中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 四川成都 610000
摘要：随着经济社会的不断发展，世界各国对于城市地下空间工程的建设不断进入新的阶段，如深基坑工程、地铁隧道建设等。然而由于城市土地资源的有限性，地下空间的深基坑工程不可避免地会对周围环境中的建（构）筑物，如地铁隧道、市政管线等产生一定的不利影响，如何解决城市建设中的这一突出矛盾，是相关领域的专家学者以及工程师们需要重点考虑的问题。
关键词：深基坑施工；明挖顺作法；城市地铁；隧道工程
引言
近年来，市政交通快速发展，城市建设逐渐转向地下，大量的轨道交通和电力隧道在中心城市的地下形成了密集的隧道网络。因此，在地下空间开发过程中，涌现出了大量新建深大基坑邻近既有隧道的近接工程，意味着基坑的开挖支护过程会对既有隧道、紧邻管线、周边建筑产生影响。
1基坑开挖对既有隧道的影响及控制标准分析
基坑开挖后使得土体卸载，引发地层应力重分布，导致围护结构变形、地表沉降和坑底隆起。坑内土体开挖后，由于开挖导致的卸载作用使得基坑底部发生回弹变形，表现为坑底隆起；围护结构两侧原有的相对平衡的土压力被打破，是的围护结构发生朝向基坑内的变形，周边土层也因此发生变形、位移，表现为围护结构的侧向变形和地表土体的沉降。基坑周边既有建构筑物、管线通过以上三种变形而受到间接影响影响基坑施工对环境影响的主要因素主要包括：（1）基坑施工规模。基坑施工规模主要指代基坑开挖深度、基坑尺寸和面积。通常情况下，基坑引发的环境效应与基坑规模正相关。基坑开挖深度、基坑尺寸、面积越大，基坑施工对环境的影响越剧烈，表现为地表沉降的变大、围护结构变形的增加，坑底隆起量的增大；（2）围护结构形式及规模.基坑施工引发的地表沉降往往与围护结构形式密切相关，围护结构刚度越大、底端如土深度越深，抵抗变形的能力越强，整体稳定性和抗倾覆稳定性也越强；（3）水文及地质状况。基坑开挖卸荷后围护结构所受土压力根本取决于水文及地质状况。地下水位越高，地质状况越差，基坑开挖后围护结构变形越大、地表沉降越大，周围环境受应也越大；（4）基坑施工方案合理性。开挖前是否采取了有效的降水措施，是否采用分部开挖，内支撑设置是否及时、可靠，开挖时是否超挖等施工方案的细节都对基坑的变形有较大影响。合理有效的降水措施能减小围护结构所受土压力，还能通过排水提高土体密实度，提高土体骨架有效应力，增大土体强度；合理的分部开挖方案能降低开挖对土体的扰动，减小因开挖导致的土体变形；及时可靠的内支撑则能减小围护结构变形，甚至对围护结构变形模式有一定影响；超挖则会加大开挖造成的扰动，增大土体及围护结构变形；（5）周边超载。基坑周边超载会影响地表沉降和围护结构变形，超载过大或导致围护结构墙后土体产生较大变形，导致地表产生较大沉降，围护结构变形增大，影响到周边既有建构筑物。基坑开挖以后，根据基坑开挖深度、围护结构刚度、支撑是否及时等因素围护结构的变形可分为三种情况：悬臂式变形、抛物线式变形、组合式变形。当基坑开挖深度不深，支撑刚度较小或未及时设置支撑导致施工初期即出现较大围护体变形时易出现这种变形，此时围护结构最大变形出现在顶部，变形随深度的增加而减小；当基坑开挖深度较大，且内支撑具有一定刚度情况下，围护结构可能出现鼓肚式变形，最大变形出现在围护结构下侧约1/3位置处；组合式变形则介于鼓肚式和悬臂式变形之间。
2深基坑施工对邻近既有隧道影响分析
2.1变形分析
为确保上方既有地铁隧道正常使用，应对既有隧道的位移进行分析。既有隧道监测横断面发生沉降，其由仰拱至拱顶既有隧道结构沉降逐渐减小。
从图４可知，方案一既有隧道仰拱竖向沉降曲线呈Ｗ型分布，沉降最大值为１．８ｍｍ；方案二既有隧道仰拱竖向沉降曲线呈Ｖ型分布，沉降最大值为２．１ｍｍ。从控制沉降的效果来看，采用方案一时既有隧道沉降最大值为方案二的８５％，且方案一沉降曲线小于方案二。以上结果表明采用管棚支护可以减小下穿施工时上方既有结构沉降，最终沉降值在３．０ｍｍ控制范围内，可以保证既有隧道正常使用。
2.2监测实施
根据不同监测项目的要求，采用不同的监测方法对各项目实施监测。采用精密水准测量方法监测道床竖向位移，在地铁1号线的左右线各选4个点作为基准点，在125m长度的区间内每隔20m布置一个断面，并在车站与盾构区间接缝处布设一对差异沉降点。道床水平位移监测采用二等导线测量方法，基准点布置同竖向位移监测，监测点布置与竖向位移监测点在同一平面内，并在左右线各布置一个用于实时校对修正的临时工作基点。在隧道两侧腰线上布设一条通过隧道圆心的水平基线，通过量测水平基线的长度监测隧道水平收敛，水平收敛监测断面与对应水平位移监测点所在断面重合。采用游标卡尺对隧道结构的变形缝和裂缝的张开量进行监测。使用轨距尺进行轨道静态几何形为监测，轨道几何形为监测断面与对应的道床垂直位移监测点所在断面重合。
2.3施工期安全保障措施
（1）为了保证新建公路隧道周边既有隧道的正常运营，必须将爆破振动震速控制在3cm/s，爆破进尺控制在1.5m。因此，施工单位在正式爆破开挖前，应对新建隧道与既有隧道交叉段进行爆破专项设计，并进行爆破专项评估工作，然后根据爆破专项方案进行爆破震动现场试验，根据测试结果，对既有隧道的安全控制标准、数值计算分析结果以及参数取值的合理性进行验证，同时根据试验成果，优化爆破方案，确保既有隧道的结构安全。爆破专项设计包括：开挖工法的选择；爆破分段及分段装药量；选择合理的掏槽形式；选择合理的炸药品种；选取合理的孔网参数；选取合适的炸药；利用微差技术降低爆破振动强度等等。（2）若新建隧道施工至交叉段时，既有隧道已通车，为确保绕行隧道上的通行车辆交通安全，建议施工单位提前制定合理的交通绕行方案并与绕城公司、高速交警等部门进行沟通，争取在新建隧道爆破施工交叉段时对既有隧道相关段落进行交通管制，途经车辆按既定方案绕行通过。如绕行方案存在困难，应对既有隧道制定专项爆破施工交通组织方案。（3）在爆破开挖的过程中，需要制定完整的监测方案，确定合理的安全控制值、预警值；同时根据监测数据及时调整爆破方案，信息化、动态化施工。
结语
本文以基坑工程为依托，在基坑开挖对既有隧道的影响及控制标准的基础上，采用数值模拟方法模拟了深基坑施工后围护结构变形、地表沉降及对既有隧道的影响。计算结果表明，各项指标满足本工程控制标准要求，施工安全能得到保障。
参考文献：
[1]刘斯琴，余晓琳，颜全胜.基坑开挖对下方既有地铁影响数值分析[J].广东土木与建筑，2009，16（06）：19-20.
[2]唐长东，杨小平，刘庭金.紧贴地铁车站单侧深基坑的施工方案对比研究[J].地下空间与工程学报，2013，9（05）：1121-1126.
[3]李培楠，李晓军，王庆国，等.穿越运营地铁车站的基坑开挖及对周边环境影响的安全分析[J].路基工程，2012（02）：53-58+64.
[4]宋晓凤，姚爱军，张剑涛，等.深基坑开挖对邻近既有地铁隧道及轨道结构的影响研究[J].施工技术，2018，47（05）：122-127.
[5]胡海英，张玉成，杨光华，等.基坑开挖对既有地铁隧道影响的实测及数值分析[J].岩土工程学报，2014，36（S2）：431-439.