深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响探析

任倩倩

（云南景辉工程技术开发有限公司，650200）

【摘要】紧邻运营中地铁区间隧道旁的深基坑施工，不但要求其具备较高的技术水平，而且要求其对隧道的变形影响小，以确保地铁能长期良好运行。本研究在分析深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构的影响及其影响因素的基础上，探讨深基坑支护变形的控制措施，并以相应实例为参考，为紧邻运营中地铁区间隧道旁的深基坑施工控制，提供较好的借鉴。

【关键词】深基坑；地铁；隧道结构；影响

地铁的兴起是城市建设蓬勃发展的重要标志，也是缓解城市交通压力的主要手段。而在地铁区间建筑工程中涉及到的深基坑开挖工作，必然会影响到地铁的正常运行。而将其对地铁的不良影响降到最低，是城市深基坑施工关注的重点。在设计及施工的过程中，准确地计算出施工区土体的位移，以保护地铁的隧道区间、基坑周围的其它建筑物和管线等，已经成为城市建设的设计及施工的重点问题。本研究基于此，主要探讨了深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构的影响，具体内容如下。

1.深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构的影响

随着城市建设的不断发展，在已建地铁的隧道之上或者两侧会出现诸多的施工活动，而各施工活动均会涉及到深基坑的开挖工程。在深基坑建设过程中出现的施工行为主要有桩基础和地下连续墙、基坑开挖施工等，均会对紧邻地铁区间隧道结构产生影响，如引起坑底的回弹或者隆起、支护后的土体侧移、坑外地面的沉降等。深基坑施工产生的影响，会改变临近处地铁隧道的应力和应变状态，并严重危害到相邻地铁隧道的使用功能和地铁安全。

1.1影响

1.1.1地铁隧道沉降

因深基坑开挖施工会导致围护墙侧出现向位移动和坑内隆起等现象，从而导致坑外的土层出现沉降，埋于土层内的地铁隧道也会受土层的影响，出现下沉问题。同时地铁隧道沉降会随着其下土层发生沉降，但是因地铁隧道的刚度与土层刚度不一致，故两者的沉降程度会不一致。

1.1.2地铁隧道变形

软土地基内的地铁隧道，会受到深基坑的开挖施工中围护墙侧向水平位移的影响，导致深基坑也发生方向位移，同时由于围护墙的侧向水平位移不一致，故会使地铁隧道出现挠曲变形，进而产生附加的变形及应力。如果地铁隧道可以承受附加应力及变形，则地铁还能正常运营，否则就会遭受损害，如隧道区间出现变形、变位，甚至衬砌被压坏等问题。

1.2影响因素

深基坑施工导致地铁隧道出现沉降和变形，其主要原因有三种：一是客观原因：工程地质条件，如地下水条件、地层物理力学性质等引起的；岩土的环境条件，如市政设施与地面超载等引起的；二是支护设计条件因素：受支护结构的支撑刚度、墙体入土的深度及支撑力大小等因素影响，还受主动区与被动区加固法影响；三是施工条件因素：受施工的方法、周期、开挖方法等影响[1]。

2.深基坑支护变形的有效控制方法

在基坑施工时，自位移传递路径可知，因支护结构变形，位移场经周边土体向外传递，同时呈现出逐渐衰减的趋势，故为控制基坑周边土体的位移，需从三个方面入手：一是控制支护结构：从受力的机理上考虑支护结构变形的控制方式，加固基坑外侧的土体；加强支护结构刚度，选择排桩和地下连续墙等大刚度的支护方式；强化支撑的力度、刚度，并改善支撑的位置；还需优化基坑内的被动区的土体性质，以增加外抗力；二是控制位移场传递路径：支护结构和被保护的结构经土体进行位移传递，因此，可加固此部分的土体，并设置有效的隔离桩；三是控制施工工艺：可分时和分块进行开挖，以降低基坑变形的影响。

3.实例分析

本文对某工程的实况进行分析，此工程的建筑外墙与地铁隧道的结构之间的净距最小是5m，靠近地铁一侧的基坑支护，采取上部复合的土钉墙、下部地下的连续墙和预应力的锚索等联合支护形式，施工期间对靠近地铁侧的土体，采取水泥土搅拌桩加固。从而能较好地控制支护结构变形，可将临近地铁隧道的结构和轨道位移等控制在合理的范围内，确保地铁能良好地运营。

3.1基坑施工对已有地铁隧道的影响

基坑开挖会引发地铁隧道在竖向变形，因基坑开挖空间效应，最大变形发生于基坑的西侧壁中部偏南处。地铁隧道的横断面变形表现为：因采取连续墙+2道预应力锚索的基坑支护，建筑基坑在施工过程中，引发的隧道整体变形不大，其中左线的隧道因基坑卸荷回弹导致向上变形，其竖向变形最大为2.55mm，向基坑内部变形；水平变形最大为2.38mm。右线隧道距离基坑比较远，其位移也就小，竖向变形最大为1.2mm，水平变形最大1.8mm[2]。

3.2施工中的控制重点

3.2.1土方开挖

土方开挖对地铁隧道的影响，具体表现为：土方开挖主要分为3个阶段：深度＞6.6m、6.6—10.8m、10.8—15.0m。随着深基坑开挖的深度加深，支护结构变形的程度也会增加，导致地铁隧道出现水平、竖向的位移。控制措施：对地铁侧土的开挖，需分块和分层地进行，实施抽条式的间隔挖土，每条长度为20m。自基坑的中间及距离地铁较远的土体开挖，前期开挖的上体锚索后，再进行张拉，张拉完毕，再对地铁邻近部位的土体进行开挖。

3.2.2地下连续墙施工

地下连续墙施工对地铁隧道影响：受泥浆平衡作用影响，会引起周边环境变化，需对其引起的变形进行控制。因该工程地的连墙十分接近隧道，故在施工时需十分谨慎。地下连墙施工需在泥浆护壁时进行，地下连续墙在成槽时要透过粉土及砂土层，如果护壁泥浆的参数无法满足施工的要求，会造成槽壁的坍塌，导致周边的土体出现变形，威胁地铁的运营安全。

控制措施：用长螺旋搅拌水泥土加固槽壁：为确保地铁能安全运营，在地下连续墙的外侧，可增设一排长螺旋搅拌水泥土桩实施隔离。从而减少施工中出现的土体位移，加固墙槽壁的稳定，降低施工时对隧道的影响；控制泥浆质量：地下连续墙在成槽时，为确保开挖沟槽土壁实际的稳定，泥浆成槽时会发生支撑作用，在开挖土体的平面上会出现泥皮，以预防地下水发生渗入，使槽壁不会坍塌。

3.2.3锚索施工

在深基坑的开挖过程中，随着基坑开挖深度的不断加大，支护结构的水平抗力会直接由锚索与基底土体两者完成，而锚索与土体刚度的增加，能降低基坑变形的绝对量。在锚索施工中，可增加锚索的刚度，以减少变形。增加预应力的锚索配筋，可控制基坑变形，其具体方法有三种，即增加锚索的刚度、增加锚索的预加力和提升锚杆的安全储备能力。另外，控制锚施工的角度，可避免发生隧道结构破坏事件[3]。

3.2.4基础底板施工基坑开挖完毕，需及时进行垫层浇筑及基础底板施工等事项，从而减少基坑对外暴露的时间。底板和地连墙两者之间的肥槽，需用混凝土和底板一起浇筑，使两者能无缝连接。在基础底板浇筑之后，会形成一个钢筋砼内撑，能大大降低基坑的变形率。

4.结束语

随着我国城镇化进程的不断加快，地铁已经在城市得到广泛应用，并成为缓解城市交通压力的主要途径。为了避免深基坑施工会对紧邻地铁隧道的结构产生影响，就需建筑施工人员在建筑设计的过程中，对施工现场的地质条件和周围建筑物、地下的建筑物及周边的管线等因素进行综合考察，并采取有效的控制措施，在基坑的施工前期和中后期，将周围地层移动及承载力等要素控制在安全的范围之内，以确保临近隧道能安全运营。

参考文献：

[1]孙卿.紧邻地铁区间隧道深基坑工程的设计与施工[J].城市建设理论研究,2013(21):59.

[2]沈桐.浅议深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响[J].城市建设理论研究,2014(12):349.

[3]李宇升,喻卫华.深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响分析[J].地下空间与工程学报,2013(92):352-354.