紧邻既有地铁线的大型深基坑施工

紧邻既有地铁线的大型深基坑施工

【摘要】：以亦庄线宋家庄站为例，介绍了紧邻既有地铁线大型深基坑施工，通过科学的施工方法、信息化监控等措施使其对既有线的影响控制在允许范围内，为今后同类工程的设计与施工提供参考。

【关键词】：地铁；车站；紧邻既有线；深基坑；施工 1工程概况

1.1设计概况

北京地铁亦庄线01标宋家庄站是亦庄线的起点站，位于北京市东南部的丰台区三环和四环之间，规划石榴庄路南侧，沿宋庄路南北向布置于道路下方。与已通车运营的地铁5号线宋家庄站“T”形换乘，为地下双层一岛两侧式车站。宋家庄站总长261.35m，标准段宽53.40m，基坑开挖深度约16m。

亦庄线宋家庄站深基坑紧邻既有5号线车站施工，与5号线连接处开挖宽度69.8m，开挖后5号线车站此处结构将暴露出来，基坑施工过程会对既有5号线宋家庄站结构造成影响，为特级风险源。见图1。

图1亦庄线宋家庄站与5号线宋家庄站接口平面图

1.2地质情况

1.2.1工程地质条件

宋家庄站工程地质单元位于凉水河故道及其影响范围之内，自上而下可分为人工填土层、新近沉积层及第四纪沉积层三大类。

1)人工填土层主要包括：粉土填土①层、杂填土①1层、粉质黏土质素填土①2层，厚度变化较大，一般为1.00～4.70m，土质不均，工程性质差。

2)新近沉积层主要包括：粉土②层、粉质黏土②1层、细砂、粉砂③层。该层在工程地质单元Ⅰ区稳定分布，在工程地质单元Ⅱ区局部表层分布。

3)第四纪沉积层主要包括：粉质黏土④层、粉土④1层、细砂、粉砂④2层、粉质黏土⑤层、黏土⑤2层、细砂、粉砂⑤3层、细砂、粉砂⑥层、粉土⑥1层、

粉质黏土⑦层。该层在场区内分布稳定，为黏性土、粉土与砂土、卵砾石交互沉积层。

1.2.2水文地质条件

场地地下水共4层：

第1层为潜水，水位变化不大，与相对较为稳定的多年大气降水对地下水的补给量相一致。水位埋深5.5～6.4m。

第2层为层间水，水位变化不大，与相对较为稳定的多年大气降水对地下水的补给量相一致。水位埋深10.1m。

第3层为潜水～承压水，区域层间水水位总体呈下降趋势。水位埋深23.0~26m。

第4层为承压水，水位埋深约25.8m。

1.3紧邻5号线基坑施工方案

1）根据5号线既有车站结构及变形缝位置，亦庄线宋家庄站深基坑施工时采用分块施工，即在基坑中部增设1排钻孔桩，将基坑沿东西向分成2个小型基坑，分两期施工。这样布置，3排钻孔桩相当于3排支撑，在基坑开挖时将既有车站顶住，限制既有车站的侧向位移。同时，将大型基坑变成两个小基坑，保证在完成1段结构的全部施工、形成对既有车站的有效支撑后再开挖第2段基坑。见图2。

图2与5号线连接处深基坑分块施工图

2）将基坑分成2块施工时，针对每块基坑，采用水平斜向分层开挖。该方法是把开挖基坑分成若干水平层，每次开挖一水平层土方，然后进行预应力锚索施工，张拉锚索，然后开挖下一水平层土方，以此、

循环。水平土方开挖完毕，然后分层开挖斜向分层，待开挖至预应力锚索设计位置时，进行预应力锚索施工，以此循环，直至开挖完毕，并及时施工车站结构。施工顺序见图3。

图3水平斜向分层开挖

3）宋家庄站基坑的变形控制保护等级为一级，要求地面最大沉降量控制在≤0.15%H；支护结构的最大水平位移≤0.2％H，且≤30mm。既有5号线车站结构绝对沉降量和水平位移量＜10mm。

2 施工工艺

邻近地铁5号线深基坑施工分两期进行，一期施工车站西侧基坑，采用明挖法施工，锚喷支护，及时施作车站结构，待此段结构强度达到设计要求时进行二期施工。

2.1深基坑开挖前施工准备

1)平整场地，清除基坑范围内地面、地下障碍物（包括对原路面的破除）。

2)探明管线位置及走向，采取相应的保护措施。

3)做好夜间照明准备。

4)技术交底。

将开挖分层位置、标高、深度和各道锚索位置等技术指标和质量标准，向全体施工人员详细进行技术交底，使全体施工人员熟悉并掌握工程所执行的各项技术标准和技术措施。严格执行开挖令制度，每天开挖前明确开挖深度、长度范围，施工中严格执行，严禁随意乱挖、超挖。

5)布置测量网点。

6)落实弃土地点。

7)基坑土方开挖前，其降水时间不宜小于20d，以保证地下水位控制在设计要求的范围内。同时，做好场地排水设施和机械准备，保证及时排除基坑内积水。

8)落实施工材料、机械、人员的准备情况，保证开挖后立即可以进行支护施工。

2.2施工工艺及措施

该段基坑采用明挖顺作法施工，分两期施工，先施工一期基坑，此段结构完成后再进行二期施工。具体土方开挖要求如下：

1)车站第1层土方开挖。设置围挡，破除路面，开挖10m宽度，开挖桩顶部分土体至第1道锚索下50cm处，然后施工桩顶冠梁、砖墙护坡和第1道锚索。

2)车站第2层土方开挖。第1道预应力锚索张拉完毕，达到设计要求后，同时监测数据正常时方可进行第2次开挖，开挖限宽5m，坡度1︰1.5，并及时进行锚索及网喷混凝土施工。

3)根据上述开挖方法循环开挖，直至基坑开挖完毕。然后及时施作车站结构，待车站结构达到设计强度后进行二期施工。

2.3施工结果

亦庄线宋家庄站紧邻地铁5号线施工采取分块、分层开挖，及时支护，有效地控制了5号线车站变形，此段车站主体施工完毕后，5号线车站结构变形量控制在允许范围内，达到了设计要求。

【结语】

紧临地铁运营线路的深大基坑工程，在基坑开挖、结构施工过程中，土体固有状态可能遭到破坏，由此引发土体的变形与位移，其结果将造成基坑周边发生不同程度的地面沉降，建筑物可能出现倾斜，甚至开裂，乃至破坏，因此对深基坑施工的周边建筑物保护十分重要，严格控制施工措施，及时采集、分析监测数据以优化施工参数，对保证地铁结构的安全意义重大。

该工程在对基坑开挖后引起变形进行分析后，严格控制对土方开挖和结构施作时间，由于方法得当，准备充分，施工管理严格，使土建工程施工顺利，对5号线车站保护取得了较好效果，为今后类似工程的施工提供了成功经验。