【关键词】地铁隧道;基坑开挖;保护措施
1近地铁隧道基坑开挖对地铁隧道的影响
随着我国地铁交通建设技术的不断发展，城市地铁隧道建设项目越来越多，城市人口的增加也使得城市土地资源日益紧张，在运营地铁附近建设的建筑物也必然会越来越多。基坑开挖对周围土体的扰动会引起附近地铁隧道的变形，结合地铁隧道运营特点可以发现，引起隧道变形的因素相对比较复杂，包括临近地铁隧道的加载和卸载、地面区域性的沉降、列车振动、地质条件改变以及隧道之间的穿越施工等。在基坑开挖过程中为了尽可能地减少基坑开挖对隧道变形的影响，必须要采取有效的变形控制措施，做好地铁隧道基坑开挖的保护，保证原有地铁隧道能够顺利安全的运营。在实际开展地铁隧道保护时，需要结合基坑与地铁的相对位置，开挖所处的地质条件以及各工程项目的具体特点等，采取行之有效的地铁保护方案，确保施工方法的可行性和安全性。基坑开挖对原有已经稳定的土地产生破坏，使附近土体应力场改变，而容易引起隧道结构的变形。对于运营地铁隧道来说，地铁隧道变形所允许的范围相对较小，因此在基坑施工过程和工程设计期间，需要充分考虑到附近地铁隧道的建设情况以及所能承载的土体扰动情况。根据隧道结构的稳定性合理选择基坑开挖位置，比如在隧道结构两侧进行基坑开挖时，坑壁土体的变形容易导致隧道结构产生水平位移。若在隧道结构上方进行基坑开挖，由于上方所覆盖的土的重量减少，容易引起隧道上浮而产生较大的竖向变形。在实际基坑开挖过程中，还需要考虑基坑围护施工地下水位变化、爆破振动等因素对隧道结构的影响[1]。
2近地铁隧道基坑开挖保护措施以及相应的施工建议
2.1 做好基坑开挖方案设计工作
在确定近地铁隧道附近基坑开挖设计方案时，相关设计人员要对现场的环境特点、气候条件、水文地质特点以及施工影响因素进行全面系统地考察，明确周围地铁站运行情况和受力状态，以不影响地铁结构正常运行和安全性能为基础，合理开展设计工作。根据与地铁隧道之间的距离，选择适合的支护结构，比如在距离相对较远的区段可以采取喷射混凝土、锚拉结构与单排支护桩联合的支护方法，在距离相对较近的区域采取锚拉结构、喷射混凝土与双排支护桩连用的支护结构，保证支护结构的稳定性。在地铁保护线之外设置锚索锚固段，将锚索锚固端头部分控制在地铁保护线之外，在施工过程中需要严格控制锚索的成孔质量以及锚索的长度和角度[2]。
2.2 采取分段分层的间隔开挖方案
在完成支护结构施工后要进行基坑土方的开挖，随着开挖进程的不断推进，临空面逐渐增大，深层土体水平位移以及支护结构的位移都会有一定增大的趋势。为了减少位移对地铁正常运行的影响，可以采取分段分层的间隔开挖方案，使开挖深度满足锚索施工要求，严格控制开发深度。在支护桩混凝土强度达到设计强度的90%且在锚索中施加预应力之后，才能进行土层开挖，在每一层土方开挖时需要清理上一层开挖的土方，然后按照施工顺序与施工流程进行分块分层的开挖，采取对称跳挖的方式，避免周围地质结构发生突变，保证基坑和地铁区间隧道的安全。每层土方挖掘深度不应该超过三米，每一层土方挖掘完成后需要等待一天并结合基坑监测的数据，判断是否进行下一层土方的挖掘。一旦检测数据超过极限值，则需要立即停止挖土并进行土方回填，检测波动原因。
2.3 对桩间土进行适当处理
在支护桩施工完成之后，对桩间土进行混凝土喷射可以保证土体的稳定性以及整个支护结构的稳定性，避免施工过程中支护结构对地铁正常运行的影响。用锚索锁定支护桩冠梁并使其达到一定强度后才可以进行基坑开挖，基坑开挖与桩的距离应该不小于十厘米，保障支护桩间土体的稳定性。基坑桩与桩之间采用混凝土喷射护壁方法，分两次喷护，随挖随喷。
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2.4地下连续钢板墙
在应用地下连续钢板墙施工时，需要首先在基坑周围设置边线，帮助施工人员准确找到开挖点，然后在基坑周围嵌入钢板桩，确保钢板桩的高度在同一水平线上。钢板桩连续墙是当前应用范围较广的一种支护手段，其材料是带锁扣的热轧钢或冷弯钢，通过锁扣咬合实现挡水、挡土的作用，具有可循环利用的环保特点，而且占地面积较小，对基坑周边环境也有良好保护效果。在打桩之前，需要施工人员严格控制钢板桩质量，避免锁扣生锈或严重变形的材料流入现场，从源头上保证施工质量。对于轴线斜度较大的钢板桩需要采取特定的异性桩材料来矫正，如果斜度较小则可以用钢索来对钢板桩进行反向锤击，在锤击过程中如果发生位移倾斜，可以适当上拔1m～3m然后再次锤击，纠正桩体位置。
2.5地下水排降处理
据中国建筑网调查，截止到2018年为止，我国基坑安全事故发生的根本原因是由于地下降排水问题处理不当，由此类问题引发的安全事故可达到整体的73%。我国地下水类型较多，例如：地表水、坑壁渗水等等，需要结合实际工程情况作出判断，首先对于地表水来说可以采取集中排水的方式，在第一次支护施工完成后，工作人员可以沿着支护桩环装挖掘排水明沟，将地表水引流出去，避免其流入坑内，而一些水位较高的地方需要采用真空井点降水措施，在土方开挖前期按照监理师要求，在开挖位置的管沟垂直出挖掘出一条侧沟，然后在两端挖出排水道，整理好周围土体，降低泥石流、塌方等事故的发生风险。除此之外，坑壁渗水也是引发基坑安全事故的主要原因之一，受到我国施工技术水平限制，当前坑壁渗水虽然能通过止水桩缓解一部分，但是仍无法做到全面避免，对于剩余渗水可以利用疏堵结合的方式进行处理，在挖掘出排水沟后，在基坑周围安装海绵、导流管、卵石盲井等设施，将渗水引流到集水坑中，基坑支护桩的强度需要保证在75%以上，才能进行二次开挖，提高施工的安全性。如果实际施工地区渗水量过大，可以将土体压实处理，让基坑内外水压保持在平衡状态，或者利用土方注浆的方式加大土体强度，有效防止渗水。
2.6土方开挖与维护
土方开挖是整个工程中周期较长的一项工作，所以技术人员可以在前期预留好场地用来堆放临时工程材料，提高土方开挖、搬运、输送的效率，保证基坑周边环境的清洁，在运送土方材料时，不能将大型设备停放在基坑周围，保证施工人员安全。基坑开挖时需要确定开挖厚度，通常厚度要保持在2-3m范围内，在开挖到一定程度后，需要开始安装支护系统当中的钢筋栓，保证良好与钢筋混凝技术的有效结合，按照设计流程逐层开挖，当前很多施工单位不重视开挖顺序，开挖混乱，加大了施工人员作业的危险性，对此要严格遵守规章条例，保证支护效果以及人员安全。
2.7施工现场监测
为提高工程建设质量，技术人员需要做好前期对土体的检测工作，正式实施开挖前，勘测人员要对周边建筑物、水文地质进行全方位调查，了解该地区范围内3-5年的施工档案，从资料与数据中找出地区施工缺陷问题，将其整理为数据材料交由工程监理师集中分析，对于地面缝隙、地下管道等情况也要前期在施工图纸上作出标记，并整理档案，对现场施工要及时观察，如果出现变形征兆就需要立即采取补救方案。当前我国计算机技术发展较快，基本可以实现在线监控，并对施工变形参数实时预警，例如：连续桩位移、检测数值突变、支护压力增大、连续桩沉降等问题，现场上传异常数据到中控计算机中，方便技术人员采取处理，从整体上提高对基坑支护安全性的管理。另外。如果检测出某一数值突变程度较大，需要立刻停止施工开挖，研究出危险点原因，作出处理后确保变形情况得到控制后再继续操作。
3结语
随着城市化进程的不断加快，城市人口密度越来越大，对地铁隧道工程项目的建设要求越来越高。从目前我国城市化建设情况来看，城市地铁和高层建筑越来越多，地铁多条隧道相互交错，在隧道附近高层建筑建设过程中深基坑的开挖必然会对已有的隧道结构产生一定的负面影响，影响地铁隧道运行的安全性。因此，必须要设计安全经济的施工方案，做好基坑开挖的保护措施，尽可能地减少对地铁隧道的负面影响。
【参考文献】
【1】张明远，杨小平，刘庭金.临近地铁隧道的基坑施工方案对比分析[J].地下空间与工程学报，2017，7（06）：1203-1208.
【2】雷呈锋.地铁车站施工对临近地铁隧道的保护技术[J].工程技术，2016（5）：120.
论文作者:马飞宏
论文发表刊物:《城镇建设》2020年1期
论文发表时间:2020/4/3
标签：基坑论文; 隧道论文; 地铁论文; 土方论文; 结构论文; 钢板论文; 位移论文; 《城镇建设》2020年1期论文;