地鐵施工對周邊構筑物影響的安全預控

王杲平

（西安鐵一院咨詢監理公司，陜西 西安 710065）

1 地鐵施工對周圍構筑物的影響

1.1 地鐵施工隊構筑物的影響

城市地鐵在施工中，由于地鐵工程的特殊性，將不可避免的地下巖土體，破壞其原本的平衡狀態，而達到新的應力平衡。在施工中，淺埋隧道將會影響地表的巖土體可能導致地面塌陷，路面破損等，這些因素將會影響周圍的構筑物，甚至破壞構筑物的結構。

一般地鐵隧道的開挖對周圍構筑物的影響主要分為直接影響和間接影響。其中直接影響主要是指主要影響范圍內的建筑物所受的損害；但是在隧道開挖施工中，除了主要范圍受到影響之外，有些較遠的地方的構筑物也受到隧道施工的損害，這種影響為間接影響。由于間接影響的程度較小，作用因素多樣等原因，本文主要分析的是直接影響。

1.2 地鐵施工中對構筑物的影響因素

在地鐵隧道的開挖過程中，影響構筑物的因素眾多，例如地層特征、建筑物的基礎與結構型式、建筑物所處的位置等，本文針對4個主要因素進行了分析：

1.2.1 地表均勻沉降損害

在地鐵隧道的開挖過程中，一般會導致地表變形，使得地表的均勻沉降。地表的均勻沉降將會使建筑物產生整體下沉。在一定的沉降范圍之內，地表的均勻沉降對建筑物的穩定性和使用條件并不會產生太大的影響，但是超過該范圍，或者遇到地下水位較淺的情況是，地表的均勻沉降將會使構筑物的地面積水，地基長期的浸泡在水中，大大的降低了地基的強度，影響構筑物的安全使用。

1.2.2 地表傾斜損害

地表傾斜主要是由于地鐵隧道開挖，地表不均勻沉降造成的。地表傾斜主要改變了地表的原始坡度，給構筑物的穩定帶來嚴重的威脅，尤其是對于高度大而底面積小的高聳建筑物。地表的傾斜將會是這類高聳建筑物的重心發生偏斜，引起應力重分布，在重分布過程中，高聳建筑物的結構將會被破壞。

1.2.3 曲率損害

地鐵施工引起的地面變形，使得地表形成了一個曲面。在形成負曲率的過程中，建筑物的中央部分懸空，使墻體產生正八字裂縫和水平裂縫；在正曲率的作用下，建筑物的兩端部分懸空，使建筑物墻體產生倒八字裂縫。嚴重的影響了構筑物的使用性能。

1.2.4 地表水平變形損害

在隧道開挖中，引起的地表水平變性主要分為拉伸和壓縮，兩種變性對構筑物的結構都有較大的損害，尤其是拉伸帶來的損害，主要是由于建筑物抵抗拉伸變形的能力遠小于抵抗壓縮變形的能力。

2 地鐵施工周圍構筑物保護措施

2.1 地基注漿加固法

地基注漿加固法是工程中常用的對于周邊建筑物的保護措施，主要是通過壓密注入工法，利用注漿液通過注漿管滲透的壓力硬化周邊地層的土質，而且由于滲透后形成的硬化的固結體與原來的土層復合在一起，形成具有較高力學性能、滲水通道密實，壓縮強度高的穩固的復合土層。該措施形成的復合土層能有效控制土體壓縮變形而不至危及施工周邊構筑物的安全，主要在地鐵隧道中的深基坑開挖中。

2.2 隔離樁法

在地鐵施工中，隔離樁主要是通過將上部地基和構筑物產生的附加應力傳遞到底下的持力層上，來緩解由于地鐵施工對周圍構筑物產生的沉降作用，達到保護構筑物的效果。隔離樁法在國內外被廣泛的應用，尤其在地鐵開挖過程中，周邊構筑物較高的情況下，隔離樁的采用不僅可以將由于隧道基坑的開挖造成的周圍構筑物地基的變形，控制在隔離樁的范圍內，而且還可以間接的加固建筑地基，為周邊的構筑物提供保護屏障，使得地鐵施工帶來的地基變形不向構筑物地基擴散。

2.3 隔斷墻法

在地鐵隧道施工中，除了隔離樁法之外，另外比較常用的一種保護周邊構筑物的方法就是隔斷墻法。隔斷墻法主要是通過控制地下連續墻的距離，并且并對其進行跟蹤和泥漿填充，來解決基坑外土體對構建物安全的威脅，例如地基變形以及地基的沉降等問題。一般在對構筑物的保護中，主要采用的隔斷墻主要有灌注樁、高壓旋噴樁、樹根樁等三種類型的保護方式。

3 工程實例分析

3.1 工程概況

在本文中作為分析例子的是西安地鐵2號線。西安是世界著名的歷史文化名城，對于城中的古建筑應予以保護，而地鐵軌道交通二號線是西安市首條開工建設的軌道交通工程，貫穿南北的客運站，路線全長建設線路全長26.302km，其中地下線20.919km、敞開段0.45km、高架線4.933km。全線共設21座車站，其中4座高架站，17座地下站，經過西安的古建筑群以及繁華的街道，在整個施工中，要做出嚴格的預控，防止由于隧道施工導致周邊的構筑物坍塌、傷害居民的事情出現。

3.2 工程安全預控

在地鐵隧道施工中，經過分析，最大的沉降部位在于隧道和周邊構筑物之間。主要采取的措施有，對于大飯店以及高層建筑等周邊既有的構筑物采取隔離樁法，來阻斷由于隧道開挖對于地層變化帶來的構筑物基礎沉降的問題，而且還加固了周邊構筑物的基礎部分。

總而言之，地鐵工程施工中涉及的因素眾多，對周邊的構筑物的影響較大，而且安全風險難以避免。但是在建設過程中，通過對工程狀況進行正確的分析，采取積極的預控措施，可以大大的降低施工的危險系數，維護居民的人生安全和國家的財產安全。

[1]任得.加爾各答地鐵總工程師法特克的經驗談 謹防地鐵建設中的失誤[J].都市快軌交通，1988，(1).

[2]劉建航.上海地鐵施工與鄰近建筑施工的環境保護技術[A].中國土木工程學會第八屆年會論文集[C].1998.