運營地鐵隧道上方基坑開挖施工技術研究

申 新 亞

(深圳市市政工程質量安全監督總站，廣東 深圳 518000)

1 工程概況

1.1 工程背景

桂廟路與地鐵11號線共線段起于振海路，終于南海大道，全長約3 km。桂廟路快速化改造工程中主路采用隧道下穿振海路，高架跨越規劃十二號路、月亮灣大道，然后再采用隧道連續下穿前海路、南新路、南山大道、南海大道，西行隧道進口設在南海大道處，東行隧道出口設在后海濱路處。

桂廟路快速化改造工程下穿隧道與地鐵11號線區間地鐵隧道呈平面共線、縱斷面上下重疊的位置關系，下穿隧道部分區段位于區間隧道左線的正上方、右線的側上方，部分區段位于雙線隧道的正上方，最小凈距6.8 m(約為1倍洞徑)。重疊段地鐵區間隧道埋深16 m～31 m，線間距9.6 m～13.0 m，隧道內徑D=6.0 m，管片厚d=350 mm，采用盾構法施工；桂廟路下穿隧道采用大跨度矩形框架結構，結構全寬38.2 m，全高10.5 m，采用全幅明挖法施工。下穿隧道在已經施工完成的地鐵11號線區間隧道上方進行開挖施工，必須做好對地鐵11號線區間隧道的保護工作。

1.2 工程地質條件

工區地表以下0.4 m～7 m范圍為人工雜填土(局部含有雜填石)，3 m以下至圍護樁底為礫質黏土，地下自然靜止水位為1.5 m～3.9 m。不良地質主要有粗砂、淤泥，粗砂、淤泥層主要分布在前海路以西路段，礫質黏土。

1.3 基坑圍護結構

基坑支護結構選用圍護樁+內支撐的形式，圍護樁采用φ1 000 mm@1 200 mm鉆孔灌注樁，樁內側采用掛網噴混進行樁間防護，圍護樁嵌固深度為7 m；第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐，截面尺寸為1 000 mm×800 mm；第二、三道支撐采用鋼支撐，鋼管直徑φ=609 mm，厚t=16 mm。

2 地鐵區間保護施工方案

2.1 盾構區間旋噴樁加固保護

目前地鐵11號線處于運營狀態，為了防止地鐵盾構上浮，需要對盾構進行加固保護?；娱_挖前采用D=60 cm間距1.5 m×1.5 m矩形布置的雙管高壓旋噴樁，對地下道路結構范圍內的地鐵線區域進行加固[1,2]，加固區域及其對應的樁長如表1所示。

表1 加固區域及其對應的樁長

高壓旋噴樁工藝流程為：

施工準備→測量定位→機具就位→鉆孔至設計標高→旋噴開始→提升旋噴注漿→旋噴結束成樁。

2.2 基坑土方開挖

基坑土方開挖采取縱向分段、豎向分層、左右分幅的方式進行。原則上縱向步長8 m,豎向層厚2 m。對于兩結構間距6 m～7 m和6 m以下，或者僅有一條地鐵線在主體基坑下，嚴格控制縱向步長為8 m，豎向分層1 m進行開挖。同時加強基坑監測和深層地層變形監測措施。

具體來說，縱向分步每小塊寬度8 m，高度為2.09 m，整個基坑豎向分為8層，開挖過程沿縱向和豎向同時進行，如圖1所示，其中序號1～10分別表示開挖順序，即1表示第一步開挖，2表示第二步開挖。

2.3 主體結構施工措施

1)對已開挖的區段，土方開挖及主體結構施工嚴格按照“小、快、緊”的原則施工。

2)土方開挖采用分節調整為6 m～8 m，全幅開挖調整為先開挖南半幅并施工完成底板后再開挖北半幅，施工北半幅底板結構。

3)底板完成后立即施工下側墻、上側墻及頂板。底板完成1節后下側墻、上側墻及頂板須緊后施工。

4)后期土方開挖及主體結構施工嚴格按照“小、快、緊”的原則施工。

5)土方嚴格按照6 m～8 m一節開挖，當地鐵上浮監測值在紅色預警以下時，土方開挖按照全幅開挖；當地鐵上浮監測值在預警值以上時，全幅開挖調整為先開挖南半幅并施工完成底板后再開挖北半幅。

6)底板完成后立即施工下側墻、上側墻及頂板。底板完成1節后下側墻、上側墻及頂板須緊后施工，基坑開挖與支護步序如圖2所示。

3 控制坑內降水

降水井基底下加深至4 m，基坑降水降至基坑底下3 m。降水運行過程中，做好各降水井的水位觀測工作，及時掌握承壓含水層水頭的變化情況。對水位、水量監測紀錄及時整理，分析水位水量下降趨勢，預測設計降水深度要求所需時間。降水前及降水期間充分利用所設置的觀測井對水位、水量進行同步監測，指導控制降水和土方開挖。

4 自動化監測技術

通過自動化監控系統數據和分析判斷，及時掌握基坑下方11號線區間隧道動態變化狀態及安全性狀況，用監測信息指導基坑開挖施工組織，及時預警施工隱患，便于及時調整工序和現場施工組織，保障施工安全和既有運營地鐵區間隧道安全[3]。

1)點位布置。

開挖基坑時除加強基坑監測外，對應桂廟路施工區域往兩端各延伸20 m作為影響范圍邊界，在地鐵11號線影響范圍各區域按照10 m一個斷面進行分布，每個監測斷面共布置4個監測點，分別是道床1個、側壁2個、拱頂1個，如圖3所示。

2)監測頻率要求。

對本工程影響的地鐵11號線盾構結構進行監測，監測頻率為1次/d。

3)基坑開挖過程中盾構區間上浮控制值如表2所示。

表2 上浮控制值

5 結語

在深圳市桂廟路快速化改造工程下穿隧道明挖施工過程中，結合本工程地質條件以及與運營地鐵11號線共線等特點，通過采用地鐵盾構區間預加固技術、基坑分層分步開挖、坑內降水措施以及自動化監測技術，解決了基坑施工中控制運營地鐵隧道上浮問題，有效確保了運營地鐵的安全，旨在為類似工程提供了參考。

參考文獻:

[1] 李志高,劉國彬,曾 遠,等.基坑開挖引起下方隧道的變形控制[J].地下空間與工程學報，2006，2(3):430-433.

[2] 中國建筑科學研究院.建筑基坑支護技術規程[M].北京：中國建筑工業出版社,2012.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.城市軌道交通工程監測技術規范[M].北京：中國建筑工業出版社,2014.