1、房建工程施工对下方运营隧道的影响分析【摘要】 在运营地铁隧道上方开展房建工程，因此发生的桩基施工、基坑开挖及上部结构施工等对运营隧道的影响成为施工保护的难题。本文基于工程实例探讨了该课题，根据实测数据，分析了运营隧道在房建工程施工中各阶段的变形情况，对今后类似工程提供参考。 【关键词】运营隧道；房建工程施工 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 0 引言 目前大规模的地铁隧道建设逐渐满足了公共交通的需求，但也给后续建设工程带来了诸多难题，其中之一即为运营隧道上方进行房建施工。而房建施工中一般伴随着桩基施工、土体加固施工、基坑开挖施工及房建结构施工等工序，在其施工中必然对运营隧道的使
2、用和安全带来了诸多问题。了解施工过程中运营隧道的变形规律，为合理选择施工参数及施工工序提供指导数据，将成为施工中必须解决的难题。本文以某地铁区间隧道上方修筑多层建筑物为背景，该房建工程位于运营隧道的正上方，主要为 3 幢 6 层建筑物，基坑开挖深度为 3m，基坑底部距离运营隧道上、下行线顶部分别为 14m 及 22m。基坑开挖及房建结构施工等会对运营隧道产生卸荷和加载的效应，引起运营隧道的不均匀变形。本文从实测数据上分析了上述施工工序对运营隧道的影响，证明了考虑时空效应的施工方法是可行的。 1 工程背景 拟建的房建工程共含 3 幢 6 层建筑物（建筑物编号为：68 号楼，1112 号楼，525
3、3 号楼） ，系为 80 年代的 6 层公房，某地铁区间从其下穿过（见图 1） ；现因故拆除，在原址重建。基础类型为桩基础，基坑围护结构采用钢板桩。在运营隧道外侧另行施工钻孔灌注桩与基坑主体联接成为控制隧道隆起的抗拔桩。运营隧道上行线顶覆土约 17m，隧道所处土层为1 灰色粘土层、2 灰色砂质粉土层；下行线顶覆土约 25m，隧道所处土层为3 灰色粉质粘土层、暗绿色粘土层、1 草黄色粘质粉土层。 为有效的实时监测运营隧道的沉降，采用了基于电水平尺的自动化沉降监测系统进行沉降监测。上、下行线的监测长度均取 180m（均采用了 2m 长的电水平尺，上、下行线各 90 支） 。该自动监测系统忠实地记录
4、下施工全过程各时刻隧道沉降的完整数据。 图 1 3 幢拟建建筑物与运营地铁隧道位置关系 2 减小隧道变形的施工措施 2.1 钻孔灌注桩施工 为保证基坑稳定性和减少施工对运营隧道的影响，在基坑内沿隧道纵向两侧设钻孔灌注桩，并在开挖前施作，在钻孔灌注桩适当位置设置预埋件，以便在基坑开挖时与基坑主体联接构成控制运营隧道隆起的抗拔桩。桩基施工时遵循距离隧道由近到远的原则进行，且严格控制单桩施工时间。 2.2 基坑开挖施工和底板砼浇筑 基坑开挖采取“先远后近”的原则进行，先开挖远处对隧道变形较小的土体，并进行钻孔灌注桩桩顶凿除、支模、底板钢筋的绑扎工作，在夜间地铁停运时段再进行运营隧道正上方土体开挖、支
5、模、底板钢筋及浇筑砼等施工作业。在开挖过程中，严禁超挖，土体开挖必须遵循“分区、分层、分块、对称、平衡、限时”的原则进行，尽可能缩短基坑开挖及底板砼浇筑等作业时间，尤其缩短基坑暴露时间，减小对隧道的扰动变形影响。 3 运营隧道变形分析 3.1 施工工况 1）2010 年 5 月 17 日6 月 20 日，钻孔灌注桩施工； 2）2010 年 6 月 20 日7 月 6 日，围护结构施工； 3）2010 年 7 月 6 日8 月 12 日，基坑开挖施工； 4）2010 年 8 月 12 日8 月 27 日，地下结构施工； 5）2010 年 8 月 27 日10 月 20 日，地上结构施工； 6）2
6、010 年 10 月 20 日12 月 23 日，上部结构封顶。 3.2 运营隧道沉降变形分析 图 2 及图 3 为运营隧道上、下行线在各施工阶段沉降曲线。根据实测数据，得出如下结论： 1）由于上、下行线运营隧道覆土厚度有一定差异，其上部房建工程对其影响与覆土厚度成反比。即隧道覆土越深，受到的扰动变形影响越小。 2）沉降变形较大区域均位于施工区域。本工程中，3 幢建筑物 68号楼、1112 号楼、5253 号楼对应上行线隧道监测区域分别为SU8SU12、SU41SU50、SU58SU65。但在非施工区域亦产生了一定的沉降变形，表明房建工程施工引起了邻近土体的扰动，致使隧道变形有一明显的叠合效应
7、。 3）在钻孔灌注桩施工、围护结构施工及基坑开挖阶段，上、下行线隧道均为上抬的状态。尤其在灌注桩施工和基坑开挖阶段更为明显。主要原因为该两项施工分别涉及钻孔取土沉桩和开挖卸荷，隧道侧向及上部覆土自重减小使隧道邻近土体回弹，加之土体扰动后强度降低，导致隧道隆起。 4）在地下结构、地上结构施工阶段，因结构的自重加载，对隧道上方及侧向土体均施加了较大的附加荷载，且该荷载为永久荷载。土体在该荷载作用下沉降，进而使隧道下沉。 3.3 运营隧道沉降最大点历时曲线分析 图 4 为隧道沉降最大点历时沉降曲线。所选测点为隧道隆起及沉降最大值的代表点。根据变形曲线可出得出：施工区域的隧道隆起在基坑开挖完成后的地下
8、结构施工阶段达到最大值，约 5mm 左右。随后由于结构施工加载致使隧道下沉。 图 2 上行线隧道沉降曲线 图 3 下行线隧道沉降曲线 图 4 隧道沉降最大点历时曲线 4 结 语 1）在地铁隧道邻近进行桩基施工（侧向） 、基坑开挖和结构施工（上方）会导致运营隧道的明显变形，选择合理的施工方法能有效的控制隧道的变形。 2）在桩基施工、土体开挖阶段因卸荷作业，导致下方运营隧道呈明显的隆起态势。 3）基坑开挖完成后的地下结构和地上结构施工阶段因加载作用，使下覆隧道明显下沉，至结构封顶后仍未趋于收敛，表明上海等地软土的流变性需慎重对待。但所有的沉降值均在受控的安全范围内。 参考文献 1 王如路，刘海.地铁运营隧道上方深基坑开挖卸载施工的监控J.地下工程与隧道，2005（1）：22-26. 2 李志高，刘国彬，曾远，吴小将.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）：430-433. 3 何国建，丁铁华，周峰.在运营地铁隧道正上方的深基坑土方开挖施工技术J.施工技术，2008（7）：515-519. 4 况龙川.深基坑施工对地铁隧道的影响J.岩土工程学报，2000（22）：284-288.
