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摘要：随着我国经济建设的高速发展，城市地下空间的开发利用已经成为我国城市基础建设的重要组成部分。城市地下空间的大开发，不可避免地要在既有建构筑物附近进行施工，涌现出大量的岩土工程新问题。文章对深基坑施工对城市轨道交通隧道的影响进行研究分析。
关键词：深基坑；施工；城市轨道交通隧道
引言
深基坑的开挖不仅要保证基坑本身的安全与稳定，而且还要有效地控制基坑周围地层移动以达到保护环境的目的，尤其是在地基土质较差的城市内进行基坑开挖施工时，经常引起基坑周围土体的较大变形，从而影响基坑周围的建筑物、公共设施、道路、管线等的正常使用，特别是对于盾构城市轨道交通隧道的安全，引起各界人士的关注。
一、深基坑开挖对城市轨道交通隧道的影响因素分析
深基坑开挖在临近城市轨道交通隧道施工，对周围的管线会产生一定的影响，根据规定可知，地下隧道结构的附加位移应当控制在20mm之内，为此，需要研究深基坑开挖对城市轨道交通隧道的影响因素，并摸索其规律。深基坑开挖对城市轨道交通隧道的水平位移和竖向位移影响较大，大多集聚于0～8mm区间，这种位移状况与两者之间的相对位置、深基坑开挖方式、加固措施等密切相关。深基坑对城市轨道交通隧道的影响因素，可以归结为以下几个方面：
1.1城市轨道交通隧道与深基坑的水平距离对城市轨道交通隧道变形的影响
在工程实践中，城市轨道交通隧道与基坑之间的水平距离和隧道水平位移的关系，主要显示为：城市轨道交通隧道与基坑之间的水平距离是指城市轨道交通隧道结构与基坑围护结构之间的水平距离，城市轨道交通隧道水平位移的大小与两者之间的水平距离的影响较大，而且水平位移和水平距离之间的关系呈幂指数递减关系，通常来说，水平距离在4m之内，其城市轨道交通隧道的水平位移在8.5～17.1mm之间；两者之间的水平距离在4m之外时，城市轨道交通隧道的水平位移变形则在3mm之内。由此可以分析得出，城市轨道交通隧道与深基坑之间的水平距离在4m之内时，城市轨道交通隧道与深基坑之间的水平距离对城市轨道交通隧道水平位移的变形影响较大。
城市轨道交通隧道与深基坑之间的水平距离对城市轨道交通隧道竖向位移的影响，主要显示为：城市轨道交通隧道与深基坑之间的水平距离对城市轨道交通隧道的沉降有密切的关系，并呈幂指数递减的趋势。其规律主要表现为：当城市轨道交通隧道与基坑之间的水平距离<6m时，城市轨道交通隧道的竖向位移在6～17mm；当城市轨道交通隧道与深基坑之间的水平距离在6～12m时，城市轨道交通隧道的竖向位移在3～8mm；当城市轨道交通隧道与深基坑之间的水平距离超过12m时，城市轨道交通隧道的竖向位移在3mm之下。
1.2城市轨道交通隧道变形与深基坑相对竖向距离的影响关系分析
城市轨道交通隧道变形与基坑相对竖向距离的关系，主要表现为离散的关系，这是由于城市轨道交通隧道的水平位移和竖向位移，要受到相对高差和相对水平距离的影响，当城市轨道交通隧道与基坑之间的相对高差在±4m之内时，城市轨道交通隧道的水平位移和竖向位移较为明显。
二、工程概况
该深基坑为某城市轨道交通2号线某站广场绿地及配套停车场工程，建设内容包括地上广场管理用房、园路及场地铺装、景观绿化、地下机动停车位以及社会停车库管理用房等，地下车库为2层地下室（埋深约9m），建筑物为1层，根据招标文件拟建建筑最大柱荷载约3500kN。距离深基坑北侧10m左右，为某城市轨道交通2号线某路站，且正在盾构施工中。
三、支护体系
传统基坑的支撑主要有钢筋混凝土支撑、钢管支撑等。钢筋混凝土支撑结合钻孔灌注桩形成整个完整的支撑体系，该体系大多采用钢筋制模，并用混凝土浇筑，形成的钢筋混凝土支撑和钻孔灌注桩作为支撑和挡土结构，三轴水泥搅拌桩作为止水结构。但其中的钢材和混凝土的使用均为不可回收材料，并且会产生大量的泥浆排放量，同时造价高、施工周期长、拆除噪声大；钢管支撑虽可循环使用，但其整体性差、结构节点连接薄弱、可靠性低，基坑安全性可能会降低。这些传统支撑结构已逐渐不能满足基坑工程对环境保护、绿色施工方面的要求。
3.1型钢组合支撑体系
该系统采用一种高强度的型钢，经工厂加工形成模块化的标准件，系统由模块化组合标准件组成，根据设计要求任意组合增加预应力的一种施工方法。
型钢组合支撑体系结合钻孔灌注桩或TＲD 工法或SMW 工法，该系统中大多采用钢材作为挡土、止水和支撑结构，最后除去消耗部分，均会回收再利用，在材料消耗、碳排放、水资源消耗、能源消耗、垃圾排放等方面具有良好的社会效益和经济效益。同时对基坑周边的位移影响也较小，适用于盾构施工的城市轨道交通项目周边的基坑项目。
3.2围护体系
结合基坑周边环境情况，经过讨论决定采用钻孔灌注桩作为围护体系，同时结合三轴止水。钻孔灌注桩的施工流程为：桩位放样→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→一次清孔→下钢筋笼→下导管→二次清孔→灌注混凝土。
四、隧道影响分析
该项目支护施工完成后，开始土方的开挖，挖到基坑设计底标高后马上进行基础底板的浇筑，地下室的建设，最终型钢支撑拆除。
4.1支撑的影响
在深基坑工程中，基坑的跨度较大，在设置支撑时，对于其平面内和平面外的稳定性提出了很高的要求。目前一般的解决方法是：在平面外稳定性，采用设置竖向立柱的方法；在平面内稳定性，通过增加杆件截面或缩短杆件计算长度的方法。其连接节点如图1所示。
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图1型钢组合支撑构件连接详图
型钢组合支撑体系作为新兴的支撑体系在早期的工程应用中仅对每榀支撑内的不同型钢杆件设置盖板以增加整体性，并未对各榀支撑进行有效连接，使得各榀支撑发挥作用时相互独立。因此随着支撑杆件长度增加，杆件平面内稳定性减小，临界荷载减小，对周边土体约束能力减弱。
在城市轨道交通盾构施工时，一般会采用隧道围岩来抵抗土体的自重压力，在型钢组合支撑体系中设置横向连杆是增加体系抗侧刚度的一种方法，同时设置横向支撑可减小压杆计算。
4.2围护体系的影响
本项目在施工过程中，施工好钻孔灌注桩、SMW三轴止水桩等围护体系后，对临近基坑的城市轨道交通隧道周边土体的侧移位移进行检测，以监测报告为依据，将四点实测位移与理论计算结果作比较，如图2所示。
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图2隧道周边土体实测位移与理论位移比较图
经过对深层土体位移曲线的对比与分析，发现各监测点的监测结果与理论计算值基本吻合，cx3点因位于基坑出土口范围，土体经搅拌桩加固且基坑暴露时间相对较短，因而位移相对较小。基于剖面计算结果，本文
对支护结构进行整体计算，对比在支撑体系内是否设置横向连杆两种情况下支撑体系平面受力及位移，分析横向连杆在支撑体系内所起的作用。在结构稳定性方面，传统的钢筋混凝土支撑因易成形，不易变形，截面刚度大且适用于各种类型的基坑等优点而广泛使用。型钢组合支撑体系在布置时通常会在受压主杆间设置连系梁，形成网状结构，使原本各自独立的支撑杆件形成整体以提高平面内稳定性。
五、结束语
在使用型钢组合支撑体系时通过增加横向连杆的方法来提高基坑整体稳定性，横向连杆可约束支撑杆件平面内变形，从而减小因支撑杆件偏心受压所产生的弯矩。经过对监测数据的整理和分析，发现型钢组合支撑体系内设置横向连杆后，对基坑的整体稳定性有明显的提高，从而减少了对周边城市轨道交通隧道位移的影响。同时采用钻孔灌注桩加SMW 三轴止水的形式，经过对隧道周边位移监测数据的分析，发现土体侧移较小，均在2 cm 以内，且与理论计算结果接近，很好的保护了城市轨道交通隧道的正常施工。
参考文献：
[1]孙宗丹.地铁上盖物业基坑开挖对邻近隧道的影响研究[D].广西大学，2018.
[2]张勇.邻近既有地铁隧道的深基坑施工安全风险评估与控制研究[D].西安建筑科技大学，2017.
[3]肖喻峰.高层建筑施工对临近地铁车站安全影响研究[D].重庆交通大学，2017.