀变形的主要范围。区间隧道靠近地铁站1 倍基坑挖深及其附近范围应该作为类似工程施工的重点保护区段，地铁车站引发的隧道不均匀变形参数分布可以通过对数函数近似预测。
二、优化分析
1.开挖过程。在仰拱开挖前，需要进行监控测量、考察地质情况等，以便确认一次开挖长度，一般为3m以内。在拆除中间支护系统时，如果围岩的变形能够保持在设计允许的范围，经过严格测考察确认拆除较为安全后，才能实施拆除，并同步配合后续作业。拆除中隔壁混凝土的过程中，应使用风镐按照由上至下的顺序，将各个钢支撑之间的喷射混凝土逐个拆除，包括临时支护过程中附着于钢架的喷射混凝以及初期支护结构连接部位的喷射混凝土。对于临时钢构件可以利用气焊的方式将其烧断，整个过程应避免干扰到对初期支护系统。
2.初期支护所使用的构件包括工字钢架支撑、喷射混凝土、钢筋网、系统锚杆等，其能够组成复合式初期支护系统。其中边墙使用4m砂浆锚秆，内径为 22mm。拱架之间的距离为 50cm。钢筋网的规格为Φ8，其间距为20cm×20cm，混凝土的厚度应保持在30m。为了提高初期支护体系的支撑强度，保障施工的安全性，该段支护参数在设置时需要高于其它隧道同等级围岩的参数。在设置支垫时，拱部钢架应使用纵向托梁 32槽钢，可以有效扩大钢架底脚外力的受力面积，并使用锁脚锚管固定钢架的两个地脚，避免两底脚回收，或者钢架下沉。另外还可以在仰拱施工之前设置临时仰拱，防止初期支护系统变形。
3.桩基施工。进行桩基施工时首先需要准确的测量桩位，为了防止由于各种因素的影响而出现的桩基侵入随带二次衬砌界限，如扩孔、偏孔等，在测量桩位测时，需要适当增大桩到隧道轴线的距离。结合桩顶标高及原地面标高，测量桩的长度，保障灌注桩桩底没入原状土的深度超过桩长度的0.4 倍，才能进一步确认灌注桩在水平方向具有良好的稳定性。在钢筋的使用量方面，需要将钢筋的搭接及损耗予以充分的重视，结合实际桩长进行Φ25 主筋和Φ8箍筋下料。
4.监测情况。隧道的轨道差异沉降、纵向差异沉降、道床和侧壁进行了24 h的跟踪监测，及时反馈信息指导施工。基准点布设在远离变形区以外，最外观测断面在40m外的车站或隧道结构上。左右线各设置1个观测基站，各设置4 个基准点。至盾构完全穿越既有运营隧道时，轨道差异沉降最大值为1.3mm，纵向差异沉降最大值为1.4mm，道床和侧壁的最大沉降值为0.8mm，均未超过控制值，未对既有线的运营造成任何影响。
邻近地铁车站的变形场明显受到基坑开挖的影响，具体规律体现为：基坑开挖越深，邻近地铁车站变形越明显。基于基抗开挖对邻近地铁本站的影响，提出了控制车站结构变形的工程技术措施。
参考文献：
[1]王玖江.隧道与地下工程修建技术[M].北京：科学出版社，2018.
[2]施书江，孙谋，洪开荣． 富水砂卵石地层盾构施工技术［M］． 北京：人民交通出版社，2018：127－128．
[3]童利红，徐祯祥． 地下工程近距离穿越地铁既有线施工技术综述［J］． 市政技术，2016（2）：117－120，130．
[4]高升.新建地铁车站深基坑紧贴既有地铁站变形分析[J].兰州理工大学学报，2018，39（2）：130-135
论文作者:王法
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：隧道论文; 基坑论文; 位移论文; 车站论文; 地铁论文; 钢架论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第10期论文;