地鐵施工對周邊構(gòu)筑物影響的安全預(yù)控

王杲平

（西安鐵一院咨詢監(jiān)理公司，陜西 西安 710065）

1 地鐵施工對周圍構(gòu)筑物的影響

1.1 地鐵施工隊(duì)構(gòu)筑物的影響

城市地鐵在施工中，由于地鐵工程的特殊性，將不可避免的地下巖土體，破壞其原本的平衡狀態(tài)，而達(dá)到新的應(yīng)力平衡。在施工中，淺埋隧道將會(huì)影響地表的巖土體可能導(dǎo)致地面塌陷，路面破損等，這些因素將會(huì)影響周圍的構(gòu)筑物，甚至破壞構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)。

一般地鐵隧道的開挖對周圍構(gòu)筑物的影響主要分為直接影響和間接影響。其中直接影響主要是指主要影響范圍內(nèi)的建筑物所受的損害；但是在隧道開挖施工中，除了主要范圍受到影響之外，有些較遠(yuǎn)的地方的構(gòu)筑物也受到隧道施工的損害，這種影響為間接影響。由于間接影響的程度較小，作用因素多樣等原因，本文主要分析的是直接影響。

1.2 地鐵施工中對構(gòu)筑物的影響因素

在地鐵隧道的開挖過程中，影響構(gòu)筑物的因素眾多，例如地層特征、建筑物的基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)型式、建筑物所處的位置等，本文針對4個(gè)主要因素進(jìn)行了分析：

1.2.1 地表均勻沉降損害

在地鐵隧道的開挖過程中，一般會(huì)導(dǎo)致地表變形，使得地表的均勻沉降。地表的均勻沉降將會(huì)使建筑物產(chǎn)生整體下沉。在一定的沉降范圍之內(nèi)，地表的均勻沉降對建筑物的穩(wěn)定性和使用條件并不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，但是超過該范圍，或者遇到地下水位較淺的情況是，地表的均勻沉降將會(huì)使構(gòu)筑物的地面積水，地基長期的浸泡在水中，大大的降低了地基的強(qiáng)度，影響構(gòu)筑物的安全使用。

1.2.2 地表傾斜損害

地表傾斜主要是由于地鐵隧道開挖，地表不均勻沉降造成的。地表傾斜主要改變了地表的原始坡度，給構(gòu)筑物的穩(wěn)定帶來嚴(yán)重的威脅，尤其是對于高度大而底面積小的高聳建筑物。地表的傾斜將會(huì)是這類高聳建筑物的重心發(fā)生偏斜，引起應(yīng)力重分布，在重分布過程中，高聳建筑物的結(jié)構(gòu)將會(huì)被破壞。

1.2.3 曲率損害

地鐵施工引起的地面變形，使得地表形成了一個(gè)曲面。在形成負(fù)曲率的過程中，建筑物的中央部分懸空，使墻體產(chǎn)生正八字裂縫和水平裂縫；在正曲率的作用下，建筑物的兩端部分懸空，使建筑物墻體產(chǎn)生倒八字裂縫。嚴(yán)重的影響了構(gòu)筑物的使用性能。

1.2.4 地表水平變形損害

在隧道開挖中，引起的地表水平變性主要分為拉伸和壓縮，兩種變性對構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)都有較大的損害，尤其是拉伸帶來的損害，主要是由于建筑物抵抗拉伸變形的能力遠(yuǎn)小于抵抗壓縮變形的能力。

2 地鐵施工周圍構(gòu)筑物保護(hù)措施

2.1 地基注漿加固法

地基注漿加固法是工程中常用的對于周邊建筑物的保護(hù)措施，主要是通過壓密注入工法，利用注漿液通過注漿管滲透的壓力硬化周邊地層的土質(zhì)，而且由于滲透后形成的硬化的固結(jié)體與原來的土層復(fù)合在一起，形成具有較高力學(xué)性能、滲水通道密實(shí)，壓縮強(qiáng)度高的穩(wěn)固的復(fù)合土層。該措施形成的復(fù)合土層能有效控制土體壓縮變形而不至危及施工周邊構(gòu)筑物的安全，主要在地鐵隧道中的深基坑開挖中。

2.2 隔離樁法

在地鐵施工中，隔離樁主要是通過將上部地基和構(gòu)筑物產(chǎn)生的附加應(yīng)力傳遞到底下的持力層上，來緩解由于地鐵施工對周圍構(gòu)筑物產(chǎn)生的沉降作用，達(dá)到保護(hù)構(gòu)筑物的效果。隔離樁法在國內(nèi)外被廣泛的應(yīng)用，尤其在地鐵開挖過程中，周邊構(gòu)筑物較高的情況下，隔離樁的采用不僅可以將由于隧道基坑的開挖造成的周圍構(gòu)筑物地基的變形，控制在隔離樁的范圍內(nèi)，而且還可以間接的加固建筑地基，為周邊的構(gòu)筑物提供保護(hù)屏障，使得地鐵施工帶來的地基變形不向構(gòu)筑物地基擴(kuò)散。

2.3 隔斷墻法

在地鐵隧道施工中，除了隔離樁法之外，另外比較常用的一種保護(hù)周邊構(gòu)筑物的方法就是隔斷墻法。隔斷墻法主要是通過控制地下連續(xù)墻的距離，并且并對其進(jìn)行跟蹤和泥漿填充，來解決基坑外土體對構(gòu)建物安全的威脅，例如地基變形以及地基的沉降等問題。一般在對構(gòu)筑物的保護(hù)中，主要采用的隔斷墻主要有灌注樁、高壓旋噴樁、樹根樁等三種類型的保護(hù)方式。

3 工程實(shí)例分析

3.1 工程概況

在本文中作為分析例子的是西安地鐵2號(hào)線。西安是世界著名的歷史文化名城，對于城中的古建筑應(yīng)予以保護(hù)，而地鐵軌道交通二號(hào)線是西安市首條開工建設(shè)的軌道交通工程，貫穿南北的客運(yùn)站，路線全長建設(shè)線路全長26.302km，其中地下線20.919km、敞開段0.45km、高架線4.933km。全線共設(shè)21座車站，其中4座高架站，17座地下站，經(jīng)過西安的古建筑群以及繁華的街道，在整個(gè)施工中，要做出嚴(yán)格的預(yù)控，防止由于隧道施工導(dǎo)致周邊的構(gòu)筑物坍塌、傷害居民的事情出現(xiàn)。

3.2 工程安全預(yù)控

在地鐵隧道施工中，經(jīng)過分析，最大的沉降部位在于隧道和周邊構(gòu)筑物之間。主要采取的措施有，對于大飯店以及高層建筑等周邊既有的構(gòu)筑物采取隔離樁法，來阻斷由于隧道開挖對于地層變化帶來的構(gòu)筑物基礎(chǔ)沉降的問題，而且還加固了周邊構(gòu)筑物的基礎(chǔ)部分。

總而言之，地鐵工程施工中涉及的因素眾多，對周邊的構(gòu)筑物的影響較大，而且安全風(fēng)險(xiǎn)難以避免。但是在建設(shè)過程中，通過對工程狀況進(jìn)行正確的分析，采取積極的預(yù)控措施，可以大大的降低施工的危險(xiǎn)系數(shù)，維護(hù)居民的人生安全和國家的財(cái)產(chǎn)安全。

[1]任得.加爾各答地鐵總工程師法特克的經(jīng)驗(yàn)談 謹(jǐn)防地鐵建設(shè)中的失誤[J].都市快軌交通，1988，(1).

[2]劉建航.上海地鐵施工與鄰近建筑施工的環(huán)境保護(hù)技術(shù)[A].中國土木工程學(xué)會(huì)第八屆年會(huì)論文集[C].1998.