浅谈轨道交通控制保护区内深基坑支护设计的技术审查

文/罗程 南昌轨道交通集团有限公司 江西南昌 330038

为了切实保障轨道交通的设施安全及建设条件，规范轨道交通管理，促进轨道交通建设，保障安全运营，住建部于2008年7月起施行了《城市轨道交通工程项目建设标准（建标104-2008）》；南昌市于2016年1月起施行了《南昌市轨道交通条例》。明确了轨道交通控制保护区的范围，要求新建项目行政许可前，须征得轨道交通主管部门同意，通过立法来保障轨道交通设施安全及建设条件。

如何有效保障轨道交通设施安全及建设条件？必须对轨道交通保护区内新建项目的外部作业进行控制，对其相关方案进行技术审查。鉴于深基坑工程的实施，对轨道交通设施及建设条件产生的影响极大，此次以某轨道交通控制保护区内的新建项目深基坑工程为例，介绍该深基坑的工程地质条件、支护设计方案及技术审查要点及论证过程，根据专家论证意见修改后的深基坑支护设计方案满足轨道交通设施的保护要求。

1、轨道交通控制保护区技术审查流程

1.1 建筑规划设计方案阶段：根据所报批方案中地面建筑物的外边线、地下室外轮廓线与轨道交通设施结构外边线的距离及报批项目的基坑深度、轨道交通设施的设置情况、建设时序等情况，通过分析有可能存在的安全风险，确定报批项目地面建筑物、地下室与轨道交通设施的距离。

1.2 基坑支护设计方案阶段：复核项目地面建筑物、地下室与轨道交通设施的距离是否调整，支护结构是否采用锚索、土钉、锚杆等，并结合工程地质情况、项目与轨道交通设施的空间关系、施工工法、建设时序、有限元分析等，论证外部作业对轨道交通设施的影响。

1.3 项目实施前，还须对该项目的施工方案、安全防护方案、第三方监测方案、应急救援预案等方案进行技术审查，并按要求做好安全防护、监测等工作，确保满足轨道交通设施的保护要求。

2、深基坑工程概况

2.1 工程地质情况

工程区内覆盖层主要有第四系全新统人工填土层（Q4ml），第四系全新统冲积层（Q4al），下伏基岩为第三系新余群（Exn）泥质粉砂岩；现按从上到下分述如下： ①素填土，②-1细砂，②-2粉质粘土，②-3细砂，②-4砾砂，③-1强风化泥质粉砂，③-2中风化泥质粉砂岩。

2.2 深基坑支护设计方案初步分析

该深基坑与地铁车站的相互关系如图1所示，支护设计方案如图2所示。基坑南侧为在建的地铁车站主体结构及拟建的附属出入口结构。

图1

该深基坑支护设计方案的主要特点如下：

（1）深基坑（临地铁侧）开挖深度为9.6m，基坑安全等级为二级，基坑支护结构体系采用“双排桩+三轴水泥搅拌桩”，前后排桩径0.9m，桩间距1.2m，排间距3.5m，排桩顶设置冠梁，尺寸1.0m＊0.8m，双排桩之间设置连梁，尺寸1.0m＊0.8m，间距为2.4m。

（2）考虑到地铁车站与该基坑存在同步开挖的工况，临近地铁侧的围护结构需采用刚度较大的支护结构，采用双排钻孔灌注桩，在双排桩中间增加三轴水泥搅拌桩作为截水帷幕，封闭基坑；双排桩桩顶设置冠梁，并通过连梁连接等措施，使得该基坑支护结构刚度满足要求。

图2

（3）深基坑支护外边线距离在建地铁车站主体结构约31.6m，距离附属出入口结构约19.4m，且地铁主体基坑深度约16.57～19.05m，采用地连墙+内支撑（一道混凝土支撑+两道钢支撑）的围护结构形式；拟建的附属基坑深度约10.1m，采用SMW工法桩+内支撑（两道钢支撑）的围护结构形式。

结合地铁车站围护结构形式及有限元影响分析，认为：该基坑与地铁车站主体基坑存在同步开挖的情况，但在进行有限元分析未考虑地铁工程，且临地铁侧基坑安全等级仅为二级，对基坑变形控制不力，施工必然会引起地铁围护结构的变形，存在一定的安全风险，因此基坑方案必须采取有效的控制保护措施。

3、深基坑支护设计方案技术审查意见（地铁专项审查）

针对深基坑支护设计方案，本着保证轨道交通设施安全的原则，组织专家审查该方案，形成以下专家意见：

（1）补充基坑工程与地铁结构相对横剖面关系图，将地铁工程纳入周边环境有限元影响分析；

（2）明确基坑工程与地铁结构相对施工时间顺序，建议在附属出入口施工前完成临近地铁侧地下室底板；

（3）临近地铁侧基坑支护结构安全等级为一级；

（4）加强临近地铁侧基坑监测频率，并针对地铁编制专项监测方案。

4、审查后的深基坑支护设计方案

根据地铁专项技术审查的专家意见、安全风险管控、建设时序等方面综合考虑，修改后的深基坑支护结构设计方案较原方案调整情况如下：

（1）基坑安全等级调整为一级，加强基坑变形控制；

（2）排桩间距由3.5m调整为3.0m，调整后该项目基坑支护外边线与地铁车站端头结构外边线最小水平距离约32.8m，与地铁附属结构外边线最小水平距离约21.3m；

（3）将地铁工程纳入周边环境有限元影响分析，分析结论：基坑支护结构水平位移、地面沉降等变形值均小于规范规定值，本工程基坑的施工对周边环境的影响是可控的、安全的。

结论：

对于轨道交通控制保护区内的外部作业开展技术审查是十分必要的，是保障轨道交通设施完全的重要手段。尤其是上述的深基坑工程，通过有限元影响分析，可知经专家技术审查后的深基坑支护设计方案，能有效控制轨道交通设施结构的变形，确保轨道交通设施的结构安全及开通后的运营安全。目前，南昌轨道交通控制保护区内新建项目的技术审查工作还有待进一步的细化，针对各类项目及工况还需制定相适应的技术措施，逐步形成一个完善的体系。