基坑施工对运营地铁隧道变形影响及控制研究

      (3)至基坑开挖结束,上、下行线隧道隆起变形最大值分别为+8.04mm和+6.44mm。根据实测变形值,计算开挖区域所对应位置(即SCJ1~12和XCJ1~12监测点范围)隧道变形后的曲率半径和相对变形,得上、下行隧道变形曲率半径分别为:R=63920m和71429m;上、下行隧道相对变形分别为:i=0.3/2500和0.26/2500。变形后上、下隧道曲率半径均大于15000m,相对变形均小于1/2500,满足设计要求。 
      5.2 开挖各阶段隧道变形规律分析
      取隧道变形最大点(SCJ7)为例,分析基坑施工各阶段隧道变形特征和规律。图5表示SCJ7位置处隧道变形与开挖工况相关关系图。图中各施工阶段对应工况见表2。
      由图5可知,在基坑开挖的不同阶段和不同位置,施工对隧道变形影响也不相同:
      (1)分块1、2、3施工阶段上行隧道变形量分别为1.77mm、5.90mm、0.37mm,分别占隧道总变形量的22.0%、73.4%和4.6%。即隧道变形状况与基坑施工位置密切相关,在隧道正上方区域进行基坑开挖时,对隧道变形的影响最大。由此,施工中将隧道正上方开挖区域分26小块进行分块开挖,对控制隧道变形意义重大。
      (2)将分块2开挖分为上行线隧道正上方(Ⅰ)、上下行隧道之间(Ⅱ)、下行线隧道正上方(Ⅲ)3个施工阶段,各阶段变形量分别为1.85mm、0.86mm和1.11mm。即在上行线隧道正上方进行开挖时,隧道变形量最大。
      (3)在下行线隧道正上|考试|大|方(分块2的第Ⅲ阶段)施工时,距离上行线隧道较远,但其施工对上行线隧道产生的变形量大于分块2的施工第Ⅱ阶段所产生的变形。原因可能是由于阶段Ⅲ分块较多、施工周期较长。由此说明,选用合理的分块宽度和最优施工周期,是控制施工中隧道变形的有效方式。
      (4)在完成上行线隧道正上方①~⑦开挖块后,放置了8个月进行后续分块的开挖,期间上行线隧道产生的变形为2.08mm。原因可能是基坑底板施工结束后,底板上砂袋压重不够,以致隧道在放置期间还产生持续的隆起变形。由此得出,在隧道上方进行施工时,必须堆压相当于被挖除土体重量的荷载,方可阻止隧道的进一步隆起变形。 
      6 结论
      通过对实际工程的分析可知,得出如下结论:
      (1)本方案中针对性采用了坑底加固、运营线路两侧进行钻孔灌注桩围护等施工措施,有效地限制了施工过程中地铁隧道的变形发展。
      (2)基坑施工中采用分块、分条的开挖方式,做到“平衡、限时”的原则,确保了隧道变形后的曲率半径和相对变形满足设计要求。分块宽度和施工周期对施工变形的影响是矛盾的统一,施工中必须进行合理布置和组织。
      (3)每块土方开挖结束浇筑底板后,必须及时堆压与开挖土方量相当的荷载,对控制隧道回弹变形作用巨大。