朱瑤宏 酈 亮

(寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司，315016，寧波∥第一作者，教授級高級工程師)

所謂協(xié)同，是指協(xié)調(diào)兩個或者兩個以上的不同資源或者個體，協(xié)同一致地完成某一目標(biāo)的過程或能力。對事物雙方或多方而言，協(xié)同的結(jié)果使個體獲益，整體加強(qiáng)，共同發(fā)展。反之，互相拆臺，無序競爭，則系統(tǒng)發(fā)揮不了整體性功能而終至瓦解。依據(jù)物權(quán)法的立法思想，即是一物的產(chǎn)生(建設(shè))必須保證既有物的完好無損，否則要承擔(dān)賠償?shù)暮蠊＼壍澜煌ǖ男藿ㄟ^程對城市環(huán)境的不利影響是無法回避的，一部城市軌道交通的建設(shè)史，也是對城市環(huán)境保護(hù)的奮斗史;反之，城市在軌道交通周邊的開發(fā)建設(shè)過程，卻又成為一部軌道交通的保護(hù)史。建設(shè)和保護(hù)就像一場永無止境的循環(huán)競賽，由此帶來了施工難度增加、資源浪費(fèi)。針對該問題，本文提出一種新的理念:“建設(shè)協(xié)同”。根據(jù)這一理念，制定并實(shí)施種種超前的措施，大大降低軌道交通及城市環(huán)境的各自保護(hù)難度，以此來減少社會總成本。

1 軌道交通對城市環(huán)境的影響及其控制

1.1 基坑施工對城市環(huán)境的影響及其控制

軌道交通地下車站的基坑大多鄰近已有建筑物、地下管線、高架道路等?；有逗煽芍聡o(hù)結(jié)構(gòu)本體受力變形，引起周圍地層地下水位和土體應(yīng)力狀態(tài)的改變。特別是軟土地區(qū)深基坑的開挖，通常會產(chǎn)生較大的圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和地面沉降，從而可能造成房屋開裂、管線泄漏等現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至造成支撐體系失穩(wěn)、基坑坍塌。

針對基坑施工卸荷引起的周邊環(huán)境沉降變形，國內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究:通過采用試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和解析分析，以及基于監(jiān)測數(shù)據(jù)挖掘而開展的變形反分析計(jì)算等方法，從多角度論述了基坑地層土特性、圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系、墻體入土深度、地下水分布、開挖方式及施工控制等各個因素對基坑變形的影響規(guī)律，為工程實(shí)施提供了可靠的理論指導(dǎo)［1－3］;通過劃分保護(hù)等級、提出變形控制指標(biāo)、嚴(yán)格監(jiān)測監(jiān)控、嚴(yán)密組織施工等措施，使基坑施工過程中對周邊環(huán)境的影響得到控制。然而，由于地質(zhì)條件的變化多樣，且周邊構(gòu)建物的個體差異也很大，軌道交通及城市環(huán)境的保護(hù)都很不易。

1.2 盾構(gòu)施工對城市環(huán)境的影響及其控制

盾構(gòu)施工會對上覆土體產(chǎn)生擾動，土體損失、孔隙水壓變化及襯砌變形等因素會破壞原有的土體平衡狀態(tài)，使土體的原始應(yīng)力重新分布，地表發(fā)生水平移動、下沉變形、傾斜及非連續(xù)變形，從而可能引起鄰近建筑物的沉降、開裂、傾斜。軟土地區(qū)的盾構(gòu)施工還存在隧道自身的上浮、沉降、開裂、漏水、錯臺等大量問題［7－8］。

針對上述問題，一方面，可采用經(jīng)驗(yàn)公式估算盾構(gòu)施工對周邊環(huán)境的影響程度，必要時事先采取處置措施;另一方面，可在盾構(gòu)機(jī)的機(jī)械操控和施工工藝上實(shí)施調(diào)整和管理，隨著盾構(gòu)的掘進(jìn)，周邊環(huán)境不斷發(fā)生變化，動態(tài)調(diào)整盾構(gòu)土倉壓力、出土速度、推進(jìn)速度、同步注漿壓力、漿液配比、管片排版等參數(shù)，實(shí)施精細(xì)化施工。

2 城市環(huán)境對軌道交通的影響及其控制

伴隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，城市地下空間也在大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，在已建軌道交通隧道附近出現(xiàn)了各種各樣的施工活動。房屋深基坑開挖、隧道施工、樁基施工、大面積堆載等，會對軟土地基造成擠壓擾動，改變地基土的應(yīng)力狀態(tài)和地基土的變形特性，從而導(dǎo)致軌道交通工程變形。多項(xiàng)實(shí)測資料表明，即使體量龐大的地下車站，在軟土環(huán)境下，周邊基坑的開挖也會使其發(fā)生毫米級的位移和變形，而軟土環(huán)境下盾構(gòu)隧道的變形破壞更是十分常見。于是，誕生了一項(xiàng)新的工作——軌道交通保護(hù)。

國內(nèi)外眾多學(xué)者通過大量具體的研究，提出了種種保護(hù)手段:在隧道外部注漿糾偏;應(yīng)用時空效應(yīng)原理減小隧道上抬變形;地基加固體和地下結(jié)構(gòu)物作為異質(zhì)體阻斷位移傳遞;對緊貼基坑地下連續(xù)墻的土體進(jìn)行二次加固，采取設(shè)置遮攔樁(即隔離樁)和跟蹤注漿;多階變形釋放法保護(hù)既有建筑物;等等［4－6］。為保護(hù)軌道交通的正常運(yùn)行，國家還以法律形式制定了軌道交通保護(hù)區(qū)管理規(guī)定，設(shè)定了報(bào)警值。實(shí)際上，相鄰基坑的設(shè)計(jì)和施工是十分困難的，耗資巨大且風(fēng)險(xiǎn)極大。

3 軌道交通與城市環(huán)境的“建設(shè)協(xié)同”

3.1 概念和意義

無論是在老城區(qū)或是新建城區(qū)，軌道交通與周邊既有或?qū)⒂袠?gòu)建筑物的矛盾無法回避，各自實(shí)施保護(hù)也無可厚非。如在城市建設(shè)和軌道交通建設(shè)之初，提出并實(shí)施種種超前的有利于各方的措施，以此來實(shí)現(xiàn)對各方利益的平等保護(hù)，則對社會是一大貢獻(xiàn)。因此，“建設(shè)協(xié)同”的概念是:一方構(gòu)建筑物的施工，為既有或?qū)⒂械南噜彉?gòu)建筑物建設(shè)預(yù)設(shè)方便和保護(hù)措施。

“建設(shè)協(xié)同”的意義在于有效地發(fā)揮土地資源和軌道交通資源的綜合效益，有效規(guī)避了各自保護(hù)的壓力，節(jié)約了大量的投資;尤其是對地下空間，可以整合設(shè)計(jì)、同期施工、共建預(yù)留、達(dá)到共贏。但是，要做到協(xié)同開發(fā)，需要政策、規(guī)劃和資金的支撐。

3.2 關(guān)鍵點(diǎn)

“建設(shè)協(xié)同”的關(guān)鍵點(diǎn)是預(yù)先設(shè)防。預(yù)先設(shè)防是相對于軌道交通保護(hù)這種后期行為而言的主動行為，目的是讓臨近軌道交通的房屋有更強(qiáng)的抗變形、抗噪聲、抗振動等能力，讓不設(shè)防的盾構(gòu)隧道加強(qiáng)抗變形能力，同時又使成本節(jié)約，保護(hù)難度降低。因而，預(yù)先設(shè)防十分必要，且技術(shù)上是可行的。

3.3 預(yù)先設(shè)防的具體設(shè)想

(1)對臨近規(guī)劃軌道交通線路的新建房屋、橋梁及道路，應(yīng)充分考慮軌道交通線路的特點(diǎn)做特殊設(shè)計(jì)，以滿足日后軌道交通建設(shè)的要求。對既有房屋、橋梁、道路，在軌道交通建設(shè)之前應(yīng)認(rèn)真排查、計(jì)算，有需要時事先處置，減少由此帶來的負(fù)面影響。

(2)變生地為半生地，收購站點(diǎn)周邊土地，預(yù)作樓宇基礎(chǔ);與軌道交通同步建設(shè)，強(qiáng)化樓宇防噪抗振設(shè)計(jì)，然后帶基礎(chǔ)出售土地。有條件的地區(qū)可以一次性共同建設(shè)。

(3)當(dāng)軌道交通線路兩側(cè)土地開發(fā)不能同步實(shí)施時，在區(qū)間先于盾構(gòu)施工邊側(cè)的隔離樁，有條件的實(shí)施雙層隔離樁并加注漿條件。隔離樁的成本可以考慮由日后周邊土地的開發(fā)商承擔(dān)。

(4)地質(zhì)條件困難、目前不具備收購條件但又面臨日后高強(qiáng)度開發(fā)的地區(qū)，盡可能采用抗變形能力較強(qiáng)的明挖框架式結(jié)構(gòu)，以減小后期的變形，降低維護(hù)成本?？墒孪仍O(shè)定維護(hù)成本的分?jǐn)偰Ｊ健?/p>

4 結(jié)語

在各地軌道交通建設(shè)突飛猛進(jìn)的時代，強(qiáng)調(diào)軌道交通建設(shè)與城市周邊環(huán)境建設(shè)的協(xié)同有十分迫切而現(xiàn)實(shí)的意義。軌道交通是矛盾的主要一方，更應(yīng)加強(qiáng)減少對城市環(huán)境影響的研究，采取有效措施，保護(hù)周邊環(huán)境。軌道交通保護(hù)的任務(wù)艱巨而成本高昂，倡導(dǎo)“建設(shè)協(xié)同”可以大大降低社會總成本，使利益各方獲得平等保護(hù)。軌道交通的預(yù)先保護(hù)措施技術(shù)上可行，但需要政策環(huán)境的支持。

［1］徐中華，王建華，王衛(wèi)東.軟土地區(qū)采用灌注樁圍護(hù)的深基坑變形性狀研究［J］.巖土力學(xué)，2009，30(5):1362.

［2］丁勇春，王建華，徐中華，等.上海軟土地區(qū)地鐵車站深基坑的變形特性［J］.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，42(11):1871.

［3］談金忠，湯國毅，倪秀平，等.軟土深基坑變形與控制技術(shù)初探［J］.地質(zhì)學(xué)刊，2009(2):179.

［4］劉招偉，王夢恕，董新平.地鐵隧道盾構(gòu)法施工引起的地表沉降分析［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2003(8):1297.

［5］孫統(tǒng)立，張慶賀，胡向東，等.雙圓盾構(gòu)隧道施工土體擾動特性及實(shí)測分析［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005(增2):5950.

［6］張清波，潘慶林，張志偉.盾構(gòu)掘進(jìn)施工引起的交叉隧道沉降監(jiān)測分析［J］.工程勘察，2006(12):63.

［7］陳楓，胡志平.盾構(gòu)偏航引起的地表位移預(yù)測［J］.巖土力學(xué)，2004，25(9):1427.

［8］孫均，劉洪洲.交疊隧道盾構(gòu)法施工土體變形的三維數(shù)值模擬［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2002，30(4):379.

［9］唐文鵬，王志凱.鄭州地鐵建設(shè)和運(yùn)營中的二七紀(jì)念塔保護(hù)方案［J］.城市軌道交通研究，2012(11):61.