地铁保护区深基坑施工的地铁保护措施探析

许焕辉 （厦门中联永亨建设集团有限公司，福建 厦门 361008）

0 前言

地铁车辆在轨道交通线路上运行必须确保线路结构有一个安全空间，即保护区，根据规定，保护区一般在结构周边50m范围内。因此，地铁保护区内的开发建设特别是深基坑施工将对地铁结构产生较大的影响，给地铁保护工作带来了更大的压力和挑战。如何保护地铁结构与运营安全，对地铁保护区内的施工进行规范管理，并实施有效的地铁结构安全监测与施工控制，探索并整理出一套适合地铁保护的管理措施是现场施工技术人员要认真研究的课题。

1 工程概况

1.1 项目整体概况

何厝安置房及市政配套项目，包含东、西两个地块。东地块建筑面积42383m2，主要为一栋高层建筑，地下3层，地上28层，建筑高度84.9m；西地块建筑面积43320m2，主要为一栋高层建筑，地下4层，地上28层，建筑高度84.9m。

1.2 深基坑工程概况

东地块拟建3层地下室，基坑开挖深度最深约为15.20m；

西地块拟建4层地下室，基坑开挖深度最深约为19.70m。

基坑支护采用围护桩结合内支撑的支护型式，并在桩间采用高压旋喷桩进行止水。

1.3 深基坑与地铁关系

拟建场地包含东、西两个地块，厦门轨道交通2号线沿东、西两个地块中间通过，东地块西侧地下室边线距厦门轨道交通2号线最小距离约6m，西地块东侧地下室边线距厦门轨道交通2号线最小距离约22m。

图1 深基坑支护效果图

图2 基坑与地铁关系三维示意图

2 施工各阶段地铁保护措施

2.1 施工场地布置的地铁保护措施

①控制行车路线，严禁地铁侧基坑外行走重车：东、西地块施工大门开设在台南路一侧，以台南路作为施工车辆（特别是土方车）行车主要道路，禁止超载车辆在地铁轨道上方行走。

②严格控制坑边堆载：东地块与西地块之间均不设置材料堆场或加工厂，仅设置办公区以及人行通道。

2.2 支护结构施工阶段的地铁保护措施

①支护桩采用旋挖成孔，成孔速度快，非挤土方式成孔，以减小对厦门轨道2号线保护范围内结构的影响。

②支护桩采用跳桩施工，跳桩距离≥4D（D为支护桩桩径），并在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工，且旋挖桩采用泥浆护壁，以平衡土压力，维护孔壁稳定、抑制地下水渗出，防止支护桩出现塌孔，从而对地铁隧道区间段造成不利影响；

③减少空孔暴露时间，清孔完毕后30min内，开始灌注混凝土，围护桩超灌高度按高于设计标高不小于1倍桩径控制，充盈系数不小于1.15。

④三重管高压旋喷桩采用跳桩施工，跳桩距离≥4D（D为高压旋喷桩桩径），以减小旋喷桩施工期间对地铁区间段造成不利影响。

2.3 土方施工阶段的地铁保护措施

①支撑混凝土强度达到设计要求后方可开挖下一层土方。混凝土强度采用同条件养护试块强度，以及现场回弹仪实测强度进行双指标控制。

当车辆位于直线上时，线缆SC1固定点间的距离为599 mm。根据车钩结构设计，单侧车钩的缓冲器最大压缩长度为55 mm，最大拉伸长度为40 mm;线缆固定点间的最大距离为636 mm，最小距离为548 mm。

②土方开挖应用“时空效应”原理，严格实行“分区、分层、分段、限时、对称、均衡”的原则，开挖过程中尽量缩短基坑无支撑暴露时间。

③土方开挖分层厚度不超过1.5m（软土层不超过1m），分层坡度不大于1：1.5，分段长度不超过20m。

2.4 降水期间的地铁保护措施

①基坑降水根据实际情况按需降水以控制地铁结构变形，采用坑内明排为主，降水为辅的降水方式。坑底设置排水沟，基坑底部设集水井以汇集坑底排水沟排出的地面水和地下水，间距约按每30m设置一个。

②基坑围护结构采用围护桩+高压旋喷桩形成止水帷幕，施工时严格按图施工，加强质量控制，确保止水帷幕安全有效；开挖前做降水试验验证围护体系是否密闭，是否达到隔断基坑内外地下水的要求。

③在地铁测坑外设置水位观测井及回灌井，回灌井间距按照20m间距布设。控制坑外水位下降超过1m时，开启回灌井。

2.5 基础结构施工阶段的地铁保护措施

①开挖至基底设计标高后，结构底板应尽快施做，防止因基坑底暴露时间太长，引起基坑土体隆起变形加大，从而导致地铁结构竖向变形值超限。尤其是开挖地铁侧土方时，应加快垫层浇筑速度，坑底暴露时间不超过8小时，垫层浇筑至围护桩顶实。

②换撑应严格按照设计要求工况施工，在地下室结构及板撑（临时支撑）施工完毕后并达到设计要求强度后，方可拆除内支撑；逐层施工板撑（临时支撑），逐层拆除内支撑，不得违反设计工况要求。后浇带、坡道等楼板空洞位置，采用型钢传力。

③支撑拆除采用绳锯静力切割，吊运设备将分段切割的混凝土支撑吊离作业面后，装运自卸汽车运至场外指定地点，再由镐头机或空压机进行破碎，并将废渣运送至指定地点集中处理。

2.6 基坑回填阶段的地铁保护措施

①采用素土分层压实，严格控制压实系数，禁止采用杂填土或垃圾土进行回填。

②拟采用超前止水后浇带，地下室外墙拆模后，后续工序及时插入，分段施工地下室外墙面层，分段回填，缩短肥槽回填工期，进一步加强基坑稳定。

3 深基坑及地铁结构监测措施

3.1 水平位移控制网监测

①水平位移基准点及工作基点选取

基准点作为水平位移监测的起始依据，拟在何厝安置房配套项目基坑开挖影响区外的盾构隧道内布置6个基准点，分别为 JSY1～JSY6，JSZ1～JSZ6，基准点可以盾构区间内CPIII控制点起算。

②监测方法

水平位移基准网采用全站仪导线法进行量测，按二等平面控制网的技术要求进行测量。

3.2 垂直位移控制网监测

图3 水平位移控制网示意图

①垂直位移基准点及工作基点选取

地面基准点拟采用轨道交通2号线轨道一等水准点（点号BM1），左、右线垂直位移观测工作基点拟设置在施工影响范围外两侧相对稳定的隧道内，拟设置4个工作基点，编号分别为JZ1～JZ2、JY1～JY2。

②监测方法

垂直位移监测采用精密水准测量方法。垂直位移监测基准网按Ⅱ等垂直位移监测控制网的技术要求进行。

4 结论

图4 垂直位移控制网示意图

随着深基坑施工的进行，地铁也已开通并平稳地运行，各项监测指标亦在合理范围之内。强化安全施工意识、制定施工各阶段针对性的保护措施、全过程多维度的监测监控，是地铁保护区深基坑施工时地铁结构安全的重要保证。厦门地铁正在快速发展，多条地铁线路也在同时施工，通过本项目的施工实践，总结一套切实可行的施工方法及保护管理措施，以期能为类似工程提供一点有价值的参考经验。