专利名称：：对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法
技术领域：
：本发明涉及一种基坑施工方法，特别涉及一种对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，属于建筑工程
技术领域：
。
背景技术：
：随着轨道交通事业的飞速发展，城市地下隧道已经形成了巨大的网络，地下隧道网络在有些大城市的局部地区已相当密集，两层以上隧道在地下相互交错的情况也屡见不鲜。因而在建地铁施工如何降低对邻近区间隧道(或相关建筑)的影响，对之形成保护的问题就被提到了议事日程上来，这个问题对深基坑工程(如地铁车站)和已经运营的轨道交通隧道或车站来说就尤为重要。这是因为深基坑工程的挖土规模和深度都很大，而已经运营的地铁对轨道变形(横向和纵向相对弯曲、曲率半径等)有着严格的要求，过大的变形将影响轨道交通的正常运行，甚至对乘客的生命和财产构成巨大威胁。因此相邻地下隧道，特别是基坑施工不能有丝毫闪失，将在建车站基坑施工对己建运营线路轨道变形的影响降为最低。经对现有技术文献的检索发现，收录于《建筑施工》2004年第6期、孙宪铭、谢弘帅所著《紧邻运营地铁车站的深基坑设计与施工技术研究》一文针对地铁8号线人民广场站深基坑工程施工对紧邻已运营地铁1号线车站形成保护的技术难题，提出了采用逆筑法施工进行保护的解决办法；收录于《建筑施工》2004年第11期、由钟铮、梅英宝著的《紧邻地铁的大型深基坑施工中的环境保护》介绍，宏嘉大厦的基坑周边建筑密集、管线众多，并且距地铁4号线区间隧道9.89m，该基坑开挖深度9.45m，采用加大地铁侧围护结构的入土深度来解决对地铁的影响，其开挖方式为明挖顺筑。收录于《建筑施工》2006年06期的朱毅敏、王智君、张锋著《在地铁隧道上方施工建筑基础的控制技术》一文，介绍了地铁1号线区间隧道上方的地下室基础施工采取分层分小块快速施工基础底板的方式，解决了基坑开挖可能造成地铁隧道上浮的问题，同时也解决了底板结构分块施工的施工缝处理及可能造成的地下室渗漏水的问题。上述文献介绍的都是紧邻地铁车站或地铁隧道上方的基坑施工技术，目前尚未有关于对紧邻运营地铁区间隧道形成全面保护的超深基坑施工技术的报道，而且现有对已运营地铁线路进行保护的施工技术都是简单的从基坑开挖及结构形式考虑，未能系统全面地在施工全过程中采取对己运营地铁线路的保护措施。现有的施工方法忽略了地下连续墙施工阶段以及降承压水对己运营地铁线路的影响，也不加分析地或者采用全逆筑的结构回筑方式，导致增加工期、延长了对已运营地铁线路的影响时间；或者采用明挖顺筑方式，导致基坑变形增大。总之，现有对已运营线路进行保护的施工方法采取的技术措施都具有单一性，无法对相邻己运营地铁区间隧道形成全面保护，一旦发生意外就会对地铁的正常运营造成恶劣的影响。
发明内容本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种对相邻已运营地铁区间隧道能够形成保护的车站基坑施工方法，其不仅在地下连续墙施工阶段，而且在坑内降水井点施工、基坑开挖及结构回筑等阶段采取多方面的综合技术措施，从而达到对已运营地铁区间隧道进行全面保护的目的。本发明是通过如下技术方案实现的一种对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，包括有地下连续墙施工、坑内地基加固、坑内降水井点施工和基坑开挖及结构回筑，其特征在于该车站基坑施工方法还包括基坑外外排土体加固和基坑外内排土体加固。本发明所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其地下连续墙施工增加建造封堵墙，所述基坑开挖及结构回筑在相邻区间隧道埋深相对应的基坑中板以下采用逆筑法、以上采用顺筑法进行施工，所述基坑外外排土体加固是在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑3m外加固土体，所述基坑外内排土体加固是在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑3m内加固土体；所述车站基坑施工方法的操作依序包括有下列步骤(1)基坑外外排土体加固；(2)地下连续墙施工；(3)坑内地基加固；(4)坑内降水井点施工；(5)基坑外内排土体加固；(6)基坑开挖及结构回筑。本发明所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其步骤(1)的具体操作内容为在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑外沿3m处向外加固厚度为3m的土体，加固土体深度超过基坑坑底以下4m，其宽度超过基坑宽度；所述步骤(2)的具体操作内容为縮短分幅宽度，建造基坑的地下连续墙，并且增加建造封堵墙将基坑分隔成较小区域；所述步骤(3)的具体操作内容为自基坑相对应区间隧道埋深的中板及以下各层逆筑中板的位置向下3m对土体进行旋喷桩网格式加固，加固条宽3m、间隔3m;自基坑坑底向下4m对土体进行旋喷桩网格式加固；所述步骤(4)的具体操作内容为综合采用下列阻隔承压水补给措施对基坑内承压水进行控制a.以人造隔水层加大覆土厚度抵抗承压水压力；b.地下连续墙插入不透水层；C.加大地下连续墙插入深度。所述步骤(5)的具体操作内容为在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑外沿3m处向内加固厚度为3m的土体，加固土体深度超过基坑坑底以下4m，其宽度超过基坑宽度并对基坑两侧形成包角；所述步骤(6)的具体操作内容为对基坑区域清挖土体，在与相邻区间隧道埋深相对应的基坑中板以下采用逆筑法施工，在与相邻区间隧道埋深相对应的基坑中板以上采用顺筑法进行施工；该车站基坑施工方法还包括施工监测，其具体操作内容为施工过程中，在以与基坑中线对应的区间隧道位置为中心向左右各50m的范围内，对区间隧道的垂直沉降、水平位移和直径收敛进行实时监测，并根据所得数据指导基坑施工和区间隧道的维护。与现有技术不同的是，本发明所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法在地下连续墙施工阶段增加了采取坑外土体两次加固的措施来加强对相邻区间隧道的隔离保护；在坑内降水井点施工阶段采取阻隔承压水补给的措施，尽量将降水曲线封闭在基坑内，减少了基坑外承压水头的降深，从而降低了由于降承压水而引起基坑外土体，即所保护的区间隧道的沉降量；在基坑开挖及结构回筑阶段增加建造封堵墙将基坑分隔成较小区域，从而增加了基坑支撑结构的刚度、减少了基坑开挖时地下连续墙的变形及其对相邻区间隧道的影响，此外在与相邻区间隧道埋深相对应的基坑中板的上下分别采用顺筑法和逆筑法施工，部分逆筑施工技术使得工程在縮短工期和减小基坑变形之间取得最优平衡点，从而最大限度地减少对相邻区间隧道的影响。总之，本发明系统全面地在施工全过程中采取综合保护措施，起到了对相邻己运营地铁区间隧道的全面保护效果，最大限度地降低了在建地铁车站基坑施工对相邻区间隧道的影响。图1为本发明施工流程图。图2为本发明施工平面示意图。图3为本发明施工立面剖视示意图。图4为本发明施工步骤1示意图。图5为本发明施工步骤2示意图。图6为本发明施工步骤3示意图。图7为本发明施工步骤4示意图。图8为本发明施工步骤5示意图。图9为本发明施工步骤6示意图。图10为本发明施工完成状态示意图。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。本实施例采用了本发明的技术方案进行施工，其给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不局限于下述的实施例。以某地铁车站基坑工程为例，该工程的北端头基坑与已运营的地铁2号线隧道距离很近，若不采取保护措施，则基坑开挖施工将对已运营地铁的区间隧道产生重大影响。该工程采用了本发明所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法进行施工，其施工示意图请参阅图2平面图和图3剖视图，图示区间隧道Sl和S2为己运营的地铁2号线隧道，其中区间隧道S1与将要施工的地铁车站基坑的距离最近，为13m。该基坑工程施工的工艺流程见图1所示，现结合图4—图IO对具体操作过程说明如下(1)基坑外外排土体加固工程首先在车站基坑与区间隧道Sl和S2之间、车站基坑的外侧进行土体加固，土体加固分两次进行，第一次先在基坑与相邻区间隧道Sl和S2之间、自距基坑外沿3m处向外侧加固土体，该施工步骤的示意图参见图4的立面剖视图(以下的图5—IO均为立面剖视图)。第一次加固的外排土体Tl的厚度为3m，其深度超过基坑坑底以下4m，宽度超过基坑宽度；该外排土体T1加固采用常规的三轴搅拌桩加固工艺，施工的主要技术参数如下a.桩径650mmb.ffid巨900mmc.桩长北端头井深度约26.5md.垂直度偏差3%e.水泥掺入量18%f.钻杆下沉速度不大于1.0m/ming.钻杆提升速度不大于1.5m/minh.浆液流量250300L/mini.浆液配比<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>外排土体Tl的加固强度满足28天无侧限抗压强度不小于0.8Mpa。具体的施工质量指标参照上海市《市政地下工程施工质量验收规范DG/TJ08-2006》。在车站基坑与区间隧道S1和S2之间进行土体加固后，外排加固土体T1起到了隔离作用，从而减少之后的地下连续墙施工对已运营地铁区间隧道S1和S2的影响。(2)地下连续墙施工地下连续墙是基坑的围护结构，该工程的地下连续墙厚度lm，深度43.5m。请参阅图5，地下连续墙施工进一步采取如下措施以减少工程对周边的影响a、縮短分幅宽度，建造基坑的地下连续墙Q1。本工程靠近己运营地铁区间隧道Sl和S2的地下连续墙Ql的分幅宽度为3m左右，适当縮短分幅宽度可以有效利用土拱效应的影响、减少槽壁坍方，同时因为分幅縮短，各道工序施工时间也相应地縮短，有利于成槽的稳定，确保施工质量。b、增加建造封堵墙Q2将基坑分隔成较小区域。增加地下连续墙Q1的封堵墙Q2使得靠近已运营区间隧道S1和S2的部分被分隔成尺寸较小的基坑，体现了化整为零的思路，从而增加了基坑支撑结构的刚度、减少了基坑开挖时地下连续墙Q1的变形，同时也减少了基坑开挖对相邻区间隧道S1和S2的影响，降低了基坑开挖的安全风险。本工程在3轴处增加建造了封堵墙Q2(见图5)。c、调整泥浆性能以减少在砂性地层中地下连续墙Ql成槽坍塌的危险性。地下连续墙具体施工要求参见上海市《市政地下工程施工质量验收规范DG/TJ08-2006》。(3)坑内地基加固与通常做法一样，本工程也对基坑内地基进行了加固。请参阅图6，坑内地基加固土体D的加固范围主要有两处一是自与区间隧道S1和S2埋深相对应的基坑中板Pl的位置向下3m(见图3)，以及该基坑中板P1以下各层逆筑中板P2的位置向下3m(见图IO)，加固条宽3m、间隔3m;二是自基坑坑底底板P3向下4m(见图IO)。对土体D进行加固的工艺方式是旋喷桩网格式加固，加固强度满足28天无侧限抗压强度不小于1.2Mpa，具体施工要求参见上海市《市政地下工程施工质量验收规范DG/TJ08-2006》。对各中板P1、P2位置下方进行土体D的加固，可以在土体开挖时起到临时支撑作用和在逆筑中板P1、P2时提供底部承载力，对车站基坑坑底底板P3位置下方进行土体D的加固，能够起到基坑坑底稳定和提供地基承载力的作用。(4)坑内降水井点施工请参阅图7，地铁基坑的施工一定要进行坑内降水井点J的施工，以消除地下水对工程的影响。深基坑一旦开挖，必须保证基坑内承压水头降低一定深度，以满足基坑稳定的要求，然而承压水抽汲所造成的沉降并不比开挖小，其影响范围将大大超过开挖施工本身，也就是说，承压水抽汲所造成的沉降和基坑开挖一样，会对相邻的区间隧道S1和S2造成极大影响。对于大型深基坑而言，即使采取"按需降水、控制降水"等措施，抽水量也是相当可观的，无法根本避免对周围环境的影响，因此必须从根本上减少抽水量，尽量将降水曲线封闭在基坑内。对于这一要求，本发明所述施工方法采取阻隔承压水补给的方法来解决，综合采用下列阻隔承压水补给措施对基坑内承压水进行控制a.基地加固，以人造隔水层加大覆土厚度抵抗承压水压力；b.地下连续墙插入不透水层，完全隔离承压水；c.加大地下连续墙插入深度。具体采用何种措施须根据现场实际情况并结合投资等因素综合考虑。本实施例所述工程采用基坑底土体加固，以人造隔水层加大覆土厚度抵抗承压水压力，此外根据工程所在地区地下承压水水平渗透系数远大于垂直渗透系数的特点，采用地下连续墙Ql深度超过承压井点管2m的方式来隔离承压水，尽量将降水曲线封闭在基坑内，减少了基坑外承压水头的降深，从而降低了由于降承压水而引起基坑外土体的沉降量，同时也就是降低了区间隧道S1和S2的沉降量。(5)基坑外内排土体加固坑内降水井点施工之后，进行第二次基坑外土体加固。请参阅图8，第二次加固是在基坑与相邻区间隧道Sl和S2之间、距基坑外沿3m处向内侧加固厚度为3m的土体，实际上就是加固外排加固土体Tl与地下连续墙Ql之间的土体T2。第二次加固的内排土体T2的厚度为3m，深度超过基坑坑底以下4m，其宽度超过基坑宽度并对基坑两侧形成包角A(参见图2)。该内排土体T2加固可以采用常规的三轴搅拌桩加固工艺或者选喷桩加固工艺，本实施例所述工程采用旋喷桩加固工艺方法，其主要参数如下a.桩径1400mmb.旋喷桩孔中心距盾构出入口孔距、排距均为900mmc.水泥用量550kg/md.高压水灌注压力^30Mpae.水泥浆液灌注压力^1Mpa，气压大于^0.7Mpaf.浆液流量6080L/ming.浆液喷射钻杆提升速度811cm/minh.浆液配比<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>内排土体T2的加固强度满足28天无侧限抗压强度不小于0.8Mpa，具体的施工质量指标参照上海市《市政地下工程施工质量验收规范DG/TJ08-2006》。在车站基坑与区间隧道S1和S2之间进行土体加固后，内排加固土体T2和外排加固土体T1共同起到了隔离作用，从而减小地下连续墙Q1成槽和基坑开挖施工对已运营地铁区间隧道S1和S2的影响。(6)基坑开挖及结构回筑二次基坑外土体加固后，就对基坑区域清挖土体并进行施工。一般来说，基坑施工全部采用逆筑技术能够减小基坑变形，但却会增加基坑开挖和结构回筑工期，而这二者对己运营区间隧道的影响恰好是相反的，而基坑施工全部采用顺筑技术，则会加大基坑变形、縮短工期，因此单一地采用全逆筑或全顺筑都对保护周边环境不利。本实施例采用所述对相邻己运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法进行施工，请参阅图9，在与相邻区间隧道S1和S2埋深相对应的基坑中板P1以下采用逆筑法施工，在与相邻区间隧道S1和S2埋深相对应的基坑中板P1以上采用顺筑法进行施工。再请参阅图IO，该工程的基坑结构回筑由基坑中板P1向下逐步逆筑，完成基坑中板P2直至基坑底板P3;由基坑中板P1向上逐步顺筑，直至完成顶板PO。这种半逆筑施工法使得工程在縮短工期和减小基坑变形之间取得最优平衡点，从而最大限度地减少对相邻区间隧道S1和S2的影响。除此之外，本实施例所述工程还综合采取了以下一些常规措施来控制基坑变形a.土体稳定性控制；b.坑内外土体加固；C.深基坑纵坡稳定性控制；d.支撑体系稳定性控制；e.按"时空效应原理"组织开挖；f.加强立柱桩隆沉监测。在上述施工步骤的实施过程中，为了使地铁区间隧道S1和S2处于绝对安全的状态，工程还设置有施工监测内容，其具体操作为在施工全过程中，在以与基坑中线对应的区间隧道S1和S2的位置为中心(见图2)，向两边各延伸50m的范围内设置监测点，对区间隧道S1和S2的垂直沉降、水平位移和直径收敛进行状态的实时监测，并根据所得数据指导基坑施工和已运营的地铁区间隧道S1和S2的维护。监测采用自动化监测和常规监测相结合自动监测采用电子水平尺自动沉降监测；常规监测包括车站结构垂直沉降监测、隧道区间垂直沉降监测、隧道区间水平位移监测何隧道区间直径收敛监测。本实施例所述工程的监测数据表明，本发明所述对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法取得了良好的保护效果，相邻已运营的地铁区间隧道S1和S2未发生超出标准的沉降或变形。本发明所述对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法在施工全过程的各道工序中采取了系统的综合保护措施，起到了对相邻己运营地铁区间隧道的全面保护效果，最大限度地降低了在建地铁车站基坑施工对相邻区间隧道的影响。从而使地铁线路的正常运营得到了保证。权利要求1.一种对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，包括有地下连续墙施工、坑内地基加固、坑内降水井点施工和基坑开挖及结构回筑，其特征在于该车站基坑施工方法还包括基坑外外排土体加固和基坑外内排土体加固。2、根据权利要求1所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其特征在于所述地下连续墙施工增加建造封堵墙，所述基坑开挖及结构回筑在相邻区间隧道埋深相对应的基坑中板以下采用逆筑法、以上采用顺筑法进行施工，所述基坑外外排土体加固是在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑3m外加固土体，所述基坑外内排土体加固是在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑3m内加固土体。3、根据权利要求1或2所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其特征在于所述车站基坑施工方法的操作依序包括有下列步骤(1)基坑外外排土体加固；(2)地下连续墙施工；(3)坑内地基加固；(4)坑内降水井点施工；(5)基坑外内排土体加固；(6)基坑开挖及结构回筑。4、根据权利要求3所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其特征在于所述步骤(1)的具体操作内容为在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑外沿3m处向外加固厚度为3m的土体，加固土体深度超过基坑坑底以下4m，其宽度超过基坑宽度。5、根据权利要求3所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其特征在于所述步骤(2)的具体操作内容为縮短分幅宽度，建造基坑的地下连续墙，并且增加建造封堵墙将基坑分隔成较小区域。6、根据权利要求3所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其特征在于所述步骤(3)的具体操作内容为自基坑相对应区间隧道埋深的中板及以下各层逆筑中板的位置向下3m对土体进行旋喷桩网格式加固，加固条宽3m、间隔3m;自基坑坑底向下4m对土体进行旋喷桩网格式加固。7、根据权利要求3所述的对相邻己运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其特征在于所述步骤(4)的具体操作内容为综合采用下列阻隔承压水补给措施对基坑内承压水进行控制a.以人造隔水层加大覆土厚度抵抗承压水压力；b.地下连续墙插入不透水层；C.加大地下连续墙插入深度。8、根据权利要求3所述的对相邻己运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其特征在于所述步骤(5)的具体操作内容为在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑外沿3m处向内加固厚度为3m的土体，加固土体深度超过基坑坑底以下4m，其宽度超过基坑宽度并对基坑两侧形成包角。9、根据权利要求3所述的对相邻己运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其特征在于所述步骤(6)的具体操作内容为对基坑区域清挖土体，在与相邻区间隧道埋深相对应的基坑中板以下采用逆筑法施工，在与相邻区间隧道埋深相对应的基坑中板以上采用顺筑法进行施工。10、根据权利要求1或2所述的对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，其特征在于该车站基坑施工方法还包括施工监测，其具体操作内容为施工过程中，在以与基坑中线对应的区间隧道位置为中心向左右各50m的范围内，对区间隧道的垂直沉降、水平位移和直径收敛进行实时监测，并根据所得数据指导基坑施工和区间隧道的维护。全文摘要本发明公开了一种对相邻已运营地铁区间隧道形成保护的车站基坑施工方法，包括有地下连续墙施工、坑内地基加固、坑内降水井点施工、基坑开挖及结构回筑、基坑外外排土体加固和基坑外内排土体加固；所述地下连续墙施工增加建造封堵墙，所述基坑开挖及结构回筑在相邻区间隧道埋深相对应的基坑中板以下采用逆筑法、以上采用顺筑法进行施工，所述基坑外外排土体加固是在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑3m外加固土体，所述基坑外内排土体加固是在基坑与相邻区间隧道之间、距基坑3m内加固土体。本发明在施工全过程中采取综合保护措施，起到了对相邻已运营地铁区间隧道的全面保护效果，最大限度地降低了在建地铁车站基坑施工对相邻区间隧道的影响。文档编号E02D29/045GK101280568SQ20081003812公开日2008年10月8日申请日期2008年5月28日优先权日2008年5月28日发明者余志松,粤张,朱雁飞,裴烈烽,陈裕康申请人:上海隧道工程股份有限公司