上海人民大道过街地道设计施工中的地铁保护措施摘 要:基坑工程的实施往往会对周边已建或在建的地铁车站及区间隧道产生影响,针对这一问题,介绍了上海市人民大道过街地道扩建工程中采用的一系列地铁保护、控制区间隧道变形、确保地铁正常运营的技术措施和效果。关键词:基坑工程;地铁保护;区间隧道;变形 人民广场是上海市中心的重要公交枢纽,轨道交通1、2、8号线在此均设有车站。随着人民广场地区客流量的不断增大,原有的人民大道南北过街地道已无法满足正常的通行要求,故需在原地道旁另辟一条平行的新通道(见图1),并与原有地道打通,合成一条过街地道。而该新建地道恰好位于1号线两条区间隧道中间(见图2),距离区间隧道仅1m左右;同时,该工程地处市中心繁华区,基坑开挖深度达8. 15m。因此,对周边环境保护要求很高,系属超一级的基坑保护等级。
1 影响地铁区间隧道变形的主要因素 1号线区间隧道外径为6. 2 m,内径为5. 5 m, 由6块预制钢筋混凝土管片拼装而成,混凝土强度等级C50,抗渗等级S10。过街地道工程基坑施工引起的软弱地层变形对地铁区间隧道的影响很大,主要原因是: (1)坑内降地下水和抽取承压水; (2)超深开挖引起坑底土隆起; (3)基坑围护墙产生的变形。 上述因素给地铁区间隧道的安全带来了风险,如果控制和处理不当,将会严重影响1号线的正常运营。2 工程实施中的地铁保护措施和效果 本工程设计和施工的难点在于确保地铁区间隧道的安全。在总结了多年来大量有关地铁保护的设计施工理论与实践以及经验与教训的基础上,运用“时空效应”和“工程控制论”等理论制订和实施了本基坑工程实施过程中对区间隧道的一系列保护措施。 (1)由于过街地道工程基坑围护墙体的施工往往会引起地铁区间隧道的位移,我们选用了对周边土层影响最小的三轴搅拌桩,并在设计中明确,搅拌机必须具有纠偏装置,并规定具体压力、速度、喷浆量、水灰比、水泥掺量等施工参数,用严格的监测手段控制施工过程,达到控制隧道结构位移的目的。 (2)在坑内进行全断面的地基加固,改变原有土体的性质,以控制基坑底土体的隆起和坑内降水而引起的旁侧区间隧道的位移。 (3)充分利用软土地基的“时空效应”设计和施工方法,通过空间有限元法计算分析地铁区间隧道的变形。 (4)加大围护墙体的刚度,围护墙采用“插二隔一”的型钢水泥土搅拌桩。 (5)基坑内钢支撑体系的刚度要足够大,而且可以随时按需施加轴力,从而便于控制围护墙体的变形。 (6)设计要求在隧道的两侧开挖前预先设置跟踪注浆管,通过全自动监测仪器,对区间隧道的位移进行跟踪监测,及时按需主动注浆,补偿土体扰动产生的空隙,从而控制隧道结构的变形。 从工程实施过程的监测资料可以看出,上述地铁区间隧道的保护措施是成功的。工程中,围护体变形极小,均在6 mm以内(见图3、图4)。
3 结语 在人民大道过街地道设计施工过程中,由于把“时空效应”的设计方法与“工程控制论”有机地结合在一起,有效地保护了正在运营中的地铁1号线的安全。其中,强化围护结构和支撑体系、掌握基坑土层的特征、对基坑进行适当加固、对施工过程进行全程监测、及时反馈信息以及动态地控制地铁区间隧道的位移等做法都是行之有效的。参考文献[1]刘建航.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.[2]孙更生,郑大同.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社, 1984.
