深基坑開挖對地鐵隧道縱向影響研究

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摘要：深基坑開挖會(huì)導(dǎo)致臨近既有地鐵隧道的穩(wěn)定性受到不利影響，致使其產(chǎn)生多種變化，從而造成地鐵隧道出現(xiàn)內(nèi)力與變形的不良狀況。文中以此為出發(fā)點(diǎn)，首先闡述了地鐵與基坑相互關(guān)系，其次介紹了地鐵隧道監(jiān)測的相關(guān)內(nèi)容，然后進(jìn)行隧道變形實(shí)例分析，最后分析了地鐵隧道后期監(jiān)測中的變化。

關(guān)鍵詞：深基坑開挖；地鐵隧道；監(jiān)測

1地鐵與基坑相互關(guān)系概況

1.1工程概況

上海市外高橋徐匯俱樂部有限公司公寓式辦公樓、配套商業(yè)改擴(kuò)建項(xiàng)目。9000m2是其占地面積,22850m2是其總建筑面積。該地塊B區(qū)基坑開挖深度為9.5m,其基坑面積為2544m2［1］。

1.2該段地鐵概況及相互關(guān)系

在該段地鐵中，其直徑是5.2m，在圓形隧道的范疇內(nèi)。-14.107m為地鐵隧道底標(biāo)高，16.5m為地鐵車站寬度，-1.672m為其車站頂板最淺標(biāo)高，其結(jié)構(gòu)在單跨折線的范圍內(nèi)。從本工程的角度分析，其核心內(nèi)容是正在運(yùn)營的地鐵區(qū)間隧道和地鐵車站的變形保護(hù)要求等級高。

2地鐵隧道監(jiān)測

2.1監(jiān)測內(nèi)容

本工程監(jiān)測設(shè)置主要涵蓋了以下幾方面內(nèi)容：其一，上下行隧道結(jié)構(gòu)垂直位移監(jiān)測；其二，隧道結(jié)構(gòu)平面位移監(jiān)測；其三，上、下行線隧道結(jié)構(gòu)收斂變形監(jiān)測［2］。

2.2監(jiān)測方法

2.2.1沉降監(jiān)測在沉降監(jiān)測的整個(gè)階段里，將電子水準(zhǔn)儀作為主要的儀器設(shè)備,在高程傳遞的作用下,從而對所有沉降點(diǎn)的高程產(chǎn)生清晰認(rèn)識,使其與起始高程進(jìn)行合理比較,從而明確到具體的變化量。

2.2.2收斂監(jiān)測在測量的過程中，將全站儀放置在合理位置，從而針對兩直徑位置進(jìn)行測定，兩直徑測量點(diǎn)的標(biāo)系沒有明顯差異性，利用坐標(biāo)計(jì)算出兩直徑端點(diǎn)間的直線距離。

2.2.3平面位移監(jiān)測將影響范圍之外的區(qū)域布設(shè)控制點(diǎn)作為最佳選擇，查看沉降點(diǎn)與觀測點(diǎn)之間的距離有無出現(xiàn)波動(dòng)，其作為比較對象，與開始值進(jìn)行對比，確?？傻贸鰞A斜量與傾斜方向。2.3監(jiān)測范圍由于本工程開挖深度較為明顯，具有很大的基坑，與地鐵結(jié)構(gòu)并沒有較遠(yuǎn)距離，對上述特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮之后，從而明確到本項(xiàng)目的監(jiān)測范圍，在總監(jiān)測范圍中，150m為其上行線隧道，155m為其下行線隧道［3］。

3隧道變形實(shí)例分析

3.1基坑開挖施工過程

基坑開挖施工過程具體分為六個(gè)方面：第一，B區(qū)土體開挖劃分為三批：首先對第一道吃撐頂和地表的高度進(jìn)行標(biāo)注，其次是第一道支撐頂?shù)降诙乐雾?然后以第二道支撐頂作為起點(diǎn)，直至坑底。第二，充分運(yùn)用支撐、開挖、平衡、對稱、分塊、分層等時(shí)空效應(yīng)原理。第一批土體利用開挖方法挖取到第一道支撐頂，開槽施工時(shí)需要第一道水平平砼支撐。第三，當(dāng)砼支撐達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對第二批土體進(jìn)行分塊及分層開挖，同時(shí)按順序挖取1-1~1-6塊分區(qū)土,然后對地鐵區(qū)域的土體實(shí)施開挖［4］。第四，利用盆式挖土方法對1-1分區(qū)進(jìn)行開挖，根據(jù)土方開挖完成的時(shí)間到支撐澆筑，必須保持在三天之內(nèi)。1-2~1-6分區(qū)采用的方法與上述相同，但根據(jù)土方開挖完成的時(shí)間到支撐澆筑，應(yīng)保持在兩天之內(nèi)。第五，第三批土方開挖方式與上述土方開挖方式相一致。但所有分區(qū)墊層必須進(jìn)行邊挖邊澆，土方開挖完成時(shí)間到一期底板澆筑完成時(shí)間，必須保持在六天之內(nèi)。

3.2開挖第一層土方及支撐

地鐵隧道在第一層土方開挖與支撐施工過程中，并未產(chǎn)生較大的影響。

3.3開挖第二層土方及支撐施工

地鐵在開挖過程中，行線未出現(xiàn)較大的變化，沉降量最高為-0.55mm;同時(shí)沉降最為明顯的即是下行線隧道，沉降量達(dá)到-1.56mm?；娱_挖,會(huì)直接影響到地鐵側(cè)上行線,1.2mm為隧道向基坑最大偏移量，下行線依舊可保持原有的穩(wěn)定性,0.5mm為最大向基坑偏移量［5］。依據(jù)上述分析了解到，道床下行沉降比其他沉降更大，-4.43m為其最大累計(jì)沉降值，需在觀測方面進(jìn)行不斷加強(qiáng)。通過隧道收斂值可以了解到，隨著基坑開挖的不斷推進(jìn)，其形狀也會(huì)產(chǎn)生變化，最終形狀與“橫鴨蛋”較為相似。

4分析地鐵隧道后期監(jiān)測中的變化

依據(jù)上述內(nèi)容能夠了解到，當(dāng)基坑開挖環(huán)節(jié)結(jié)束后，整個(gè)隧道道床均上臺，此現(xiàn)象特點(diǎn)呈現(xiàn)不斷明顯的趨勢，在后期并不會(huì)產(chǎn)生很大變化，但依舊難以恢復(fù)到原有狀態(tài)?；娱_挖環(huán)節(jié)結(jié)束之后，地鐵隧道收斂將會(huì)受到不同程度的干擾。

5結(jié)論

通過上述研究可得出以下結(jié)論：在支撐保持穩(wěn)定性后，各項(xiàng)指標(biāo)不會(huì)產(chǎn)生多種波動(dòng)；當(dāng)?shù)装鍧仓Y(jié)束之后，更能襯托出此現(xiàn)象，表明澆筑底板、支撐直接影響著位移控制的穩(wěn)定性，對此方面具有關(guān)鍵性的作用。但在此同時(shí)，能夠?qū)λ淼雷兓内厔莓a(chǎn)生明確的認(rèn)識，當(dāng)基坑開挖深度逐漸增強(qiáng)時(shí)，隧道道床上臺，其形狀與“橫鴨蛋”較為類似，并慢慢傾斜于基坑，在此之后，基坑底板澆筑，隧道各項(xiàng)指標(biāo)將逐漸回到原有狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

［1］張琳.深基坑開挖對臨近既有地鐵區(qū)間隧道的影響分析［J］.福建建設(shè)科技，2020（06）：27-30，42.

［2］張勇.鄰近既有地鐵隧道的深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)評估與控制研究［D］.西安：西安建筑科技大學(xué)，2017.

［3］裴行凱.深基坑開挖對臨近既有地鐵隧道的縱向影響分析［J］.水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2019，17（01）：205-210.

［4］孟江.基于GA-BP的地下工程穿越既有地鐵施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控研究［D］.西安建筑科技大學(xué)，2020.

［5］陳輝.超大深基坑開挖對臨近地鐵隧道影響分析［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2020，37（10）：90-95.

作者：賈瑞晨 單位：湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院