地铁施工沉降风险分析及控制

李宁

摘 要：地铁施工容易引起周边建（构）筑物和地下管线的沉降，分析不同施工工序对沉降的影响，采取相应安全措施，为同类工程施工沉降控制提供经验。

关键词：地铁施工;暗挖;沉降;风险控制

文章编号：2095-4085（2020）09-0095-02

北京地铁八号线安华桥站沿南北向布置，为端进式车站。主体两端明挖，中间暗挖，暗挖采用PBA，CRD工法施工，车站长226.7m，宽22.6m。基坑开挖施工期间会对周边环境产生一定影响，所以必须对周边环境如本基坑施工会影响到的重要建筑物及地下构筑物、地下管线、地面建筑物等进行监测，确保周边环境安全。其中车站旁穿安华桥基础为特级风险源，研究分析施工过程中产生的地面沉降对以后的地铁施工沉降安全控制具有重要的意义。

1 地铁沉降数据采集

在土建施工过程中对周边环境、工程自身关键部位及围岩实施监测，基本掌握周边环境、围护结构体系和围岩的动态，以科学的数据、严谨的分析来判定施工过程结构工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响，指导预防工程破坏事故和环境事故的发生，保障工程施工和周边建筑物、构筑物的安全。对可能发生的安全隐患建立预警机制，以便及时采取有效措施，避免事故发生，节约工程建设成本，同时积累资料和经验，为今后的同类工程设计提供类比依据。

1.1 道路地表沉降监测

道路地表沉降监测点按布设的基本原则为：沿车站开挖纵向每10m左右布置1个监测断面，每个大断面监测点数为10个，一般断面监测点数量为3个，测点间距小于10m。

1.2 地下管线沉降监测

测点按施工监测设计图纸布点位置对受施工影响的管线进行监测，监测点布置的原则如下。

1）周边范围内的污水、雨水、燃气、电力、热力等管线为监测对象;2）布置测点时要注意地下管线与地铁主体结构的相对位置关系，对于隧道下穿范围内的管线，监测点则布设在对应管线的管顶之上，其它情况时则在管线对应的地表上布设测点;3）测点宜布置在管线的接头处，或者对位移变化敏感的部位;4）根据设计图纸要求，有特殊要求的管线布置管线管顶测点，无特殊要求的布置在管线上方对应地表位置，结合地表沉降点布设。

1.3 周边建筑物监测

沿建筑物周边布置，间距宜为10～15m，长边方向每边布置4个点，共计8个点。安华桥站主要监测建筑物为安贞西里小区。

1.4 支护桩、基坑坡顶水平、竖向位移

设于灌注桩顶冠梁上，观测桩顶水平位移、垂直沉降，以判断围护结构的稳定性，基坑长边测点间距不大于20m，每边不小于3个。基坑短边的中点、阳角处部位须设测点。

1.5 支护桩结构应力

采用钢筋应力计及混凝土应变计进行支护桩结构应力监测，每开挖段（约20m）布置一处，竖向间距不宜大于5m，每断面临空面背空面均需布置。

2 采取措施精确施工控制，降低施工沉降

城市地铁车站开挖断面大，为了确保地面沉降和周围建筑物的安全，施工期间必须将开挖部分缩小。虽然在地下部分隧道掘进时通常使用阶梯法，侧壁引导法，中孔法，CRD（CD）法等，但它们也可以将开挖横截面减小到很小，就不能保证施工安全和沉降控制，这样就衍生出了PBA工法。PBA工法施工时要注意下列各项。

1）通过竖井轴的开口加强车站主导孔开口处的施工措施。2）通过沿小导向孔的开挖剖面进行双排水平预注小管加固地层，并预埋加强环梁，改善此处受力情况。3）小型导洞施工采用正导引法，台阶长控制在2～3m，开挖前用42mm导水小管预加固拱形地层预先注浆，在管道内注入水泥-水玻璃浆。在正常情况下，小导孔采用“先下后上，先边缘再中”的原则，导向孔垂直偏移一定距离。首先构造下导向孔，然后构造上导向孔，下导洞超前上导洞10～20m。初期支护采用格栅钢架和网喷射混凝土。4）当每个小导向孔打开时，逐步破坏小导向隧道中的初始支撑结构。按照小导孔分步法施做，首先折断上部，然后进入5～8m，然后折断下部。逐步手动挖掘小导向孔，加强施工工序衔接，减少对地层的扰动，加强初期支护，限制导洞的沉降和变形，尽早封闭成环。5）基于监控测量信息的反馈、位移分析以调整支撑参数，以此作为主要的安全手段。

为了确保安华桥站特级风险源安全，尽量减少地面沉降，施工工作要点如下。

1）加强钢格栅连接板间螺栓连接，螺栓连接不到位时确保钢筋帮焊质量，减少因格栅连接不到位自身内部产生沉降; 2）增加上层导洞开挖工人数量，缩短粉质粘土开挖时间，减少掌子面暴露时间，早封闭; 3）合理组织安排施工，压缩工序之间转换时间，施工中做到土方开挖完毕立即架立格栅，格栅安装完毕立即喷锚支护等，缩短每一环节施工时间，减少土体暴露时间;4）優化超前支护注浆，加强初期支护背后注浆 ，采用土层多次扰动就多次注浆，及时加固扰动土层;5）在土质情况允许情况下，尽量采用短台阶开挖，加快封闭成环，尽早形成受力体系; 6）规范核心土留设尺寸，确保掌子面稳定。

参考文献：

[1]邹积亭，江恒彪. 北京地铁沉降监测方法及数据处理[J].工程勘察，2006，（01）.

[2]高双涛. 地铁PBA法暗挖施工的思考[J].施工技术，2006，（12）.