（中鐵上海工程局集團華海工程有限公司，上海 201101）

在大斷面地鐵隧道工程的淺埋暗挖施工過程中，如果有建筑物緊鄰施工區(qū)域，施工單位應加強對施工現(xiàn)場環(huán)境的勘測，并應進行建模分析。通過對施工方案的模擬并優(yōu)化開挖施工順序，應驗證緊鄰建筑物防護措施的有效性，確保各項技術(shù)參數(shù)與施工現(xiàn)場的實際情況相一致。施工單位在施工過程中應結(jié)合前期模擬計算數(shù)據(jù)對施工技術(shù)工藝加強控制管理，嚴格控制沉降位移等問題，避免對緊鄰建筑物結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)固性造成不利影響，確保地鐵隧道工程的施工建設(shè)能夠順利實施，推動我國城市地鐵軌道交通系統(tǒng)的健康長遠發(fā)展。

1 工程概況

某地鐵隧道工程施工區(qū)域內(nèi)地層結(jié)構(gòu)復雜，需要進行大斷面淺埋暗挖施工。在地鐵隧道工程區(qū)域的東側(cè)有密集建筑物，其中有兩棟建筑物與工程區(qū)域緊鄰，易受到地鐵隧道工程開挖施工的影響而產(chǎn)生明顯沉降問題，需要采用相應的施工控制技術(shù)。

2 模擬優(yōu)化緊鄰建筑物大斷面淺埋暗挖地鐵隧道施工方案

2.1 建模計算分析

緊鄰建筑物大斷面淺埋暗挖地鐵隧道施工前，為了提高施工控制技術(shù)應用的合理性、有效性，施工單位應首先通過建模方式對施工控制技術(shù)的各項參數(shù)進行計算分析。在模擬計算時應采用專業(yè)軟件，利用有限元分析方式對地鐵隧道工程及緊鄰建筑平面應變進行計算。計算分析時可簡化分析圍巖設(shè)定的連續(xù)性，應結(jié)合地鐵隧道工程的具體埋深等數(shù)據(jù)確定其寬度和下邊界，并進行計算單元和結(jié)點的劃分確定。

為了準確了解緊鄰建筑物與地鐵隧道施工的關(guān)聯(lián)性，施工單位應對不同的施工控制技術(shù)方案進行對比分析，以優(yōu)化各項技術(shù)參數(shù)，提高開挖施工工序的合理性。根據(jù)該地鐵隧道工程施工現(xiàn)場地層的實際情況，應對填土、粉細砂、粉質(zhì)黏土、中粗砂、注漿加固區(qū)及初支結(jié)構(gòu)的彈性模量、黏聚力、內(nèi)摩擦角、泊松比及容重等各項參數(shù)進行計算。

2.2 不同工況條件模擬

建模計算時應合理選擇斷面位置，由于該施工段與兩棟建筑緊鄰，可選擇建筑與地鐵隧道工程施工區(qū)域間距最小處作為計算斷面，以保證計算分析結(jié)構(gòu)的客觀性和準確性。施工單位應結(jié)合施工控制技術(shù)工藝在不同的工況條件下，分析地鐵隧道開挖對緊鄰建筑的具體影響程度。

根據(jù)兩棟建筑物基礎(chǔ)與地鐵隧道工程開挖斷面的不同水平距離，施工單位選擇了相應的施工工藝，在與緊鄰建筑物距離約6.7 m的不同地鐵隧道斷面采用了中洞施工技術(shù)，在間距為4.3 m的地鐵隧道斷面采用了雙側(cè)壁導坑施工技術(shù)，在間距為5.3 m的隧道斷面采用了上下臺階施工技術(shù)，對地鐵隧道與隔離樁間的不同距離等工況條件進行了模擬分析，以確定具體的施工控制技術(shù)工藝。

2.3 各工況條件下的模擬計算分析

施工單位在不同的工況條件下對地表沉降量、建筑兩側(cè)沉降差異值、建筑基礎(chǔ)緊鄰地鐵隧道側(cè)的水平位置量分別進行了模擬計算。經(jīng)計算分析發(fā)現(xiàn)，采用了設(shè)置隔離樁的施工控制技術(shù)后，兩棟緊鄰建筑物的基礎(chǔ)沉降差異、地表沉降均有明顯下降。設(shè)置隔離樁后，將地鐵隧道開挖施工導致的地層變形有效阻隔，避免其向緊鄰建筑方向擴張，且應在地鐵隧道側(cè)壁和隔離樁間采取注漿加固措施，以進一步提高沉降控制效果。

根據(jù)對不同地鐵隧道開挖順序的模擬分析可以發(fā)現(xiàn)，先開挖與緊鄰建筑基礎(chǔ)水平間距較遠的地鐵隧道斷面工況下的沉降量較小。隔離樁與地鐵隧道開挖斷面相距較近時，產(chǎn)生的建筑物沉降差異及地表沉降均相對較小。施工單位應根據(jù)以上模擬計算分析結(jié)果，優(yōu)化施工控制技術(shù)方案的選擇和技術(shù)參數(shù)。

3 緊鄰建筑物大斷面淺埋暗挖地鐵隧道施工控制技術(shù)核心

3.1 地鐵隧道工程地表隔離施工控制技術(shù)要點

由于該地鐵隧道工程的某施工段與兩座建筑物緊鄰，在淺埋暗挖施工過程中易對建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生較大影響。施工單位在充分掌握施工現(xiàn)場的實際情況后，決定采用設(shè)置隔離樁的方式控制緊鄰建筑物的沉降問題，以防止其在受到施工擾動后出現(xiàn)明顯的沉降變形。

在施工過程中，施工單位結(jié)合建模模擬結(jié)構(gòu)，將鉆孔灌注隔離樁的規(guī)格確定為Φ800@1 200。隔離樁與地鐵隧道間的距離控制在1.5 m時，緊鄰建筑物、地表沉降的最大差異沉降值在3.79、36.17 mm左右。隔離樁與地鐵隧道間的間距縮小到0.5 m時，差異沉降值明顯下降，但土體厚度過薄，其穩(wěn)定性會相應降低，因此，在施工實踐中應將地鐵隧道與隔離樁間的距離控制在1.5 m左右。

3.2 地鐵隧道工程洞室開挖施工控制技術(shù)要點

該地鐵隧道工程存在大小兩種斷面，其施工比較復雜，大斷面開始施工時，由于施工段與周邊建筑物緊鄰，因此，需要采取分塊開挖方式進行施工，雖與并行開挖大小斷面洞室對緊鄰建筑沉降的影響基本相同，但其施工效率較低，對工期會造成一定影響。

該地鐵隧道工程的右線是施工控制的重點，根據(jù)其單線斷面特點，在起始施工段先進行右線的開挖作業(yè)，開挖至約20 m處時開始左線的開挖作業(yè)。該施工段中存在3個緊鄰洞室，應先掘進兩側(cè)隧道，并在完成隧道兩側(cè)的二襯施工后再開挖中間隧道部分。

3.3 地鐵隧道工程超前注漿加固施工控制技術(shù)要點

超前注漿加固技術(shù)可有效控制沉降，也是加固處理軟弱地基的重要施工控制技術(shù)。在本次地鐵隧道工程的施工中，為了避免對緊鄰兩幢樓房建筑產(chǎn)生影響，采用了設(shè)置隔離樁的施工技術(shù)。

由于施工現(xiàn)場為砂層及粉土結(jié)構(gòu)，地層的自穩(wěn)定性相對較低，在地鐵隧道工程淺埋暗挖施工過程中可能會導致緊鄰建筑物出現(xiàn)沉降位移問題，施工單位應采用超前注漿加固技術(shù)加以控制處理?？筛鶕?jù)具體的地層條件及地鐵隧道的不同結(jié)構(gòu)部分特點，對超前注漿加固的具體施工工藝進行優(yōu)化選擇。

在地鐵隧道工程拱部結(jié)構(gòu)部分超前注漿施工中，采用小導管規(guī)格為Φ32.5，其長度為25 m，其循環(huán)長度控制在1 m左右，注漿漿液成分主要由水玻璃及水泥構(gòu)成。在施工過程中，施工單位應合理配置注漿設(shè)備，并將注漿壓力控制在0.3～0.5 MPa，且壓力應逐漸加大。當注漿壓力達到階段標準后應暫停3～5 min左右，再繼續(xù)注漿，這一循環(huán)過程應反復進行2～3次，直至漿液充滿。

完成注漿作業(yè)后，施工單位應對漿液的凝固程度進行檢查，檢測合格后再進行開挖施工，在開挖過程中應實時監(jiān)測加固效果，以保證施工的質(zhì)量安全。

對地鐵隧道工程相鄰洞室進行超前注漿加固施工時，由于該地鐵隧道工程緊鄰建筑物，施工段洞室間土柱的自穩(wěn)性能相對較差、厚度較薄。施工單位根據(jù)實際情況采用了對拉錨管注漿及超出錨管注漿加固的施工技術(shù)，以保證狹窄土柱的加固效果。

通過超長錨管注漿加固改善了土體的自穩(wěn)性能和承載性能，對拉錨管與地鐵隧道的兩側(cè)結(jié)構(gòu)形成了閉合支護結(jié)構(gòu)，可以進一步提高其承載能力。施工單位在施工過程中應從隧道一側(cè)側(cè)壁開始向另一側(cè)進行注漿錨管的錨固施工，錨管規(guī)格為Φ32.5，應結(jié)合隧道相鄰洞室的實際情況確定錨管的長度，使其可牢固連接在初支鋼格柵。

施工單位應在其他位置設(shè)置液相長錨管，以便加固土體深部。施工時應采用梅花形布局方式，布設(shè)隧道側(cè)壁的注漿錨管，且應將錨管間的橫縱間距分別控制在0.5 m和1.5 m左右。

在本次地鐵隧道工程的施工過程中，由于其左線與隔離樁間的土體厚度僅為1.5 m，若受到擾動會發(fā)生坍塌等嚴重的安全事故，且無法應用普通的注漿加固技術(shù)進行處理。施工單位根據(jù)現(xiàn)場的實際情況采用袖閥管注漿技術(shù)，通過分段分層的注漿施工技術(shù)，對地鐵隧道頂部和隔離樁間的土體進行加固處理，可有效控制樁側(cè)向變形問題。

3.4 地鐵隧道工程施工控制效果分析

在地鐵隧道工程的開挖施工過程中，施工單位對緊鄰建筑物的沉降情況進行了實時監(jiān)測，在完成了隔離樁及二次襯砌施工后，再次測定了緊鄰建筑物的沉降值。

兩幢緊鄰建筑物的最小沉降值分別為13.21、13.22 mm，其最大沉降值分別為16.58、14.99 mm，兩座建筑物的差異沉降最大值分別為3.37、2.77 mm，沉降差異為0.2‰左右，控制在設(shè)計標準允許的范圍內(nèi)，施工控制技術(shù)的應用取得了良好的效果。

4 結(jié)語

地鐵工程是我國現(xiàn)代化城市建設(shè)中重要的公共交通系統(tǒng)工程，由于地鐵隧道工程的沿線區(qū)域有大量建筑物存在，在淺埋暗挖施工過程中施工單位必須充分了解施工區(qū)域的環(huán)境條件，并對施工方案及緊鄰建筑物的保護措施進行科學的計算分析，以準確確定各項技術(shù)參數(shù)，為施工控制提供可靠的參考依據(jù)。在地鐵隧道工程的開挖施工時，施工單位應合理應用施工控制技術(shù)，保證施工的質(zhì)量安全，減少對緊鄰建筑物的影響，確保地鐵隧道工程能夠順利實施。