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[摘要]地鐵隧道側方基坑開挖，必須嚴格控制基坑開挖對地鐵線路的影響，確保既有地鐵線路的正常運營。以深圳地鐵9號線區間隧道結構側方新建某基坑工程為背景，對鄰近地鐵隧道的基坑支護設計、施工方案及地鐵隧道變形數值模擬結果進行分析總結。主要得出以下結論：（1）選擇合理的基坑支護設計和施工方案對控制相鄰地鐵隧道結構的變形至關重要；（2）緊鄰地鐵隧道的基坑采用樁+環形撐的支護形式，在提高支護剛度的同時便于基坑開挖，陰角部位采用角撐支護，降低對地鐵的影響；（3）通過變形數值模擬分析，地鐵隧道變形滿足規范要求，同時能確保基坑的安全。

[關鍵詞]地鐵隧道；基坑；支護設計；變形

引言

地鐵隧道側方基坑開挖對地鐵運營存在一定風險，必須嚴格控制基坑開挖對地鐵線路的影響，確保既有地鐵線路的正常運營。地鐵周邊工程項目建造風險大，一旦發生事故將造成嚴重的經濟損失及社會影響，因此對地鐵隧道側方基坑開挖過程進行風險分析非常必要。況龍川等[1~2]分析了深基坑施工對地鐵隧道的影響，結果顯示地鐵隧道側方開挖基坑將會引起隧道向基坑方向產生較明顯側移并使隧道斷面呈橢圓形的變形；蔣洪勝等[3]基于鄰近基坑的地鐵隧道變形監測結果，從隧道的垂直沉降、水平移動以及隧道的橫向變形角度分析了基坑開挖對鄰近地鐵隧道的影響；程斌等[4]以上海地鐵2號線基坑工程為背景，分析了基坑與鄰近隧道的相互影響，提出地基基礎加固和結構加固可有效控制隧道的變形；王衛東等[5~6]通過計算分析不同施工方案對地鐵隧道的影響，提出控制隧道變形的相關對策。以上論文大多從理論和實測的角度出發分析基坑施工對隧道變形的影響，而較少有基于地鐵變形控制方面的基坑支護設計研究。本文以深圳地鐵九號線區間隧道結構側方新建某基坑工程為背景，從基坑的支護設計、施工方案和地鐵隧道變形數值模擬結果等方面進行總結分析。

1工程概況

項目基坑位于深圳市羅湖區筍崗街道城建梅園片區，場地原為倉儲物流區，現已拆除完畢。周邊主要為居民區、辦公商業區。本項目基坑西北側為深城公寓，距離深城公寓建筑約12m；北側為正在建設的地鐵14號線，最近距離約38.0m；西側為紅嶺北路，距離紅嶺北路約20m，距紅嶺北路下地鐵9號線最近距離為30m；西南側為廣田集團大廈，距離廣田集團大廈紅線約12m；南側為學校用地，目前為空地；東側為寶安北路。基坑側壁土層存在填土層、砂土層及有機質土層，每層的平均厚度約2m~4m，基坑挖深20.50m~23.0m。

2工程地質條件及周邊環境

2.1地質概況

項目場地原始地貌屬于沖洪積平原地貌，場地較平整。勘察期間，實測場地44個孔的孔口高程14.10m～16.16m，最大高差為2.06m。根據鉆探揭露，場地內地層自上而下依次為：人工填土層（Qml）、第四系沖洪積層（Q4al+pl）、第四系殘積層（Qel），下伏基巖為南華系筆架山群變質石英砂巖（NhB）。

2.2周邊環境

深圳地鐵9號線泥崗站～紅嶺北站區間隧道從本工程西側地下穿過，基坑支護樁距離地鐵隧道約26.5m，隧道埋深約21m，該區段地鐵隧道采用盾構法施工，基坑開挖邊線與地鐵隧道的位置關系如圖1、圖2所示。

3設計方案

對于基坑，其支護體系變形控制是十分嚴格的。根據《深圳市基坑支護技術規范》的要求，基坑支護整體穩定安全系數不小于1.35，抗隆起穩定性不小于2.2。對于已運營的地鐵隧道，其變形控制要求也是十分嚴格的。根據深圳地鐵集團印發的《城市軌道交通安全保護區內工程建設管理工作辦事指南》中的《城市軌道交通安全保護第三方監測控制指標》有關規定：“城市軌道交通隧道結構設施絕對沉降量及水平位移量≤10mm(包括各種加載和卸載的最終位移量)”，如此嚴格的變形限值，要求設計階段必須確定合理的基坑支護和開挖方案；施工階段必須選用合理的施工參數，并精心進行施工組織。

3.1基坑支護設計

基坑支護充分考慮基坑特點、地質條件、周圍環境及工程要求等因素，基坑整體采用樁+環形撐支護，支護樁采用鉆（沖）孔灌注樁，樁直徑1.4m，間距1.8m，支護樁間采用1.0m素樁咬合。內支撐采用鋼筋混凝土結構，第1道輻射撐截面尺寸800mm×1000mm，第1道環撐截面尺寸2000mm×1000mm，第2道輻射撐截面尺寸800mm×1000mm，第2道環撐截面尺寸2000mm×1000mm，第3道輻射撐截面尺寸1000mm×1000mm，第3道環撐截面尺寸2000mm×1500mm，第1道支撐頂整體澆筑300mm厚鋼筋混凝土板。01-03地塊、01-05地塊北側及南側均有放坡空間，采用放坡+樁錨支護，陰角部位采用角撐進行支護。

3.2基坑施工控制

基坑分層開挖、分層支護、加強監測、信息化施工。基坑對地下水采用咬合樁全封閉止水，形成止水帷幕。地表水治理是在坑坡頂修砌截流溝，阻斷地表徑流，基坑坡腳修砌排水溝，匯集坑底積水至集水池，用水泵抽出基坑，通過三級沉淀池排至市政雨水管；放坡坡面設置泄水管，將坡體內的水引至坡外，保證基坑放坡的穩定。在基坑開挖時，在坑內開挖排水溝和集水井將坑內地下水疏干。坑外設置地下水觀測孔及回灌井措施，維持坑外地下水位在合理的高程范圍。

4變形分析

4.1基坑支護變形分析

基坑變形、支護結構的剛度等關系著基坑支護結構及周邊地鐵、建筑物等的安全。為校核基坑設計方案滿足相關規范、規程情況，驗證其安全性，根據上述理論計算方法，采用國內常用的基坑計算軟件—理正深基坑7.05對地鐵側支護區段進行復核。根據計算結果，臨近地鐵側的支護整體穩定安全系數Ks=1.971≥1.35，整體穩定性滿足規范要求。抗隆起穩定性Ks=13.998≥2.20，抗隆起穩定性滿足規范要求。水平變形計算最大值為28.12mm，滿足《深圳市基坑支護技術規范》（SJG05—2011）一級基坑控制要求。

4.2地鐵隧道變形分析

利用MidasGTSNX有限元分析軟件建立三維有限元模型，如圖3所示。根據基坑與鄰近地鐵區間隧道的平面及立面關系以及基坑工程支護結構設計及施工特點，分析基坑開挖過程中支護結構和軌道結構的變形情況。通過數值計算得到隧道結構變形情況與施工工況有關，隨著基坑逐步開挖卸載，地鐵隧道結構變形逐漸增大。地鐵隧道結構變形最大值出現在基坑開挖到底工況，最大變形值2.84mm，最大變形位置出現在距離基坑最近處的隧道側壁處。結果表明，當完成基坑土體開挖完成后，隧道結構發生的變形最大，隧道結構的最大水平變形為2.84mm；隧道結構的最大豎向變形為1.02mm，均小于10mm。基坑工程開挖引起的地鐵隧道結構水平變形和豎向變形都滿足規定要求，基坑開挖過程中地鐵隧道結構是安全穩定的。

5結論及建議

（1）選擇合理的基坑支護設計和施工方案對控制相鄰地鐵隧道結構的變形至關重要。（2）緊鄰地鐵隧道側基坑采用樁+環形撐的支護形式，在提高支護剛度的同時便于基坑開挖，陰角部位采用角撐支護，降低對地鐵的影響。（3）通過變形數值模擬分析，地鐵隧道變形滿足規范要求，同時能確保基坑的安全。（4）建議對施工過程的安全性、可靠性和準確性進行嚴密監控；施工過程中應避免劇烈振動，嚴格控制施工機械、爆破等的影響，避免大范圍大幅度的地下水位下降現象出現；嚴禁施工過程中在地鐵隧道上方進行大面積、大荷載、長時間的堆載和大型工程車等設備運行。

參考文獻

[1]況龍川.深基坑施工對地鐵隧道的影響[J].巖土工程學報,2000,22（3）:284-288.

[2]況龍川，李智敏，殷宗澤.地下工程施工影響地鐵隧道的實測分析[J].清華大學學報（自然科學版），2000，40（S1）:79-82.

[3]蔣洪勝，侯學淵.基坑開挖及臨近軟土地鐵隧道的影響[J].工業建筑，2002（5）:53-56.

[4]程斌，劉國彬，侯學淵.基坑工程施工對鄰近建筑物及隧道的相互影響[C]//第九屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅲ卷，2002.

[5]王衛東，吳江斌，翁其平.基坑開挖卸載對地鐵區間隧道影響的數值模擬[J].巖土力學，2004，25（S2）：251-255.

[6]王衛東，沈健，翁其平.基坑工程對鄰近地鐵隧道影響的分析與對策[J].巖土工程學報，2006，28（S1）：1340-1345.

作者：杜明禮 顏榮華 單位：江蘇中匯巖土工程有限公司