中国水利水电第十一工程局有限公司 河南省郑州市 450001
摘要：近年来，城市地铁快速发展，地铁车站一般采用浅埋暗挖法进行施工兴建。地铁不可避免的会对周边建筑和地面产生影响，尤其是地铁车站的修建，由于其涉及面积广、施工时间长，对周围岩体和建筑的影响更大。为了确保周边建筑的安全与稳定，最重要的就是要控制好地表的沉降变形，因此，研究地铁车站深基坑施工过程中的坑外地表沉降控制方法有实际意义。
关键词：地铁车站；深基坑；降水井；止水帷幕；回灌；地表沉降控制
引言
地铁是我国主要交通工具之一，在地铁站基坑施工过程中，其中非常重要的一项环节就是基坑的监测以及相应安全监控措施。在设计施工图纸的过程中，要对基坑的周边环境、地质条件进行仔细的分析，编写详细的监测方案，这样才能保监测数据的可靠性及真实性，保证基坑围护结构以及坑底土壤的稳定性，并且在基坑施工过程中，其安全性也会得到保障。因为在进行基坑施工的过程中，如果不做好前期的准备工作，那么就会很容易出现围护结构失稳、坍塌现象以及暗涌等情况，基坑安全及施工人员的生命安全就无法得到保障。
1地铁深基坑工程特点
深基坑具备面积大、深度高、施工技术复杂，危险系数较高以及工期较紧等一些系列特点。并且需要注意的一点是，地铁站深基坑在挖掘、支护、降水过程中，具有诸多的不可控因素，一旦某项环节出现失误，极易造成塌方、流沙、管涌的现象。并且一项建筑要想建的更高，就要打好坚实的基础，而基坑作为基础的载体，其重要程度更是毋庸置疑的。基坑底部以及边坡的硬化固化处理会对上层建筑的安全性、耐久性以及适用性造成直接性的影响。所以，要想做好地铁站的变形监测以及数据监测工作，就要根据地铁站深基坑的某些特征进行分析，以下就地铁站深基坑的特点进行仔细的分析。首先是地域性。基坑地域性对地铁基坑监测具有非常重要的影响，基坑的地域性决定了基坑的地质以及水文等基坑稳定性因素上的差别。其次是安全隐患多。由于深基坑开挖施工的面积较大，其深度较高，并且非常容易受到土质以及水文因素等外在因素的影响，一旦操作出现失误，就会非常容易出现塌方等现象，存在着诸多的危险因素。例如边坡固化工作落实不到位会非常容易出现坍坡，如果坑底排水工作不能及时进行，就会出现暗涌，如果大型施工机械设备操作不当或者出现故障，就会很容易出现坠坑等情况。其中最难控制的就是各工序的交叉作业，很容易就会出现失误，这样就使得基坑开挖支护的危险系数增多。
2地铁车站深基坑降水施工坑外地表沉降控制
2.1周边地表沉降监测
监测目的：地表之所以产生沉降现象，其主要原因就是由土质松动引起，这样就会造成地表土质结构的破坏，从而影响土体整体结构的稳定性。并且一旦出现地表沉降现象，会对坡体整体的稳定性造成影响。监测方法：基坑边坡顶部的水平和竖向位移监测点沿着基坑周边部署，其监测点水平距离一定要控制在20m以内。在监测的过程中，如果监测数据出现异常情况，要经过三天以上的监测，并且对于其中产生的数据要详细进行记录，将监测数据与设计规范的控制值进行比较，如果其产生的数据值超出控制值，就要分析原因，必要时制定纠偏计划，并且将其实施，而如果出现降沉持续增加的现象，就要进行注浆加固处理。
2.2龙门吊移动荷载对地铁车站深基坑变形的影响
某地铁车站有效站台中心里程为 K12 + 273.591 ～ K12 + 377.521。全线基坑工程呈狭长形分布，深度达 23 m，基坑两侧建筑物密集，建筑物坡顶线距离基坑最近约 9 m，施工车辆运输极不方便，因此采用横跨基坑的龙门吊运输设备。区间范围内自上而下分布有：填土、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩，是典型的“上软下硬”土岩组合地层。工程中采用桩锚支护结构（微型钢管桩 + 锚杆）加固基坑，桩体通过锚杆与岩土体连接，上下钢管桩经冠梁相连，管内灌注混凝土。城市地铁深基坑的设计和施工往往面临地质条件复杂、周围建筑物林立、地下水丰富等不利因素，基坑围护结构受到动荷载的应力波动而呈现出复杂的动力响应。在动荷载作用下基坑受力和变形分析方面，已有研究主要针对爆破开挖、打桩强夯、路面交通荷载特性（如车流量、车速、载重量等）、地铁列车动载作用等对基坑变形和荷载分布的影响。然而，基坑施工过程中起重设备的移动和起吊物空间位置变化时引起的结构振动同样会影响基坑的稳定性。龙门吊以占地面积少、跨度较大、带载移动、施工方便的特点而适用于场地狭小的施工情形，轨道梁的布置、起吊重量及移动产生的振动荷载将通过支护结构影响基坑的整体性能，具体表现为：龙门吊移动荷载通过行走轨道传递到基坑两侧围护桩及桩周土体，改变桩体及土体受力状态；龙门吊启动速度的不合理设置或振动荷载的不正确处理会影响基坑质量，甚者可能发生基坑失稳事故。最先开展了龙门吊移动荷载下的基坑围护结构分析，将龙门吊荷载简化为半波正弦荷载，基于二维数值模型分析了基坑支护吊脚桩的动力响应，发现移动荷载作用下围护桩桩顶侧移量最大，但位移动力响应最小，嵌岩点处桩体侧移量较小，而位移动力响应最大，为基坑支护设计提供了相关理论依据。综合有限元方法和多变量分析方法，基于二维数值模型分析了围护结构在起重机加速及减速运行状态下的动态响应，研究显示：起重机的运行速度对围护结构的沉降影响不大，而对水平位移有显著影响。监测分析龙门吊荷载下桩锚支护基坑的变形特点，建议合理控制龙门吊负荷及移动速度以减小地表沉降。可以发现，现有的龙门吊移动荷载下基坑动力响应的研究比较匮乏，同时既有的研究多将移动荷载下基坑变形处理为二维平面应变问题，这虽然可以满足稳定性分析要求，但无法反映深基坑明显的空间效应，如坑角效应影响范围内土体和围护结构表现出不同的力学和变形响应。
2.3暗挖隧道施工对既有地铁车站的影响与控制
新建隧道在施工的过程中不仅会对已有的地下管线、地上建筑物和既有的地铁隧道造成一定的影响，附近地层也会存在一定的变形，原有结构层的平衡状态也会因此遭到破坏。加之地下暗挖隧道还存在建设周期较长、施工作业面积大、影响范围广等问题。因此，在暗挖隧道施工的过程中如何保证既有地铁车站的安全是其整个隧道施工过程中关注的重点目前针对暗挖隧道的施工方法主要有盾构法和暗挖法。盾构法是一种较先进的机械方法，能够在盾壳的保护下逐步前进进行隧道开挖。同时，盾构法施工的过程中需要严格的控制结构的变形，对衬砌结构需要实时的监测其各个方向的位移，根据位移的监测结果判断是否需要采取二次注浆或者地面注浆加固等措施对地下结构进行加固。暗挖法对于地层结构的适应性较大，但是需要前期对地层结构的地质条件、环境条件等进行评估。同时采用暗挖法施工隧道时需要满足：施工时地下无明显积水；隧道的支撑面需要具备一定的稳定性能。
结语
总之，根据工程实际情况，适当进行回灌施工，将对地铁基坑周围地表的沉降控制起到一定的辅助作用，但回灌井数量不宜过多，回灌比也不宜过大。
参考文献：
［１］王玉田，范思广，姜福香，等．城市地铁车站基坑施工变形监测与数值模拟［Ｊ］．青岛理工大学学报，２０１９，４０（０６）：１－７．
［２］刘承磊，肖传宁，侯志敏，等．基于群井抽水试验的基坑降水与地面沉降关系研究［Ｊ］．地下水，２０１９，４４（０４）：９４－９６．