摘　要：北京地鐵光華路車站西北風(fēng)道為淺埋暗挖大斷面隧道，采用CRD工法施工。由于緊鄰地面建筑物，為保證建筑物和施工安全，采取分部開挖、增設(shè)臨時(shí)仰拱的同時(shí)，輔以隔離樁和小導(dǎo)管注漿加固的方法，施工中實(shí)行全過程的監(jiān)控量測。對該工點(diǎn)的施工技術(shù)進(jìn)行介紹和分析。
    關(guān)鍵詞：地鐵 地面建筑物 CRD法 隔離樁 注漿加固 監(jiān)控量測

    作為城市交通的一個(gè)重要部分，地鐵大多修建在繁華市區(qū)和人流量較大的地方，為滿足城市的整體規(guī)劃，地鐵線路經(jīng)常不可避免的從既有建筑物附近甚至是正下方的地層中穿過，施工過程中保護(hù)既有建筑物的安全就成為一個(gè)需要處理好的課題。本文針對北京地鐵光華路車站西北風(fēng)道開挖斷面大、緊臨地面建筑物的特點(diǎn)，詳述有關(guān)施工技術(shù)，并對隧道開挖對地面建筑物的影響作了分析研究。
    1、工程概況
    1.1 結(jié)構(gòu)概況
    北京地鐵光華路車站位于東三環(huán)路京廣橋引橋南側(cè)規(guī)劃的商務(wù)中心街與東三環(huán)路的交叉路口上，為單跨三洞地下局部雙層分離島式結(jié)構(gòu)，南北向布置，共設(shè)有東南、西北兩個(gè)風(fēng)道。
    西北風(fēng)道埋深9.5m，開挖寬度11.8m，高度14.1m，為大斷面淺埋暗挖結(jié)構(gòu)，采用CRD工法（交叉中隔壁法）分為3層6個(gè)導(dǎo)洞施工，初支采用鋼格柵+小導(dǎo)管+網(wǎng)噴混凝土結(jié)構(gòu)，厚度350mm。
    1.2 結(jié)構(gòu)與地面建筑物的關(guān)系
    西北風(fēng)道在K0+19處需要從北京3501廠一座5層建筑物的側(cè)下方暗挖通過。該建筑建成于1982年，采用框架結(jié)構(gòu)，地上5層，地下1層，平面呈L形，南側(cè)長54m，東側(cè)長30m，寬15m.經(jīng)實(shí)際調(diào)查，該建筑物1、2層為門市、3~5層為辦公室，地下室為職工宿舍，處于正常使用狀態(tài)�；�礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土獨(dú)立擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約4m，基礎(chǔ)底距隧道拱頂約5.4m，其南側(cè)距西北風(fēng)道平面最近距離僅6.0m，且地下管線密集，詳見圖1.因此，在該段地鐵風(fēng)道施工過程中，必須嚴(yán)格控制沉降，確保建筑物的結(jié)構(gòu)安全。

    1.3 工程地質(zhì)與水文
    地質(zhì)西北風(fēng)道主要通過第四紀(jì)全新世沖洪積層和第四紀(jì)晚更新世沖洪積層，地層從上至下依次為填土①、粉土③、粉質(zhì)黏土③1、粉細(xì)砂③3、中粗砂④4、圓卵礫石⑤、粉質(zhì)黏土⑥。風(fēng)道拱部、底部為粉質(zhì)黏土，邊墻為砂卵層�？辈祀m未測到上層滯水，但由于地下管線滲漏可形成上層滯水，分布極為不均勻，對暗挖施工的影響很大。潛水埋深16.94~18.61m，賦存于圓礫卵石⑤層和中粗砂⑤1中，潛水含水層位于結(jié)構(gòu)中部，對暗挖施工有影響。承壓水埋深23.83~25.58m，位于結(jié)構(gòu)底板附近，局部侵入結(jié)構(gòu)底板。承壓水頂面處的砂質(zhì)粉土⑥2層，受水位變化的影響，施工時(shí)極易喪失強(qiáng)度，形成水土流失。
    2、工程難點(diǎn)分析
    （1）3501廠大樓位于西北風(fēng)道側(cè)上方，且采用獨(dú)立擴(kuò)大基礎(chǔ)，風(fēng)道暗挖通過時(shí)整體呈現(xiàn)偏壓狀態(tài)，建筑物受不均勻沉降影響明顯。
    （2）西北風(fēng)道斷面較大，采用CRD工法施工，分部多、跨度大，施工中應(yīng)力轉(zhuǎn)換頻繁，對地層造成多次擾動(dòng)，對地面建筑物不利。
    （3）由于地下管線滲漏水嚴(yán)重，導(dǎo)致上層滯水有豐富且穩(wěn)定的補(bǔ)給，風(fēng)道結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)土體長期受滲漏水影響已呈飽和狀，部分地層中存在水囊、空洞。
    （4）由于降水工作滯后的影響，對風(fēng)道開挖造成不利影響，導(dǎo)洞的施工順序不利于地層的穩(wěn)定，增加了工程風(fēng)險(xiǎn)。
    （5）該區(qū)域內(nèi)地下管線密集，地面臨舍較多，且臨近東三環(huán)路，施工場地狹小，增加了施工難度。
    3、施工方法
    3.1 總體思路
    根據(jù)以上分析，該段風(fēng)道施工的關(guān)鍵是必須嚴(yán)格控制沉降，保證地面建筑物的安全，同時(shí)保證暗挖風(fēng)道自身結(jié)構(gòu)以及施工的安全。在充分考慮工程所處的環(huán)境和地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，為使本工程能順利完成，施工方案的總體思路如下。
    （1）風(fēng)道采用CRD法施工，并增設(shè)臨時(shí)仰拱達(dá)到“小分塊、快封閉”的目的，減小沉降。
    （2）在風(fēng)道和建筑物之間設(shè)置隔離樁，達(dá)到隔離地層的目的，減小相互影響。
    （3）通過小導(dǎo)管注漿加固達(dá)到改良地層、抑制水患的目的，控制地層變形。
    （4）加強(qiáng)監(jiān)控量測，強(qiáng)化信息化施工，及時(shí)全面掌握暗挖隧道在施工過程中對周圍環(huán)境的影響范圍、影響程度以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形狀況。
    3.2 風(fēng)道初支施工西北風(fēng)道為大斷面淺埋暗挖隧道，采用CRD工法分為3層6個(gè)導(dǎo)洞施工，初支施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”基本原則。由于先期降水不到位，導(dǎo)洞施工順序改為先1號(hào)、3號(hào)后2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)的順序，為減少拱部大面積開挖后對地層的影響，施工采取分部開挖、化大為小，增設(shè)臨時(shí)仰拱、及時(shí)封閉的方法，詳見圖2.

    具體施工措施如下。
    （1）開挖前拱部130°范圍內(nèi)打超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固地層，超前小導(dǎo)管為Φ32（壁厚3.25mm）鋼花管，環(huán)向間距0.3m，長度2.5m， 并與格柵拱腳焊牢。超前預(yù)注漿采用水泥水玻璃雙液漿，注漿壓力0.3~0.5MPa。
    （2）鋼格柵間距500mm，拱腳打設(shè)2根Φ32（壁厚3.25mm）鎖腳錨管，長度2.5m，并與格柵拱腳焊牢。
    （3）1號(hào)、3號(hào)導(dǎo)洞采用臺(tái)階法開挖，上臺(tái)階開挖后立即安裝鋼格柵和臨時(shí)仰拱，使上斷面支護(hù)能夠及早封閉成環(huán)，減少沉降。臨時(shí)仰拱采用I25a工字鋼，兩端通過連接板與鋼格柵栓接。
    （4）鋼格柵、鋼筋網(wǎng)安裝好后，采用縱向連接筋將每榀鋼格柵連成一體，保證整體受力，然后噴設(shè)C25混凝土至設(shè)計(jì)厚度。
    （5）施工中加強(qiáng)工序銜接，盡量縮短開挖與支護(hù)的時(shí)間。臺(tái)階長度控制在3~5m，初期支護(hù)及時(shí)封閉成環(huán)，初支完成達(dá)到一定強(qiáng)度后，及時(shí)進(jìn)行初支背后回填注漿，漿液采用1∶1水泥漿，注漿壓力控制在0.3MPa左右。
    （6）為減少地層的沉降，減少對地層的擾動(dòng)范圍，相鄰各導(dǎo)洞工作面必須錯(cuò)開10m以上，且施工過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，指導(dǎo)施工。
    3.3 隔離樁施工
    西北風(fēng)道外側(cè)距3501廠大樓南側(cè)墻最小水平距離僅6m，為減小風(fēng)道開挖對建筑物的影響，在風(fēng)道外側(cè)壁與樓房之間、距大樓1m處、沿大樓東南角設(shè)計(jì)了1排隔離樁對其進(jìn)行保護(hù)。隔離樁采用Φ800@1200mm鉆孔灌注樁，樁長28m，共設(shè)置15根。由于受地下室影響（南側(cè)地下室結(jié)構(gòu)向外挑出），大樓南側(cè)隔離樁無法施工，實(shí)際僅在東側(cè)施作11根。鉆孔樁采用反循環(huán)鉆機(jī)成孔、地面綁扎鋼筋籠、水下灌注樁身混凝土工藝施工。
    3.4 小導(dǎo)管注漿加固
    在西北風(fēng)道初支施工時(shí)，靠3501廠大樓一側(cè)風(fēng)道邊墻采用超前小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)注漿加固。其作用是通過帶孔眼的導(dǎo)管將各種適應(yīng)不同地層的漿液注入滲透至地層的有效范圍內(nèi)，以達(dá)到改變地層參數(shù)，提高地層自身承載能力的目的。小導(dǎo)管采用Φ32（壁厚3.25mm）鋼花管，長度3.5m，間距0.3m，縱向2榀格柵1環(huán)。加固范圍從西北風(fēng)井到風(fēng)道第二個(gè)轉(zhuǎn)彎處。漿液選取，粉土采用30Be′的水玻璃；中粗砂、卵石、礫石層采用1∶1水泥水玻璃雙液漿；大顆粒含量較多、孔隙較大的地層可采用水灰比1∶1水泥漿液，施工中根據(jù)地層變化進(jìn)行調(diào)整，注漿壓力0.3~0.5MPa. 4 監(jiān)控量測4.1沉降分析為提供及時(shí)可靠的沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，用以評(píng)定風(fēng)道施工對3501廠大樓的影響，以確保該建筑物的結(jié)構(gòu)安全，在該建筑物南側(cè)布置了4個(gè)沉降監(jiān)測點(diǎn)，對其進(jìn)行連續(xù)的沉降觀察。各點(diǎn)的沉降監(jiān)測時(shí)間及累計(jì)沉降值如表1所示。

    由表1可以看出，3501廠大樓監(jiān)測到的累計(jì)沉降值最大為-32.12mm，平均沉降速率為-0.08mm/d，差異沉降最大為-35.92mm.下面對沉降最大的CJ1-2點(diǎn)進(jìn)行分析研究，CJ1-2點(diǎn)的沉降曲線如圖3所示。
    由圖3可見，3501廠大樓CJ1-2點(diǎn)的沉降大體分為4個(gè)階段：
    （1）ab段，此段對應(yīng)西北風(fēng)道1、3號(hào)導(dǎo)洞施工，由于導(dǎo)洞的開挖，沉降迅速發(fā)展；
    （2）bc段，由于降水未啟動(dòng)，西北風(fēng)道暫停開挖，沉降僅隨初支背后注漿上下波動(dòng)；
    （3）ce段，此段對應(yīng)西北風(fēng)道2、4、5、6號(hào)導(dǎo)洞施工，由于導(dǎo)洞的開挖，沉降繼續(xù)發(fā)展；
    （4）ef段，此段對應(yīng)風(fēng)道開挖完成，斷面封閉成環(huán)，測點(diǎn)CJ1-2的監(jiān)測數(shù)據(jù)隨之穩(wěn)定下來，且一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。由沉降曲線的變化規(guī)律可見，沉降隨西北風(fēng)道的施工而變化，ab段的變化速率明顯大于ce段，說明建筑物的沉降受上層導(dǎo)洞的影響非常大，施工必須嚴(yán)格控制開挖尺寸與步距、盡量縮短封閉時(shí)間；bc段的波動(dòng)說明背后注漿可有效的抑制沉降的發(fā)展，施工中應(yīng)堅(jiān)持多次反復(fù)注漿，但應(yīng)注意控制注漿壓力。總之，3501廠大樓CJ1-2點(diǎn)的沉降符合正常的沉降規(guī)律。從整體來看，大樓略微向東南角傾斜，說明該處防護(hù)還有薄弱環(huán)節(jié)，究其原因可能與隔離樁未能提早完成有關(guān)；平面上地層土體在該段雙面開挖臨空，地層應(yīng)力放散大。

    4.2 建筑物安全性評(píng)價(jià)根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007—2002）的有關(guān)規(guī)定，西北風(fēng)道旁的3501廠大樓其不均勻沉降允許值為0.004（沉點(diǎn)沉降差與距離之比）。
    該建筑物的最大沉降值為-32.12mm，最小沉降為3.80mm，最大差異沉降為35.92mm，距離為54m，由此計(jì)算3501廠的不均勻沉降為：35.92/54000=0.000665<0.004.由此可見，該建筑物的沉降在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，建筑物是安全的。
    5、結(jié)語
    對于緊鄰建筑物的淺埋暗挖大斷面隧道施工，控制沉降是首要而又關(guān)鍵的問題。施工中應(yīng)堅(jiān)持“早封閉，勤量測”的原則，一方面通過采取分部開挖、增設(shè)臨時(shí)仰拱、設(shè)置隔離樁和小導(dǎo)管注漿加固的方法施工；另一方面加強(qiáng)監(jiān)控量測、及時(shí)反饋，做到信息化施工，就能很好地解決此類問題。

    參考文獻(xiàn)：
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