运营地铁隧道上方基坑开挖施工技术研究

申 新 亚

(深圳市市政工程质量安全监督总站，广东 深圳 518000)

1 工程概况

1.1 工程背景

桂庙路与地铁11号线共线段起于振海路，终于南海大道，全长约3 km。桂庙路快速化改造工程中主路采用隧道下穿振海路，高架跨越规划十二号路、月亮湾大道，然后再采用隧道连续下穿前海路、南新路、南山大道、南海大道，西行隧道进口设在南海大道处，东行隧道出口设在后海滨路处。

桂庙路快速化改造工程下穿隧道与地铁11号线区间地铁隧道呈平面共线、纵断面上下重叠的位置关系，下穿隧道部分区段位于区间隧道左线的正上方、右线的侧上方，部分区段位于双线隧道的正上方，最小净距6.8 m(约为1倍洞径)。重叠段地铁区间隧道埋深16 m～31 m，线间距9.6 m～13.0 m，隧道内径D=6.0 m，管片厚d=350 mm，采用盾构法施工；桂庙路下穿隧道采用大跨度矩形框架结构，结构全宽38.2 m，全高10.5 m，采用全幅明挖法施工。下穿隧道在已经施工完成的地铁11号线区间隧道上方进行开挖施工，必须做好对地铁11号线区间隧道的保护工作。

1.2 工程地质条件

工区地表以下0.4 m～7 m范围为人工杂填土(局部含有杂填石)，3 m以下至围护桩底为砾质黏土，地下自然静止水位为1.5 m～3.9 m。不良地质主要有粗砂、淤泥，粗砂、淤泥层主要分布在前海路以西路段，砾质黏土。

1.3 基坑围护结构

基坑支护结构选用围护桩+内支撑的形式，围护桩采用φ1 000 mm@1 200 mm钻孔灌注桩，桩内侧采用挂网喷混进行桩间防护，围护桩嵌固深度为7 m；第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，截面尺寸为1 000 mm×800 mm；第二、三道支撑采用钢支撑，钢管直径φ=609 mm，厚t=16 mm。

2 地铁区间保护施工方案

2.1 盾构区间旋喷桩加固保护

目前地铁11号线处于运营状态，为了防止地铁盾构上浮，需要对盾构进行加固保护。基坑开挖前采用D=60 cm间距1.5 m×1.5 m矩形布置的双管高压旋喷桩，对地下道路结构范围内的地铁线区域进行加固[1,2]，加固区域及其对应的桩长如表1所示。

表1 加固区域及其对应的桩长

高压旋喷桩工艺流程为：

施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩。

2.2 基坑土方开挖

基坑土方开挖采取纵向分段、竖向分层、左右分幅的方式进行。原则上纵向步长8 m,竖向层厚2 m。对于两结构间距6 m～7 m和6 m以下，或者仅有一条地铁线在主体基坑下，严格控制纵向步长为8 m，竖向分层1 m进行开挖。同时加强基坑监测和深层地层变形监测措施。

具体来说，纵向分步每小块宽度8 m，高度为2.09 m，整个基坑竖向分为8层，开挖过程沿纵向和竖向同时进行，如图1所示，其中序号1～10分别表示开挖顺序，即1表示第一步开挖，2表示第二步开挖。

2.3 主体结构施工措施

1)对已开挖的区段，土方开挖及主体结构施工严格按照“小、快、紧”的原则施工。

2)土方开挖采用分节调整为6 m～8 m，全幅开挖调整为先开挖南半幅并施工完成底板后再开挖北半幅，施工北半幅底板结构。

3)底板完成后立即施工下侧墙、上侧墙及顶板。底板完成1节后下侧墙、上侧墙及顶板须紧后施工。

4)后期土方开挖及主体结构施工严格按照“小、快、紧”的原则施工。

5)土方严格按照6 m～8 m一节开挖，当地铁上浮监测值在红色预警以下时，土方开挖按照全幅开挖；当地铁上浮监测值在预警值以上时，全幅开挖调整为先开挖南半幅并施工完成底板后再开挖北半幅。

6)底板完成后立即施工下侧墙、上侧墙及顶板。底板完成1节后下侧墙、上侧墙及顶板须紧后施工，基坑开挖与支护步序如图2所示。

3 控制坑内降水

降水井基底下加深至4 m，基坑降水降至基坑底下3 m。降水运行过程中，做好各降水井的水位观测工作，及时掌握承压含水层水头的变化情况。对水位、水量监测纪录及时整理，分析水位水量下降趋势，预测设计降水深度要求所需时间。降水前及降水期间充分利用所设置的观测井对水位、水量进行同步监测，指导控制降水和土方开挖。

4 自动化监测技术

通过自动化监控系统数据和分析判断，及时掌握基坑下方11号线区间隧道动态变化状态及安全性状况，用监测信息指导基坑开挖施工组织，及时预警施工隐患，便于及时调整工序和现场施工组织，保障施工安全和既有运营地铁区间隧道安全[3]。

1)点位布置。

开挖基坑时除加强基坑监测外，对应桂庙路施工区域往两端各延伸20 m作为影响范围边界，在地铁11号线影响范围各区域按照10 m一个断面进行分布，每个监测断面共布置4个监测点，分别是道床1个、侧壁2个、拱顶1个，如图3所示。

2)监测频率要求。

对本工程影响的地铁11号线盾构结构进行监测，监测频率为1次/d。

3)基坑开挖过程中盾构区间上浮控制值如表2所示。

表2 上浮控制值

5 结语

在深圳市桂庙路快速化改造工程下穿隧道明挖施工过程中，结合本工程地质条件以及与运营地铁11号线共线等特点，通过采用地铁盾构区间预加固技术、基坑分层分步开挖、坑内降水措施以及自动化监测技术，解决了基坑施工中控制运营地铁隧道上浮问题，有效确保了运营地铁的安全，旨在为类似工程提供了参考。

参考文献:

[1] 李志高,刘国彬,曾 远,等.基坑开挖引起下方隧道的变形控制[J].地下空间与工程学报，2006，2(3):430-433.

[2] 中国建筑科学研究院.建筑基坑支护技术规程[M].北京：中国建筑工业出版社,2012.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.城市轨道交通工程监测技术规范[M].北京：中国建筑工业出版社,2014.