淺談地鐵保護區內基坑工程安全控制措施

蘇漢軒

【摘? 要】保護地鐵結構，可以避免或減少外部作業對其造成的不利影響，保障地鐵的運營安全。論文基于相關技術規范及軌道交通法規，結合基坑工程特點，對地鐵控制保護區內的基坑工程安全控制措施進行分析，并提出一些建議。

【Abstract】The protection of subway structure can avoid or reduce the adverse effects caused by external operation， and ensure the operation safety of subway. Based on the relevant technical specifications and rail transit regulations， combined with the characteristics of foundation pit engineering， this paper analyzes the safety control measures of foundation pit engineering in subway controlled and protective area， and puts forward some suggestions.

【關鍵詞】地鐵保護區;基坑支護;控制措施

【Keywords】subway protective area; foundation pit support; control measures

【中圖分類號】U231+.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）07-0111-02

1 地鐵保護區的具體規定

《城市軌道交通結構安全保護技術規范》規定，城市軌道交通沿線應設置控制保護區，設置范圍應符合：①地下車站和隧道結構外邊線周邊外側50m內;②地面車站和高架車站以及線路軌道外邊線外側30m內;③出入口、風亭、冷卻塔、主變電所、控制中心等建筑物結構外邊線以及車輛段用地范圍外側10m內。另外，國內開通地鐵的城市也都相繼頒布了軌道交通條例，如《西安市城市軌道交通條例》，其中第三章內容是保護區及設施保護，對保護區有詳細規定。

當外部作業為基坑工程、礦山法工程、頂管工程和盾構時，應根據外部作業影響等級和結構安全控制指標確定城市軌道交通結構的安全控制標準。當外部作業影響等級為特級、一級、二級時，應對受其影響的城市軌道交通結構監測。根據監測數據，結合結構安全控制指標值，對外部作業實行過程監控。

2 基坑支護工程

常用的基坑支護結構型式有：放坡開挖、水泥土重力式擋墻、懸臂式排樁、支撐（錨）式排樁、土釘支護、鋼板樁、墻式支護結構（有撐、錨）等類型。

西安市位于渭河沖積平原-關中平原的中部，主要有河流階地、黃土梁洼、黃土臺塬三個主要地貌單元。河流階地主要分布于主城區外圍，黃土梁洼主要分布于主城區，黃土臺塬主要分布于主城區東南部。地層主要為黃土、粉質粘土、砂類土，局部分布有碎石類土。黃土層具有濕陷性，水位線附近地層呈軟塑狀態。地下水為潛水，地下水位在地面下5～30m以上，變化較大。在西安建設地鐵之前，基坑工程大多為修建房屋而建，深度不大，即使建筑物帶二層地下室，基坑深度也在12m之內。支護結構大多為土釘墻、單錨排樁或懸臂排樁。

3 保護區內基坑工程及保護地鐵結構應采取的安全控制措施

《西安市城市軌道交通條例》規定：在保護區內進行新建、擴建、改建建筑物，從事基坑（槽）開挖、挖掘、基礎施工等活動，市城市軌道交通管理機構認為建設施工活動對城市軌道交通安全有較大風險的，項目建設單位或者個人應當委托具備相應資質的第三方機構進行安全評估，并在施工前委托具備相應資質的第三方機構對受影響區域的城市軌道交通設施進行監測。

《城市軌道交通結構安全保護技術規范》規定：在城市軌道交通結構周邊進行外部作業時，應制定安全可靠的作業方案和保護措施，外部作業不得影響城市軌道交通結構的正常使用功能、承載能力、耐久性和其他特殊功能。外部作業實施前，應結合城市軌道交通結構的安全保護要求，確定外部作業影響等級。

安全控制應包括：外部作業影響等級、外部作業凈距控制管理指標、結構安全控制指標。例如，外部作業影響等級按照接近程度和外部作業的工程影響分區可劃分為：特級、一、二、三、四級。外部作業影響等級為等級、一級時，應對城市軌道交通結構進行安全評估;二級時，宜進行安全評估。當外部作業影響等級為特級、一、二級時，應對受其影響的城市軌道交通結構進行監測，結合監測數據和安全控制標值，對外部作業進行過程監控。

外部作業凈距控制管理值根據城市軌道交通結構類型和外部作業的種類分別為：工程樁≥3m;地下連續墻≥5m;錨桿、錨索土釘末端≥6m（地鐵結構：地下結構、地面結構、高架結構），以上都是指外部作業與城市軌道交通結構外邊線之間的水平投影凈距。

3.1 地下水控制措施

①基坑工程土方開挖和基礎施工中常會遇到地表和地下水大量侵入，造成地基浸泡，使地基承載力降低;或出現管涌、流砂、坑底隆起、坑外地層過度變形等現象，導致破壞邊坡穩定，影響鄰近建（構）筑物使用安全和工程順利進行。因此，基坑的地下水控制，常常是基坑開挖施工和影響鄰近地鐵結構的重要風險源。

②保護區內的地下水作業，應采取措施避免既有結構周邊地層發生流砂、管涌等滲流破壞。地下水作業前應預測水位變化對地鐵結構的變形和沉降影響，應采用合適的排水、降水、截水或回灌等地下水控制技術。地下水作業過程應控制地鐵結構周邊地層的水位變化幅度。

③保護區內的地下水作業，應監測地鐵結構周邊地層的水位變化。對影響等級為特級、一級的外部作業，其地下水作業空間宜形成封閉的截水系統。

3.2 基坑施工安全控制措施

①基坑土方應采用分層有序挖土、嚴格按設計要求進行，不得超挖。基坑周邊堆載不得超過設計規定。土方開挖完成后應立即施工墊層以及后續主體結構，對基坑進行封閉，防止水浸和暴露?；舆吔缰車孛鎽O排水溝，且應避免漏水、滲水致使水進入坑內，當地面有裂縫出現時，必須及時用水泥砂漿封堵。放坡開挖時，應對坡頂、坡面、坡腳采取降排水措施。

②支撐結構的施工與拆除順序，應與支護結構的設計工況相一致，必須遵循先撐后挖的原則。基坑開挖過程中，應采取措施防止碰撞支護結構、工程樁或擾動基底原狀土。

③開挖深度大于等于5m或開挖深度小于5m但現場地質情況和周圍環境較復雜的基坑工程，以及其他需要監測的基坑工程應實施基坑工程監測。

基坑開挖應根據設計要求進行監測，按規范需要監測鄰近地鐵結構時，應該實施動態測量數據聯動和信息化施工。當監測數據達到報警值、監測數據變化較大或者速率加快等，應提高監測頻率，更應該引起地鐵保護部門的重視。例如，沁水廣場項目監測期間累計上拱量最大斷面：對上行線K28+547斷面全過程監測期間監測數據隨施工進展變形情況進行分析，繪制該斷面道床、拱頂時間-沉降量及位移、收斂時間-變形量曲線圖（見圖1）。從道床、拱頂時間-沉降量曲線圖可以看出地鐵隧道結構對外部施工進展帶來的影響反應靈敏、一致，監測數據出現異常時能夠在第一時間對下一步需要采取的措施以及后續施工組織安排的優化進行指導和建議。

④發生異常情況時，應立即停止挖土，例如，監測數據達到監測值的累計值、基坑支護結構或周邊土體的位移值突然明顯增大或基坑出現流沙、管涌、隆起、陷落或較嚴重的滲漏等，應立即查清原因和采取措施。

案例參考：通過對西安地鐵一號線保護區內的沁水廣場項目、華潤萬象項目、創新國際名城項目等一批深大基坑項目的現場監護和第三方地鐵隧道監測資料，可以得出以上安全控制措施在程序上和控制指標上是可行的。

4 結語

通過對保護區內基坑工程及保護地鐵結構應采取的安全控制措施的介紹，并結合地鐵保護區內基坑項目的地下水控制、施工安全控制等措施的實施，可以有效控制保護區內基坑工程的風險，保證地鐵設施和運營的安全。