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1、基坑开挖引起下方地铁隧道位移控制措施1、引言基坑开挖卸载必定引起下方已有建筑物的位移，对下方建筑物的 运用功能和安全性产生影响甚至造成严峻危害1.掌握上方卸荷对下 方已有建筑物的影响以及合理选择掌握地下建筑物位移的工艺，保证 下方建筑物的正常运用，成为工程界急需解决的一个难题。上海东方路下立交工程基坑开挖位于已运营的地铁隧道二号线之 上。在地铁隧道上方开挖宽达18m、深6.5m的深基坑工程，基坑坑底 距隧道顶部的最近距离只有2.8m.常规的大面积开挖不能满意地铁隧 道的容许变形要求，故采纳考虑时空效应的施工方法进行开挖。基坑开 挖必定引起下方建筑物的位移，下方建构筑物位移量的大小与很多因 素有
2、关24,如：基坑卸荷量（开挖深度）卸荷模量、开挖方式（时 空效应）等等。然而，下方建筑物所答应的位移量是非常小的。我们从 施工工艺上分析开挖卸载对下卧隧道的影响，并提出掌握措施，取得了 胜利。2、工程概况东方路下立交工程位于上海东方路、世纪大道和张杨路交叉口（见 图1）。下立交工程下方有已建及规划建设的3条轨道交通线穿过，自 北向南依次为明珠线二期、地铁二号线及规划地铁R4线区间隧道（见 图2）。工程范围全长600m.其中Nl、N2分段位于正在运营中的地铁 二号线上方，施工过程中必需对地铁线进行爱护。运营地铁二号线隧道 距地道底板最近处为2.8m,隧道大多位于灰色淤泥质黏土中。工程 地质特性.
3、3、减小隧道位移的施工掌握措施3.1 加固地基为了确保下立交工程的施工安全，也确保运行中地铁二号线的安 全，本基坑工程采纳了水泥搅拌桩加固、三重管高压旋喷桩加固和双液 注浆加固。通过加固脆弱地基，提高土体强度，防止土体液化，从而增 加基坑的抗浮性能，提高基坑的稳定，减小坑底的回弹及下方隧道的隆 起变形。-1层为灰色淤泥质粉质黏土，饱和，含水量50%, 土质不均， -2、-3层为粉土和粉质黏土，土层也饱和，该三层土层正好在下立 交底板的位置。在施工期间，假如这三层土受到扰动或遇到水，极简单 液化，进而引起基坑塌方，造成事故。我们对这三层土也进行加固，注 入了大量水泥浆，提高了土层的土体强度和密度
4、以及回弹模量。3.2 施作搅拌桩在隧道上方搅拌桩施工时，搅拌桩施工的卸荷量也受搅拌桩的水 灰比和注浆量的影响，通过调整注浆量和掌握水灰比可以调整卸荷量。 并且依据搅拌桩的挤土效应的力学模型，深层搅拌桩的挤土效应与贯 入的“泥浆桩”的等效半径和桩长有关，掌握注浆量和掌握水灰比可以 调整“泥浆桩”的等效半径，从而掌握搅拌桩的挤土效应。下行线隧道两侧分别连续施作了 2根、6根、21根深层搅拌桩， 其隧道隆起增量值见图3.隧道隆起增量值伴着连续成桩数量的增加呈 现增加的趋势，但并不是线性增加，而是渐渐地减缓。从图3可以看 出，削减每次连续成桩数量，待打桩产生的孔隙水压力部分消散后连续 进行深层搅拌桩施
5、工是掌握隧道隆起值的有效途径。进行大面积深层搅拌桩加固时，在不同打桩条件下，上下行线底隆 起值比拟见图4.下、上行线隧道实测值分别是在N1区、N2区（如图 2）深层搅拌桩施工过程中，下（上）行线隧道的实测隆起值。上下行 线隧道隆起实测值相差如此大（其相对隧道位置、桩长、等效桩数相同） 的主要原因是下行线隧道边加固实行了以下措施。（1）充足利用遮拦效应由于在下行线隧道外侧已经打了一排遮拦 桩，遮拦桩施工完毕到靠近遮拦桩的深层搅拌桩施工已有20d左右的 时间，遮拦结构到达了比拟高的强度，水泥土和型钢形成一个整体，能 承受肯定的水平荷载；而上行线隧道外侧的遮拦桩施工完毕到靠近遮 拦桩的深层搅拌桩施工
6、只有3d,水泥土还远没有到达强度，其遮拦效 果不好。（2）掌握连续成桩数量N1区的深层搅拌桩每天施工714根， 共施工了 lid,而N2区相同桩数的深层搅拌桩只施工了 3d,几乎是连 续施工。由于隧道的变形主要是由深层搅拌桩施工产生的孔隙水压力 引起，N1区搅拌桩的施工速度很慢，先前打桩产生的部分孔隙水压力 已经消散，因此隧道的隆起值较N2区施工时的小得多。N2区的深层 搅拌桩几乎是连续成桩，其产生的超孔隙水压力来不及消散，隧道隆起 较大。（3）隧道上方加固在地铁隧道两侧进行抗拔桩施工前，先在隧道 上半圆环圈采纳双液注浆加固，双液注浆厚度1m.双液分别为A液和 B液，A液为水：水泥：膨润土 ：
7、外掺剂二0.7 ： 1.0 ： 0.03 ： 0.03,水泥 采纳42.5 一般硅酸盐水泥；B液为水玻璃；A液：B液=1 ： 1.地基加固 的作用：首先，增大土体的C、（p值，增大土体的弹性模量，使得基床 系数k增大，进而使得隧道纵向弹性特征值增大，从而隧道的变形减 小；其次，加固体形成的整体性很好的空间厚板体系，在打桩产生挤土 作用时，增大土体对隧道的约束，从而可以有效地限制隧道的隆起。合理布置打桩挨次，先在地铁隧道上方进行地基加固，然后打靠近 隧道的深层搅拌桩（内插型钢）作为遮拦结构，利用先打桩自身的遮拦 作用，可以减小隧道的隆起值。在N1区施工之前，在隧道上半圆环圈采纳双液注浆加固，加固
8、已 有25d左右的时间，而在N2区深层搅拌桩施工前，下行线隧道上方没 有进行加固。隧道上方加固提高土体的强度，增大了土体对隧道的约束, 从而可以有效地限制隧道的隆起。可以明显看出，实行上述打桩措施具有很好的效果，可以减小搅拌 桩施工引起隧道的变形。3.3 基坑土体分层、分条开挖基坑开挖前对施工范围内土体（包括 坑内土体、坑底土体及隧道周边土体）进行加固，使土体具备独立性， 以利土体开挖。待坑内土体、坑底土体及隧道周边土体、卸载抗拔桩到 达设计强度（底板以上土体强度到达LOMPa,底板以下土体强度到达 1.2MPa）后才进行开挖。Nl、N2两个基坑均长约26m,宽18.1m,与 地铁二号线近于垂
9、直，出于爱护地铁线，不能根据常规方法进行土方开 挖，必需考虑分层、分小段、分条开挖。（1）分层开挖基坑深达6.5m,不应一次开挖究竟，一次大面积卸 荷会使得地铁隧道的回弹量过大，超过地铁爱护的要求限制。对于N1 段，由于加固的时间相对较短，坑内土体的强度相对较小，故分4层开 挖，上面的3层（DI、D2、D3）采纳整体挖除（图5）,下面的一层分 条开挖。破土削掉0.5m 土层D1,监测数据在掌握范围以内再挖D2层， D2层厚1m,地铁隧道回弹量为0.75mm,而后挖D3, D3层厚2m, 地铁隧道回弹量为1.98mm,很明显，大面积卸荷时，卸荷量对地铁隧 道的影响非常的大。N2段一方面由于土体加
10、固的时间相对较长，坑内 土体的强度也就相对较大，另一方面受实际的施工条件和工期的限制, 确定分三层开挖（图6）, 一二两层为一次性挖除，第三层分条开挖，相应调整了每层开挖土体的厚度，监测结果显示地铁隧道的回弹量完 全在掌握的范围内。(2)分条开挖从前杨高路下立交开挖基坑的分条方式为土条的中 线与地铁隧道根本平行，开挖时地铁隧道的回弹较大。本工程施工中， 为减小各条土体开挖对地铁隧道的影响，基坑土条与隧道成斜交，如图 7所示，根本垂直。这种分条方式相当于土条中只有一部分土体开挖会 对隧道回弹产生较大的影响，同杨高路下立交相比，相当于减小了地铁 隧道上部的卸荷量，从而使得隧道的回弹量小些。(3)加
11、设支撑为了削减基坑暴露时间，根据设计要求，土方开挖分段、分层、分 小段，并限时完成每小段的开挖、开挖后加支撑12道，纵向间距4m。3.4 监测及信息化施工隧道上方的基坑开挖是高风险性工程，下立交通道底离运营地铁 隧道顶最近只有2.8m,运营地铁隧道的变形掌握要求极高，因此跟踪 监测非常重要。东方路下立交工程中采纳了自动监测系统，进行信息化 施工技术。地基加固和基坑开挖期间，依据大量的监测数据，利用理论和数值 反分析工具预测预报下一步施工引起隧道位移，随时把握隧道位移情 况，按时预报施工中显现的问题，信息化指导施工。4、掌握效果在东方路下立交工程的施工过程中，紧密结合工程，提出基坑施工 对下方运营地铁隧道变形的掌握方法，解决了隧道上方近距离基坑开 挖的施工这一国内外罕见的技术难题，胜利地将运营地铁隧道的位移 掌握在20mm之内。运营地铁隧道下行线最终隆起12.25mm,上行线 最终隆起11.79mm,确保了地铁的运营安全。