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超深基坑施工對地鐵盾構(gòu)保護(hù)的施工實(shí)踐

文檔作者：邵凱平，劉翔，俞宏，王家紅文檔來源：浙江省一建建設(shè)集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月08日
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6
施工技術(shù)
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2013年7月上
第42卷第13期
DOI：10．7672／s自s2013130006
超深基坑施工對地鐵盾構(gòu)保護(hù)的施工實(shí)踐
邵凱平，劉翔，俞宏，王家紅
(浙江省一建建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江杭州310013)
[摘要]結(jié)合某超深基坑工程施工實(shí)踐，闡述了通過加強(qiáng)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、對地鐵盾構(gòu)實(shí)施監(jiān)測、科學(xué)部署和組織施
工等手段，保證了相鄰城市道路下地鐵盾構(gòu)的安全和正常運(yùn)營。介紹了基坑的支護(hù)方案和地鐵側(cè)加固措施、盾構(gòu)
監(jiān)測措施以及基坑施工技術(shù)。
[關(guān)鍵詞]地下工程；深基坑；地鐵；盾構(gòu)；支護(hù)；監(jiān)測
[中圖分類號]Tu753 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1002-8498(2013)13旬006_03
Construction Practice of Subway Shielding Protection in
Super．deep Foundation Excavation Construction
Sha0 Kaiping，Liu Xiang，Yu HOng，Wang Jiahong
(z^叫口ng Pro"i肋eⅣo．1 CD瞄打ucfion Gro叩Co．，￡td．，訛，lg=bu，z^咖徹苦310013，C^ino)
Abstract：Based on some super·deep fbundation excavation，the safbty and operation of subway shielding
are ensured according to improving foundation excavation suppons design， subway monitoring and
construction organization． This paper mainly introduces supports scheme， reinforcement measures in
subway side， shielding monito—ng and foundatjon excaVation constnJction techn0109y．
Key words：underground；deep fbundation excavation； subways；shields；supports；monitoring
1 工程概況
杭州國際大廈改造工程由保留建筑和新建建
筑兩部分組成，其中保留建筑為雷迪森廣場酒店和
國大商場，新建建筑為包括酒店、辦公、商業(yè)等功能
的綜合體。工程總建筑面積約15萬m2，其中新建
建筑面積近10萬m2，地下5層，地上主樓28層、裙
房10層，建筑高度130m。地下室基坑面積約
6 000m2，周長約370m，實(shí)際開挖深度28．45m，局部
開挖深度達(dá)31m，是浙江省目前開挖深度最深的地
下室。基坑支護(hù)采用“二墻合一”的地下連續(xù)墻，結(jié)
合5道鋼筋混凝土內(nèi)支撐形成支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。工程
位于杭州市中心最繁華的武林廣場地區(qū)，基坑南側(cè)
緊貼雷迪森廣場酒店，北側(cè)與體育場路相鄰，東側(cè)
為延安路，西側(cè)有住宅小區(qū)和學(xué)校。
根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，土層從上到下依次為
①。雜填土、①：素填土、②粉質(zhì)黏土、③。淤泥質(zhì)土、
③：淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、④，粉質(zhì)黏土、④：黏土、⑤粉
質(zhì)黏土、⑥，粉砂混粉質(zhì)黏土、⑥：黏土粉土互層、
⑥，礫砂，⑦，～⑦，依次為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和中等風(fēng)
[作者簡介]邵凱平，教授級高級工程師，E·mail：shaokp@163．com
[收稿日期】2013-04·25
化熔結(jié)凝灰?guī)r。
基坑?xùn)|側(cè)延安路下建有杭州地鐵1號線，已于
2012年底投入運(yùn)營。地鐵盾構(gòu)頂面標(biāo)高
一19．100m，底標(biāo)高一25．000m，距地下連續(xù)墻最近
距離24．5m，基坑與地鐵盾構(gòu)平面關(guān)系如圖1a所
示，基坑支護(hù)與地鐵盾構(gòu)空間關(guān)系如圖lb所示。基
坑施工過程中如何最大限度地減少對地鐵的影響，
確保地鐵的正常運(yùn)營是本工程基坑施工的重要
任務(wù)。
2 基坑支護(hù)方案及地鐵側(cè)加固措施
基坑支護(hù)采用“二墻合一”的地下連續(xù)墻，結(jié)合
5道鋼筋混凝土內(nèi)支撐作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)起到止
水帷幕作用。地下連續(xù)墻厚1m，深44．1～49．0m，
墻底進(jìn)入⑦，強(qiáng)風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r≥1．5m。5道支撐
面標(biāo)高分別為一1．3000，一6．7000，一11．900，
一17．100，一22．700m，采用對撐和角撐組合的形
式，為了增加支撐剛度，減少地下連續(xù)墻變形，第1
道支撐(兼棧橋)的全部、第2～5道支撐的大部分
均采用了梁、板結(jié)合的支撐形式。
為了有效保護(hù)地鐵盾構(gòu)，基坑?xùn)|側(cè)從第3道支
撐面開始沿地下連續(xù)墻打設(shè)寬7．2m、深13．3m的
萬方數(shù)據(jù)
2013 No．13 邵凱平等：超深基坑施工對地鐵盾構(gòu)保護(hù)的施工實(shí)踐1
直
戒
莩
路
j／
蔫
原有
a平面關(guān)系
6 700 翩
1 l 900 瓶
輛17 100
22 700
鍾量鍵h
外高
噴樁
l厚蜘下連續(xù)墻
28 450f
地下室底板
坑內(nèi)高壓旋噴樁
型_
b空間關(guān)系
圖l 基坑與地鐵盾構(gòu)關(guān)系示意
Fig．1 The relationship between foundation excavation and subway shielding
咖800@600高壓旋噴樁，樁端進(jìn)人④：黏土層≥
500mm，水泥摻量35％，起到加固被動土的作用。
此外，在地下連續(xù)墻靠延安路一側(cè)也打了3排深
23m的函800@600高壓旋噴樁，改善主動土性能。
位于基坑?xùn)|側(cè)的主樓地下室底板厚2．8m，地下
室平面存在不少圓弧段，由于底板內(nèi)各排擊36(32)
水平鋼筋需與地下連續(xù)墻內(nèi)預(yù)埋的接駁器逐根連
接，施工周期較長，為此，設(shè)計(jì)將底板下100mm厚
C15素混凝土墊層改為300mm厚C30鋼筋混凝土
墊層，在一定程度上形成了第6道支撐。
設(shè)計(jì)對基坑監(jiān)測提出了明確的要求，基坑?xùn)|側(cè)
在地下連續(xù)墻、周邊土體內(nèi)均布置了測斜點(diǎn)，并對
監(jiān)測預(yù)警值作了具體規(guī)定：①埋設(shè)在地下連續(xù)墻內(nèi)
測斜管最大累計(jì)位移控制值45mm，埋設(shè)在基坑周
邊土體內(nèi)的測斜管最大累計(jì)位移控制值55mm。測
斜管連續(xù)3d變形值>3mm／d或當(dāng)日>5mm／d也屬
于報(bào)警范圍。②支撐軸力報(bào)警值第1道支撐
9 000kN，第2道支撐11 000kN，第3～5道支撐
14 000kN。③地下水位水位變化幅度>500mm／d。
④周邊道路累計(jì)沉降不超過20mm。
3地鐵盾構(gòu)監(jiān)測
由于地鐵盾構(gòu)深埋在地下，通過常規(guī)的基坑監(jiān)
測(如測斜)無法準(zhǔn)確推斷基坑開挖對地鐵盾構(gòu)的
影響程度。為了確保地鐵運(yùn)營安全，有必要對地鐵
盾構(gòu)本身進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)獲取第一手監(jiān)測數(shù)據(jù)，為
基坑開挖的信息化施工提供可靠的技術(shù)支持。
地鐵盾構(gòu)監(jiān)測委托具有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)監(jiān)測單位
實(shí)施，制定了地鐵隧道保護(hù)監(jiān)測專項(xiàng)方案。監(jiān)測內(nèi)
容主要包括地鐵盾構(gòu)管片垂直位移監(jiān)測、地鐵盾構(gòu)
管片水平位移監(jiān)測、地鐵盾構(gòu)管片水平向收斂監(jiān)
測、地鐵軌道高程變位監(jiān)測。
在地鐵盾構(gòu)施工影響范圍內(nèi)每6m布置1個(gè)監(jiān)
測斷面，超過基坑范圍盾構(gòu)外延30m每10m布置1
個(gè)監(jiān)測斷面，隧道監(jiān)測范圍100m，共布設(shè)自動化監(jiān)
測斷面13個(gè)，管片下沉測點(diǎn)、水平位移測點(diǎn)和管片
收斂測點(diǎn)布置在同一斷面上。盾構(gòu)監(jiān)測斷面測點(diǎn)
布置如圖2所示。
溺忒蠢
轤她戮
圖2 盾構(gòu)監(jiān)測斷面測點(diǎn)布置示意
Fig．2 Layout of monitoring points and
monitorjng section Of shields
測點(diǎn)
由于地鐵運(yùn)營期間監(jiān)測人員無法進(jìn)入隧道進(jìn)
行工作，為了保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和及時(shí)性，對
地鐵盾構(gòu)的垂直和水平位移監(jiān)測分別采用靜力水
準(zhǔn)儀和全站儀進(jìn)行自動化監(jiān)測，對地鐵盾構(gòu)管片水
平向收斂、地鐵軌道高程變位則采用人工監(jiān)測。
自動化監(jiān)測系統(tǒng)具有監(jiān)測點(diǎn)多、測量范圍大、
精度高、數(shù)據(jù)可自動化采集等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)由傳感
器、數(shù)據(jù)采集裝置、計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)組成。數(shù)
據(jù)采集裝置放置在監(jiān)測儀器附近，對所接人的儀器
按照監(jiān)控主機(jī)的命令或預(yù)先設(shè)定的時(shí)間自動進(jìn)行
控制、測量，就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字量暫存于數(shù)據(jù)采集裝
置中，并根據(jù)監(jiān)控主機(jī)的命令向主機(jī)傳送所測數(shù)
據(jù)，經(jīng)專用軟件處理后自動生成報(bào)表，當(dāng)日提交業(yè)
主、總承包和監(jiān)理單位。
地鐵盾構(gòu)管片水平向收斂監(jiān)測采用測距法進(jìn)
行，在管片中部噴漆以直角標(biāo)識，采用手持式激光
一蔓一
萬方數(shù)據(jù)
匿施工技術(shù)第42卷
測距儀直接量測收斂測線的長度，以此計(jì)算收斂變
化值。
地鐵軌道高程變位監(jiān)測采用獨(dú)立的高程系，在
遠(yuǎn)離施工影響3倍距離以外的穩(wěn)定位置設(shè)3個(gè)以上
穩(wěn)固水準(zhǔn)點(diǎn)，作為沉降變形監(jiān)測起算點(diǎn)，組成水準(zhǔn)
網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測。
地鐵盾構(gòu)監(jiān)測項(xiàng)目、測點(diǎn)數(shù)量和報(bào)警值統(tǒng)計(jì)如
表l所示，監(jiān)測頻率統(tǒng)計(jì)如表2所示。
表1 監(jiān)測項(xiàng)目、測點(diǎn)數(shù)量和報(bào)警值統(tǒng)計(jì)
Table l Monitoring project。qu蛐廿ty and alam value
4深基坑施工
地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量直接關(guān)系到基坑支護(hù)
結(jié)構(gòu)能否有效形成。為了保證地下連續(xù)墻接頭部
位的質(zhì)量，先行幅和嵌幅之問采用H型鋼板抗剪防
水接頭。場地內(nèi)存在大量地下障礙物，為了防止清
障后回填土不密實(shí)影響墻體質(zhì)量，在墻體兩側(cè)采用
3排咖850@600三軸攪拌樁加固土體，樁長18．1m。
局部場地受限處改用咖800高壓旋噴樁，樁間搭
接200mm。
本工程施工場地狹小，利用第1道支撐作為施
工棧橋，挖土機(jī)械和運(yùn)土車輛能夠在上面作業(yè)和行
駛，同時(shí)作為土方和材料的臨時(shí)堆放場地。結(jié)合第
1道支撐中縱、橫向?qū)魏徒菗蔚牟贾茫C合考慮施
工作業(yè)安排，設(shè)計(jì)按3種施工荷載進(jìn)行不同區(qū)域棧
橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：挖土、運(yùn)土及考慮白天挖出土方臨
時(shí)堆放的區(qū)域施工荷載取55kN／m2，一般挖土和運(yùn)
土作業(yè)區(qū)施工荷載取50kN／m2，鋼筋、模板等材料堆
放及加工區(qū)施工荷載取35kN／m2。
第l層土方采用常規(guī)的坡道出土；第2—4層土
方采用留設(shè)堆土平臺，坑內(nèi)土方通過挖機(jī)短駁，長
臂挖機(jī)和輪胎式抓斗機(jī)在棧橋上抓土裝車外運(yùn)；第
5～6層土方采用坑內(nèi)土方通過挖機(jī)短駁，輪胎式抓
斗機(jī)和裝配集土箱的550kN·m履帶式起重機(jī)在棧
橋上抓土裝車外運(yùn)。坑底挖機(jī)包括PCI20，PC200，
Pc240等不同型號，另安排鎬頭機(jī)進(jìn)行廢棄工程樁
鑿除。第6層土方開挖剖面如圖3所示。
一1300 ＼夢
6 700
11．900
1 7 100
＼／
，盈f
E2．，UU，
緲一28．450
叼爭二]z
下連續(xù)墻
圖3第6層土方開挖剖面
Fig．3 ExcaVaUoⅡ∞c廿on of me sixth Iayer∞n
土方開挖嚴(yán)格遵守“分層開挖，先撐后挖”及
“大基坑，小開挖”的施工原則。整個(gè)基坑按5道支
撐設(shè)置分為6層土，逐層開挖，每層開挖后立即施作
鋼筋混凝土支撐，待其達(dá)到80％設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再開挖
下層。
土方開挖順序直接關(guān)系到基坑支護(hù)的穩(wěn)定，以
南北向后澆帶為界將基坑劃分為東區(qū)(主樓)、西區(qū)
(裙房)2個(gè)施工區(qū)域，原則上以先東區(qū)后西區(qū)的順
序組織施工。地下室挖土及支撐施工區(qū)塊劃分如
圖4所示。
圖4挖土及支撐施工分區(qū)示意
Fig．4 DiVision of ex傀vanon and
supports cOnstruc廿On
表2監(jiān)測頻率統(tǒng)計(jì)
Tabk 2 MonnOring frequency
注：所有測值初始值確定應(yīng)測2次，在基坑施工前進(jìn)行
(下轉(zhuǎn)第42頁)
萬方數(shù)據(jù)
42 施工技術(shù)第42卷
式中：口和6為擬合參數(shù)；P。。為樁端阻力極限值；1／o
為樁端位移．樁端力曲線的初始斜率。
Ph可用式(6)計(jì)算：
Pb。=AbⅣ。盯’，b (6)
式中：Ⅳ。是和樁端土內(nèi)摩擦角妒有關(guān)的參數(shù)，其值
可參照文獻(xiàn)[11]確定；礦7，。為樁端的有效應(yīng)力。
5 結(jié)語
1)樁端后注漿過程中，劈裂注漿、滲透注漿和
壓密注漿交替進(jìn)行。注漿量隨時(shí)間近似呈線性
增長。
2)未注漿樁的荷載．沉降曲線為陡降型，后注漿
樁的荷載．沉降曲線為緩變型。對于持力層為粉砂
層的超長樁，后注漿樁的極限承載力約為非注漿樁
極限承載力的1．33倍。
3)未注漿樁和后注漿樁的樁身軸力均沿深度
方向逐漸減小且隨荷載的增加而增大。樁端軸力
所占樁頂荷載的比例隨荷載的增加逐漸增大。后
注漿技術(shù)可顯著增大極限端阻值。
4)側(cè)阻力是異步發(fā)揮的。樁頂荷載水平較低
時(shí)。深部土層的側(cè)阻力沒有發(fā)揮。樁頂荷載較大
時(shí)，深部土層的側(cè)阻力開始發(fā)揮且樁身上部側(cè)阻力
完全發(fā)揮后出現(xiàn)側(cè)阻力軟化現(xiàn)象。后注漿樁總側(cè)
阻力的提高主要來自樁身下部樁側(cè)阻力的提高。
5)對于非注漿和注漿樁來說，樁身壓縮占樁頂
沉降的比例較大，樁身質(zhì)量對超長樁的承載性能有
著重要的影響。在超長樁應(yīng)用過程中，除了要考慮
場地中側(cè)阻力和端阻承載力外，還要重視樁身變形
對超長樁樁頂位移的貢獻(xiàn)。
6)實(shí)測的樁端力．樁端位移曲線并不符合線性
關(guān)系，可近似用雙曲線模型來模擬兩者間的關(guān)系。
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(上接第8頁)
東區(qū)施工時(shí)，以1～8區(qū)塊的順序組織施工，靠
近東側(cè)地鐵盾構(gòu)段區(qū)塊最后挖土，該區(qū)塊留土?xí)r間
較長，降低了支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的風(fēng)險(xiǎn)，一旦開挖及完
成支撐，東西向?qū)坞S即形成，水平荷載得以有效
傳遞。西區(qū)9～12區(qū)塊的土方開挖在東區(qū)支撐澆筑
完成后進(jìn)行。
·每個(gè)區(qū)塊挖土產(chǎn)生作業(yè)面后，立即組織人員進(jìn)
行墊層和支撐施工。對靠近地鐵盾構(gòu)、潛在變形最
大的6～8區(qū)塊，項(xiàng)目部組織充分的勞動力，24h不
間斷工作，在最短的時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)段的支撐混凝
土澆筑。
5 結(jié)語
杭州國際大廈改造工程超深基坑施工中，業(yè)
主、總承包、監(jiān)理和監(jiān)測單位與杭州地鐵集團(tuán)簽訂
了五方協(xié)議，明確了各方的安全責(zé)任，制定了地鐵
盾構(gòu)安全防護(hù)措施，建立了有效的協(xié)調(diào)機(jī)制。基坑
支護(hù)設(shè)計(jì)單位對相鄰段支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效加強(qiáng)；總
承包單位合理部署，精心組織，加快挖土和支撐的
施工進(jìn)度；專業(yè)監(jiān)測單位對地鐵盾構(gòu)實(shí)施自動化監(jiān)
測，與基坑監(jiān)測相結(jié)合，為基坑開挖的信息化施工
提供了可靠的技術(shù)保障。
隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，超深地下室與城市
地鐵相鄰的情況將會更多地出現(xiàn)。只要各方重視，
措施到位，將深基坑施工對地鐵盾構(gòu)的影響降至最
低，確保地鐵的正常運(yùn)營完全可以實(shí)現(xiàn)。
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