淺論明挖車站周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制

1、<p>　　淺論明挖車站周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制</p><p>　　摘要：以重慶軌道交通三號(hào)線鄭家院子車站為研究對(duì)象，通過(guò)數(shù)值分析方法來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)車站施工所涉及的內(nèi)容及其過(guò)程將會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成何種影響，主要包括兩點(diǎn)，一是附加變形值的大小，而是影響范圍的大小。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，采用適當(dāng)?shù)膰o(hù)結(jié)構(gòu)，或者相應(yīng)的支撐布置，可以起到很好的變形控制效果。另外，結(jié)合實(shí)際需要選擇和應(yīng)用恰當(dāng)?shù)陌踩夹g(shù)以及管理手段，對(duì)于車站的安全建設(shè)

2、而言具有十分積極的意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：明挖車站；周邊環(huán)境；風(fēng)險(xiǎn)控制 </p><p>　　中圖分類號(hào)： U291 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1.工程概況 </b></p><p>　　重慶軌道交通三號(hào)線鄭家院子車站采用島式外形，地下2層，整體采用現(xiàn)澆框架這種常規(guī)結(jié)構(gòu)，車站主體長(zhǎng)度共

3、計(jì)162.50m，在標(biāo)準(zhǔn)段部分，寬度范圍20.86m-53.96m，車站頂板采用土壤覆蓋，厚度范圍0.73-4.79m，底板埋置深度為19.2m（均值）。結(jié)合該車站的實(shí)際工程特點(diǎn)、地質(zhì)情況以及相關(guān)環(huán)保要求，決定應(yīng)用明挖法以完成車站主體部分的施工。該車站的詳細(xì)地理位置見(jiàn)圖1。 </p><p>　　圖1重慶軌道交通三號(hào)線鄭家院子車站位置 </p><p>　　2.車站主體及附屬基坑支護(hù)方案

4、</p><p>　　結(jié)合該車站所處的周邊環(huán)境、地質(zhì)信息、水文條件以及具體的基坑深度要求，同時(shí)參考經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等因素，來(lái)確定該車站主體所選用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，最終的圍護(hù)結(jié)構(gòu)為“地下連續(xù)墻（該部分共計(jì)800m）+內(nèi)支撐”。在車站基坑工程正式動(dòng)工之前，應(yīng)對(duì)其側(cè)壁進(jìn)行相應(yīng)安全定級(jí)（本工程為1級(jí)），在此過(guò)程中，主要參考3個(gè)方面的因素：1）基坑附近建筑物等的實(shí)際分布以及重要程度；2）保證樞紐管線的基本功能不受影響[1]；3）參考相

5、關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)規(guī)范，如《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）。該車站附近存在大量的建筑物，同時(shí)還存在管線密布的問(wèn)題，所以，一方面要保證基坑外地面可能發(fā)生的最大沉降量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面應(yīng)將圍護(hù)結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的最大水平位移限制在一定范圍，具體信息如下：1）應(yīng)將基坑外地面可能發(fā)生的最大沉降量控制在0.1%H以下；2）應(yīng)將圍護(hù)結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的最大水平位移控制在0.14%H以下，同時(shí)不可超過(guò)30mm（所謂H指的是本車站基坑的實(shí)際開(kāi)

6、挖深度）。為保證圍護(hù)的可靠性，該車站還結(jié)合實(shí)際需要采用了相應(yīng)的附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其具體形式為“Φ850@600SMW工法樁+內(nèi)支撐” [2]。 </p><p>　　3.車站周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析 </p><p>　　3.1車站周邊建筑物及管線與基坑關(guān)系 </p><p>　　1）在車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)南側(cè)有一所加油站。該加油站屬于2層框架結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)深度大約為1.5m

7、，和車站基坑主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的凈距離為9.6m；2）DN400管系（屬于污水管系），位于車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)北側(cè)8.2m位置，實(shí)際埋深2m左右；3）DN800管系（屬于雨水管系），位于車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)北側(cè)6.3m位置，實(shí)際埋深2.2m左右；4）DN500管系（屬于上水管系），位于車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)北側(cè)4.9m位置，實(shí)際埋深1.3m左右；5）DN219管系（屬于燃?xì)夤芟担?，位于車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)北側(cè)0.93m位置，實(shí)際埋深1.0m左右。 <

8、/p><p>　　圖2某加油站和車站位置關(guān)系 </p><p>　　圖3管線和車站位置關(guān)系 </p><p><b>　　3.2有限元分析 </b></p><p>　　借助摩爾庫(kù)倫模型，對(duì)該車站基坑開(kāi)挖施工所帶來(lái)的影響(主要包括兩點(diǎn)，一是對(duì)加油站的影響，二是對(duì)市政管線所帶來(lái)的影響)展開(kāi)相應(yīng)的有限元分析。摩爾庫(kù)倫模型，屬于一

9、款專門用于土體影響分析的模型，廣泛應(yīng)用于一些常規(guī)的土體開(kāi)挖工程中，且取得了良好的效果[3]。 </p><p>　　3.2.1計(jì)算模型及參數(shù) </p><p>　　選擇目標(biāo)斷面，并對(duì)其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行確定：1）基坑寬度、深度分別為53.03m、18.23m；2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分應(yīng)用“連續(xù)墻（長(zhǎng)度共計(jì)800mm）+混凝土支撐（共計(jì)3道）”這種形式；3）市政管線共計(jì)4條，全部位于基坑北側(cè)，均和基坑保持

10、平行關(guān)系，且埋置在淺層地表（大約1.5m），管徑分別為220mm（燃?xì)夤芟担?00mm（上水管系）、800mm（雨水管系）和400mm（污水管系）；4）位于管線外側(cè)，且和車站基坑主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)相距9.6m位置有1所加油站，屬于常見(jiàn)的2層框架結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)深度大約為1.5m[4]。 </p><p>　　該車站基坑的具有一個(gè)較大的長(zhǎng)寬比，具有十分明顯且典型的平面效應(yīng)。地下連續(xù)墻厚度為0.8m，其軸向剛度為

11、2.4E7kN,抗彎剛度為1.28E6kN·m&sup2;，至于混凝土支撐，則采用錨索這種方式予以模擬。建筑物板具有相當(dāng)大的剛度，其上每層荷載均可按照15Kpa這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，屋頂荷載取值10KPa。將所有管線均默認(rèn)為圓形管線。 </p><p>　　3.2.2計(jì)算開(kāi)挖過(guò)程 </p><p>　　針對(duì)開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行計(jì)算時(shí)，選取基坑自上層開(kāi)挖到底部開(kāi)挖之間所遇到的最不利工況

12、這種情形。所涉及的計(jì)算狀態(tài)如下：1）結(jié)構(gòu)物最終建成之后所具有的狀態(tài)；2）對(duì)上步計(jì)算位移進(jìn)行消零處理，獲得基坑連續(xù)墻設(shè)置結(jié)束后的狀態(tài)；3）當(dāng)達(dá)到第1道支撐位置下方0.5m時(shí)的狀態(tài)；4）對(duì)第1道支撐進(jìn)行架設(shè)，且架設(shè)完成之后的狀態(tài)；5）當(dāng)達(dá)到第2道支撐位置下方0.5m時(shí)的狀態(tài)；6)對(duì)第2道支撐進(jìn)行架設(shè)，且架設(shè)完成之后的狀態(tài)；7）當(dāng)達(dá)到第3道支撐位置下方0.5m時(shí)的狀態(tài)；8）對(duì)第3道支撐進(jìn)行架設(shè)，且架設(shè)完成之后的狀態(tài)；9）整個(gè)基坑開(kāi)挖得以最終完

13、成的狀態(tài)[5]。 </p><p><b>　　3.3風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) </b></p><p>　　經(jīng)計(jì)算得出：1）基坑深度將達(dá)到18.01m；2）墻體水平位移將會(huì)達(dá)到18.83mm，該值沒(méi)有超過(guò)限值（即0.14%H，也就是25.214mm）；3）地表沉降將會(huì)達(dá)到17mm，該值沒(méi)有超過(guò)限值（即0.1%H，也就是18.01mm）。由上述結(jié)果可知，無(wú)論是墻體水平位移，又或者是地

14、表沉降，全都符合規(guī)范要求，換而言之，風(fēng)險(xiǎn)處于可控狀態(tài)。 </p><p>　　對(duì)于加油站而言，其框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)最大位移距離為5.7mm，另外，建筑物傾斜為0.00036，且小于0.004這一標(biāo)準(zhǔn)，所以，該加油站的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)也處于可控狀態(tài)。 </p><p>　　圖4基礎(chǔ)兩端位移差值曲線 </p><p><b>　　4.工程風(fēng)險(xiǎn)處理 </b><

15、;/p><p>　　在基坑開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)有效做好量測(cè)及其監(jiān)控工作，然后基于監(jiān)測(cè)結(jié)果開(kāi)展相應(yīng)的施工，量測(cè)要點(diǎn)如下：1）基坑；2）坑外土體；3）地下水；4）位于道路之下的一系列重要管線；5）附近建筑物等[6]。 </p><p>　　在對(duì)基坑進(jìn)行開(kāi)挖之前，需要在其外側(cè)陽(yáng)角處做必要的加固處理（本工程中借助Φ850@600攪拌樁予以加固）。不僅如此，遇到開(kāi)挖施工導(dǎo)致的地層松散位置也應(yīng)采取必要的注漿處理，以

16、起到加固效果。 </p><p>　　在正式施工前，不僅要制定科學(xué)的施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案，同時(shí)還應(yīng)該建立健全針對(duì)性的應(yīng)急搶險(xiǎn)機(jī)制。另外，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生異常時(shí)，應(yīng)對(duì)其成因予以分析，并盡快解決。 </p><p>　　當(dāng)?shù)叵率姓芫€受基坑開(kāi)挖影響而發(fā)生一定程度的變形時(shí)，應(yīng)采用注漿加固這種方式來(lái)避免繼續(xù)變形。 </p><p><b>　　6.結(jié)論 </b>

17、</p><p>　　對(duì)于地鐵建設(shè)而言，深基坑部分的施工往往具有相對(duì)較高的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，所以，對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)展開(kāi)細(xì)致的分析以及有效的控制是十分必要的。對(duì)地鐵車站可能產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)展開(kāi)相應(yīng)的分析，這一工作通常需要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行，一方面應(yīng)予以定性分析，另一方面應(yīng)予以定量評(píng)價(jià)，二者有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵車站施工所帶來(lái)的不利影響進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，然后基于預(yù)測(cè)結(jié)果制定相應(yīng)的保障措施，從而保證施工的順利進(jìn)行、高效進(jìn)行。 </p&g

18、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]張勇.淺埋暗挖法施工地鐵的地表沉降控制技術(shù)研究[J].四川建筑.2009(04). </p><p>　　[2]張頂立,李鵬飛,侯艷娟,房倩.城市隧道開(kāi)挖對(duì)地表建筑群的影響分析及其對(duì)策[J].巖土工程學(xué)報(bào).2010(02). </p><p>　　[3]賀美德

19、,劉軍,樂(lè)貴平,王夢(mèng)恕,張頂立.盾構(gòu)隧道近距離側(cè)穿高層建筑的影響研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào).2010(03). </p><p>　　[4]張成平,張頂立,王夢(mèng)恕,李倩倩,劉勝春.城市隧道施工誘發(fā)的地面塌陷災(zāi)變機(jī)制及其控制[J].巖土力學(xué).2010(S1). </p><p>　　[5]趙衍發(fā),張頂立,李鵬飛,房倩,高亮.地鐵車站大斷面風(fēng)道施工對(duì)地面建筑物的影響及控制[J].北京交通大