淺談軌道交通控制保護區內深基坑支護設計的技術審查

文/羅程 南昌軌道交通集團有限公司 江西南昌 330038

為了切實保障軌道交通的設施安全及建設條件，規范軌道交通管理，促進軌道交通建設，保障安全運營，住建部于2008年7月起施行了《城市軌道交通工程項目建設標準（建標104-2008）》；南昌市于2016年1月起施行了《南昌市軌道交通條例》。明確了軌道交通控制保護區的范圍，要求新建項目行政許可前，須征得軌道交通主管部門同意，通過立法來保障軌道交通設施安全及建設條件。

如何有效保障軌道交通設施安全及建設條件？必須對軌道交通保護區內新建項目的外部作業進行控制，對其相關方案進行技術審查。鑒于深基坑工程的實施，對軌道交通設施及建設條件產生的影響極大，此次以某軌道交通控制保護區內的新建項目深基坑工程為例，介紹該深基坑的工程地質條件、支護設計方案及技術審查要點及論證過程，根據專家論證意見修改后的深基坑支護設計方案滿足軌道交通設施的保護要求。

1、軌道交通控制保護區技術審查流程

1.1 建筑規劃設計方案階段：根據所報批方案中地面建筑物的外邊線、地下室外輪廓線與軌道交通設施結構外邊線的距離及報批項目的基坑深度、軌道交通設施的設置情況、建設時序等情況，通過分析有可能存在的安全風險，確定報批項目地面建筑物、地下室與軌道交通設施的距離。

1.2 基坑支護設計方案階段：復核項目地面建筑物、地下室與軌道交通設施的距離是否調整，支護結構是否采用錨索、土釘、錨桿等，并結合工程地質情況、項目與軌道交通設施的空間關系、施工工法、建設時序、有限元分析等，論證外部作業對軌道交通設施的影響。

1.3 項目實施前，還須對該項目的施工方案、安全防護方案、第三方監測方案、應急救援預案等方案進行技術審查，并按要求做好安全防護、監測等工作，確保滿足軌道交通設施的保護要求。

2、深基坑工程概況

2.1 工程地質情況

工程區內覆蓋層主要有第四系全新統人工填土層（Q4ml），第四系全新統沖積層（Q4al），下伏基巖為第三系新余群（Exn）泥質粉砂巖；現按從上到下分述如下： ①素填土，②-1細砂，②-2粉質粘土，②-3細砂，②-4礫砂，③-1強風化泥質粉砂，③-2中風化泥質粉砂巖。

2.2 深基坑支護設計方案初步分析

該深基坑與地鐵車站的相互關系如圖1所示，支護設計方案如圖2所示。基坑南側為在建的地鐵車站主體結構及擬建的附屬出入口結構。

圖1

該深基坑支護設計方案的主要特點如下：

（1）深基坑（臨地鐵側）開挖深度為9.6m，基坑安全等級為二級，基坑支護結構體系采用“雙排樁+三軸水泥攪拌樁”，前后排樁徑0.9m，樁間距1.2m，排間距3.5m，排樁頂設置冠梁，尺寸1.0m＊0.8m，雙排樁之間設置連梁，尺寸1.0m＊0.8m，間距為2.4m。

（2）考慮到地鐵車站與該基坑存在同步開挖的工況，臨近地鐵側的圍護結構需采用剛度較大的支護結構，采用雙排鉆孔灌注樁，在雙排樁中間增加三軸水泥攪拌樁作為截水帷幕，封閉基坑；雙排樁樁頂設置冠梁，并通過連梁連接等措施，使得該基坑支護結構剛度滿足要求。

圖2

（3）深基坑支護外邊線距離在建地鐵車站主體結構約31.6m，距離附屬出入口結構約19.4m，且地鐵主體基坑深度約16.57～19.05m，采用地連墻+內支撐（一道混凝土支撐+兩道鋼支撐）的圍護結構形式；擬建的附屬基坑深度約10.1m，采用SMW工法樁+內支撐（兩道鋼支撐）的圍護結構形式。

結合地鐵車站圍護結構形式及有限元影響分析，認為：該基坑與地鐵車站主體基坑存在同步開挖的情況，但在進行有限元分析未考慮地鐵工程，且臨地鐵側基坑安全等級僅為二級，對基坑變形控制不力，施工必然會引起地鐵圍護結構的變形，存在一定的安全風險，因此基坑方案必須采取有效的控制保護措施。

3、深基坑支護設計方案技術審查意見（地鐵專項審查）

針對深基坑支護設計方案，本著保證軌道交通設施安全的原則，組織專家審查該方案，形成以下專家意見：

（1）補充基坑工程與地鐵結構相對橫剖面關系圖，將地鐵工程納入周邊環境有限元影響分析；

（2）明確基坑工程與地鐵結構相對施工時間順序，建議在附屬出入口施工前完成臨近地鐵側地下室底板；

（3）臨近地鐵側基坑支護結構安全等級為一級；

（4）加強臨近地鐵側基坑監測頻率，并針對地鐵編制專項監測方案。

4、審查后的深基坑支護設計方案

根據地鐵專項技術審查的專家意見、安全風險管控、建設時序等方面綜合考慮，修改后的深基坑支護結構設計方案較原方案調整情況如下：

（1）基坑安全等級調整為一級，加強基坑變形控制；

（2）排樁間距由3.5m調整為3.0m，調整后該項目基坑支護外邊線與地鐵車站端頭結構外邊線最小水平距離約32.8m，與地鐵附屬結構外邊線最小水平距離約21.3m；

（3）將地鐵工程納入周邊環境有限元影響分析，分析結論：基坑支護結構水平位移、地面沉降等變形值均小于規范規定值，本工程基坑的施工對周邊環境的影響是可控的、安全的。

結論：

對于軌道交通控制保護區內的外部作業開展技術審查是十分必要的，是保障軌道交通設施完全的重要手段。尤其是上述的深基坑工程，通過有限元影響分析，可知經專家技術審查后的深基坑支護設計方案，能有效控制軌道交通設施結構的變形，確保軌道交通設施的結構安全及開通后的運營安全。目前，南昌軌道交通控制保護區內新建項目的技術審查工作還有待進一步的細化，針對各類項目及工況還需制定相適應的技術措施，逐步形成一個完善的體系。