浅埋暗挖地铁车站施工中的沉降分析

浅埋暗挖地铁车站施工中的沉降分析摘要：结合某地铁车站深基坑工程，对拱顶沉降进行监测，重点分析了深基坑周边地表沉降。结果表明，在初衬封闭成环前，沉降速度有明显减小，三个监测点沉降分别为-1.35mm/d、-1.23mm/d、-1.48mm/d；初期支护施工完以后，拱顶还有沉降，但是较小，并且在短时间内就趋于稳定。关键词：地铁；浅埋暗挖；拱顶沉降；沉降控制中图分类号：U455.4文献标识码：A文章编号：前言如今，城市地铁在各大中型城市中飞速发展，浅埋暗挖法施工得到了广泛的应运。由于城市铁路多建于人口密集和建筑物繁多的地段，如何保证隧道施工及地表建筑物的安全就成为了重中之重。因此，对地表沉降及拱顶沉降的控制提出了更高的要求。本文以某地铁工程为例，从分析沉降资料着手，并结合现场施工情况进行分析，找出了导致拱顶沉降的原因，并制定了针对性方案，有效控制了沉降。1工程概况地铁车站为10m站台岛式车站，覆土厚度为1012m，车站底板位于微风化岩上。围岩级别为III级，采用单栱直墙暗挖断面，大拱脚拱盖法施工、钻爆法开挖，开挖断面宽19.2m，高16.2m。本暗挖车站经过的岩层主要为强微风化花岗岩、花岗斑岩，部分地段经过断裂带隧道，围岩分级为IV级，其余段的强微风化隧道围岩分级为IIIV级。本场地地下水类型主要为基岩裂隙水地下水位埋深为4.8013.6m，主要含水层为强、中风化岩带的基岩风化裂隙水。基坑涌水量为376.62m3/d，属富水性较差地层。本车站为大跨度暗挖车站，车站主体开挖分上下台阶，上台阶采用双侧壁导坑法开挖，先开挖左导洞，累计进尺达到15米时开挖右导洞，当左右导洞拱顶沉降基本稳定后，开挖中导。车站采用格栅钢架进行初期支护，间距1.5m打设超前小导管经行超前支护。车站上台阶开挖完毕后，拆除中隔壁经行二次衬砌的施工。上台阶施工完毕后进行下台阶的施工。2施工质量控制2.1施工中存在的问题（1）爆破超挖，支护前未施工初喷，在支护时稍有对围岩的扰动就出现局部坍塌的现象，造成进一步的超挖，超挖部分未能喷砼密实，形成空洞，无法承载，导致沉降增大。（2）爆破开挖后，排危及出渣工序耗时较长，未能及时进行支护施工，导致开挖面暴露悬空时间过长，加快了沉降。（3）初支施工时，拱脚有大量积水，未及时排除，导致拱脚坐落在软弱的土层上，无法达到承力的效果，最终导致初支的整体下沉。（4）在喷砼未密实的情况下，未能及时更进初支背后回填注浆，导致初支与围岩间的空隙未得到填充，沉降持续加大。2.2质量控制措施针对以上现象和施工情况，做出如下调整：（1）修改爆破参数，进一步完善爆破施工，减少超挖，遇到围岩破碎带，采用局部爆破，机械开挖，尽量减小对围岩的扰动造成超挖。（2）爆破后，马上进行初喷，及时封闭掌子面。（3）爆破前，将初期支护所用格栅等材料预先运到施工现场，初喷完毕后，用挖机清理出一个工作空间，立马进行格栅支护，使得支护与除渣可以同步进行，缩短围岩暴露时间。（4）初期支护时，在拱脚位置附近挖设临时积水坑抽水，用碎石换填过软的基层，并在拱脚垫石块或木板，保证拱脚坐落土层的承载能力，抽水完毕后，立即进行喷砼施工。（5）认真作好超前小导管的注浆工作，提高了掌子面前方围岩的强度和刚度，大大减小了开挖引起的围岩松弛和坍塌，减少了超挖，降低了沉降。（6）及时跟进背后回填注浆，每5米埋设2根注浆管并及时注浆。3沉降分析站拱顶每隔10米分布一个沉降点。沉降分析鉴于开挖前期沉降较为显著，故选取了施工前期的三个连续拱顶沉降点20、21、22号点，对应里程为K3+705.178、K3+695.178、K3+685.178的沉降观测数据进行分析，调整前的沉降变化曲线如图1所示。图1拱顶沉降曲线由以上监测数据以及沉降变化曲线可以看出：（1）在初衬封闭成环前，拱顶沉降速度快，沉降量大，三个监测点分别沉降-1.97mm、-1.86mm、-1.81mm。（2）初期支护结束后，拱顶沉降速度有所减慢，但3个点仍分别以平均-0.99mm/d、-1.04mm/d、-0.77mm/d速度沉降，经过很长一段时间之后才趋于稳定。（3）支护前期的沉降量占总沉降量的一大部分。调整后选取拱顶沉降点号23、24、25对应里程为K3+675.178、K3+665.178、K3+655.178的监测数据进行分析，沉降变化曲线如图2所示。图2拱顶沉降曲线由以上监测数据及沉降曲线可以看出：（1）在初衬封闭成环前，沉降速度有明显减小，三个监测点分别沉降-1.35mm/d、-1.23mm/d、-1.48mm/d.（2）初期支护施工完以后，拱顶还有沉降，但是较小，并且在短时间内就趋于稳定。4结论通过以上施工改进前后的沉降分析可以知道，通过超前小导管的注浆对围岩的加固，严格控制爆破超挖以及迅速进行支护，很好的控制了施工前期的沉降量和沉降速度；通过对支护过程中拱脚位置的排水以及加固，使得车站的整体稳定性得到了保证，降低了中期的继续沉降；通过背后注浆的及时跟进，填补了初支背后的空隙，加强了初支的强度和刚度，进一步减小了沉降。因此，在浅埋暗挖法施工中，要坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的方针，不仅能保证施工安全和质量，又可以有效的控制地表沉降和拱顶沉降。参考文献：1江权，冯夏庭，苏国韶，陈国庆基于松动圈一位移增量监测信息的高地应力下洞室群岩体力学参数的智能反分析岩石力学与工程学报，2007，26（1）：2654-26622钱鸣高等岩层控制的关键层理论M中国矿业大学出版社，20003关宝树，杨其新地下工程概论M西安交通大学出版社，20014钱鸣高等岩层控制的关键层理论M中国矿业大学出版社，20005贺志勇.城市地下隧道工程信息化施工监测技术研究D.广州：华南理工大学，2007：232-235.6郭建强，龚洪祥，李俊才，等地铁车站深基坑施工对临近建筑