河道施工對地鐵隧道的影響.

1、河道施工對地鐵隧道的影響近年來，隨著城市地鐵的發(fā)展，周邊外部作業(yè)對地鐵的影響越來 越受到關(guān)注。外部作業(yè)可分為旁側(cè)基坑、上方基坑、上方堆載、穿越 隧道、并行隧道、樁基作業(yè)、道路及管線作業(yè)、爆破作業(yè)等門。地 鐵上方河道基坑施工會引起下部土體卸荷回彈，帶動隧道隆起。地鐵 按照結(jié)構(gòu)形式可分為地下結(jié)構(gòu)、地面結(jié)構(gòu)和高架結(jié)構(gòu)；按照功能可分 為車站、區(qū)間、車輛段、附屬建（構(gòu)）筑物等2。XXX區(qū)間隧道多 采用盾構(gòu)法施工，地鐵隧道作為管片拼裝的柔性結(jié)構(gòu)，受外界擾動后 變形較為敏感。木文所選取的工程案例中下臥地鐵隧道線路多、線形 復(fù)雜、保護(hù)要求高，作為復(fù)朵地鐵隧道條件下的上部河道開挖案例, 其研究成果對后續(xù)地鐵隧道

2、上部基坑實(shí)施和地鐵隧道保護(hù)工作的開展具有借鑒意義。1工程概況3 1.1相對關(guān)系河道寬30m,河道開挖深度為6.47.6m。河 道下方有5條己運(yùn)營地鐵隧道和2條規(guī)劃地鐵隧道，河道走向與地鐵 基木垂直。河道開挖底與地鐵隧道豎向關(guān)系見表1,河道開挖底與下 臥地鐵隧道的相對平而關(guān)系見圖1,相對剖而關(guān)系見圖20 1.2 土層地 質(zhì)土層上部為1516m砂質(zhì)粉土和粉砂，下部為1617m淤泥質(zhì)粉質(zhì) 黏土。1號線左線與右線位于淤泥質(zhì)土； 1號線出段線、4號線出段 線與入段線上部位于砂質(zhì)粉土和粉砂層，下部位于淤泥質(zhì)土；規(guī)劃4 號線正線位于砂質(zhì)粉土和粉砂層。地層1.2 土層地質(zhì)土層上部為 1516m砂質(zhì)粉土和粉砂，

3、下部為1617m淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土。1號線左 線與右線位于淤泥質(zhì)土； 1號線岀段線、4號線出段線與入段線上部 位于砂質(zhì)粉土和粉砂層，下部位于淤泥質(zhì)土；規(guī)劃4號線正線位于砂 質(zhì)粉土和粉砂層。地層面見圖3,地層參數(shù)見表2。1.3設(shè)計(jì)方案河道 與地鐵相交節(jié)點(diǎn)設(shè)置85mx40m底板,底板厚2.02.5m。河道開挖前， 對節(jié)點(diǎn)土體采用650450mm三軸攪拌樁進(jìn)行滿堂加固，并施打抗 拔樁（樁徑0.8m,樁底標(biāo)高30.5m,沿地鐵走向間距5.0m,沿河道 走向共6排），河道兩側(cè)采用放坡開挖。2河道施工影響分析2.2初步分析劉國彬等4-5根據(jù)工程實(shí)錄資料，提出上部卸載 后的殘余應(yīng)力影響深度計(jì)算公式為該項(xiàng)目河道開

4、挖深度6.47.6m,影 響范圍為開挖底以下ll.0ll.6mo由表1可初步判斷河道開挖對1 號線出段線、4號線出入段線影響較大，對1號線左右線影響相對較 小。2.2數(shù)值分析采用三維Plaxis有限元軟件建立數(shù)值模型，對下臥 地鐵隧道的變形進(jìn)行預(yù)測。模型尺寸為20XX年口月一20XX年月， 其中開挖期為20XX年3-11月。分塊開挖（共分44塊），分塊形成 抗拔體系，分塊堆載反壓。為減少暴露時(shí)間，部分墊層增設(shè)2層D12 鋼筋網(wǎng)片及116 1字鋼。3.2監(jiān)測數(shù)據(jù)由圖7可知，開挖前三軸攪 拌樁和抗拔樁施工期間，隧道豎向變形較??；河道開挖期間，隧道豎 向隆起較明顯；河道開挖后，隨著底板澆筑和河道放水

5、，隧道豎向隆 起小幅度回落。河道開挖到底時(shí)隧道監(jiān)測值與預(yù)測值較為一致。選取 1號線出段線分析其各階段豎向變形的空間分布（見圖8）?？梢钥闯? 河道兩側(cè)各10m范圍內(nèi)受影響較為明顯，最大變形點(diǎn)基本位于河道 中間位置。其中，河道東側(cè)（監(jiān)測點(diǎn)1CCJ19O 1CCJ20XX年限應(yīng)與地 鐵相一致，保證結(jié)構(gòu)耐久性要求。河道“抗拔樁+底板受力體系應(yīng)確 保底板抗彎要求，并按照地鐵保護(hù)措施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行底板裂縫等 驗(yàn)算。（8）抗拔樁施工。成樁應(yīng)考慮樁架自重、成樁擾動、動力作用 等影響。應(yīng)選擇重量輕、性能好的施工機(jī)械，并通過鋪設(shè)路基板等措 施擴(kuò)散荷載；對靈敏度較高的軟土，嚴(yán)格控制成樁次序和速度。距離 隧道較近

6、的抗拔樁、圍護(hù)樁等，可考慮采用鋼套筒/試成樁等工程措 施；當(dāng)采用鋼套筒時(shí)，建議采用全回樁下壓+沖抓取土工藝，并充分 控制下壓速度和取土速度，確保足夠的土塞長度，減少對周邊環(huán)境的 影響；抗拔樁應(yīng)考慮受鋼護(hù)筒影響造成的樁周摩阻力的減小。5結(jié)論（1）河道開挖對下臥地鐵隧道的影響范圍為河道兩側(cè)各10m, 影響量主要取決于隧道埋深。（2）河道開挖主要引起地鐵隧道的豎向 隆起，開挖完成后一段時(shí)間，變形有一定回落。（3）減少地鐵隧道隆 起的總體思路：采取多種措施，分塊開挖，減少單次卸荷，逐步形成 垂直地鐵走向的抗拔體系（保護(hù)思路）。（4）控制地鐵隧道隆起的分 項(xiàng)措施包括：減小對隧道周圍水土應(yīng)力狀態(tài)的改變、M型水泥土加固 應(yīng)分區(qū)分塊開挖、減少暴露時(shí)間、縮短施工周期等。（5）河道開挖后 應(yīng)確保下臥隧道抗浮安全，特別是低