地铁区间施工对既有建筑物的影响研究

地铁区间施工对既有建筑物的影响研究

尹骏晖

天津市赛英工程建设咨询管理有限公司天津300051

摘要：随着建筑业的发展，各种用途地下空间的利用与开发以及城市地铁的建设在我国迅速发展，地下工程的施工将引起地表产生沉降，造成地表下陷，在一定范围内形成一个凹槽，位于该凹槽范围内的地表建筑物将受到不同程度的影响。文章重点就地铁区间施工对既有建筑物的影响进行研究分析，旨在为业内人士提供一些建议和帮助。

关键词：地铁区间施工；建筑物；影响；研究

引言

地下工程施工影响地上既有建筑物的安全性控制是一项复杂的系统性工程，所以在地铁施工中必须进行安全管理和风险评估，根据工程特点，采取有力措施，制定切实可行的综合技术方案，对地上既有建筑进行保护。做到施工前广泛调查和分析，清楚地掌握工程沿线建筑物的年代、构造等详细情况；施工中进行量测监控，根据评价指标做出科学判断，采取有针对性的应变措施和技术决策，选用正确的施工工法，最后还要做好完工后的评估和补救措施。

1地铁区间施工主要方法

1.1明挖施工法

通常在地面条件允许的情况下，地铁区间隧道宜采用明挖法，但对社会环境影响很大，仅适合在无人、无交通、管线较少之地应用，该方法现较少采用。明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状土的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，常被用为首选方案。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。

1.2盖挖施工法

埋深较浅、场地狭窄及地面交通不允许长期占道施工情况下采用盖挖法施工。依据主体结构施工顺序分为盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法，该法是在既有道路上先完成周边围护挡土结构及设置在挡土结构上代替原地表路面的纵横梁和路面板，在此遮盖下由上而下分层开挖基坑至设计标高，再依序由下而上施工结构物，最后覆土恢复为盖挖顺作法；反之，先行构筑顶板并恢复交通、再由上而下施工结构物为盖挖逆作法。

2地铁区间施工对既有建筑物的影响

2.1地质条件的影响

地铁施工作为一项地下工程建设，必然要受到地铁沿线的地形地貌、地层的结构和构成、地下水情况等地质条件的制约。在这样复杂多变的地质条件下施工，难度很大，要保证地表不沉降、地上既有建筑物不开裂，显然不那么容易。

2.2建筑物周边环境及自身状况的影响

地铁线路一般都从城市中心区域穿过，线路上方既有建筑物多，人车流量大，环境十分复杂。既有建筑物的修建年代、材质、基础与结构形式、质量状况、工作状态、距离地铁线路的位置等都大不相同，无法采取统一的保护措施，尤其是一些历史古迹由于年代久远、结构薄弱、承受变形能力差，对土层扰动极其敏感，更是大大增加了保护的难度。

2.3现有技术条件和水平的制约

施工中要想保证施工安全，降低地表和既有建筑物的沉降，注浆止水是十分重要和必要的。但传统的建筑物地表注桨等方法，效果难以令人满意。新型浆液注浆法的效果虽然有所提高，但过高的成本限制了它的广泛应用。

3地铁区间施工对既有建筑物影响问题的解决措施

3.1精心筹划，从机制上建立保障

基于地铁施工对既有建筑物的破坏受地质原因、管线原因及建筑物自身缺陷等多重因素共同影响，具有不确定性、隐藏性、高风险性、高危险性、易引发突发性事件等显著特点，因此要建立健全保险机制和突发事件应急处理机制，分摊和降低风险，确保施工顺利进行。

3.2加强施工质量控制

严格按照建筑物安全性控制程序规定的流程施工，可以提高工程质量，避免施工事故，保证建筑物的安全和正常使用。根据工程的特点，施工中一般采用暗挖法施工和盾构法施工两种工法。两种工法若实施不当，都有可能引起地表沉降或隆起。采用暗挖法施工时，由于挖工法选择不当、支护不及时、洞内围岩松弛、管棚施工质量不达标、拱顶初支松动、受力变形、地质软弱、积水浸泡等原因，会形成围岩下沉、结构收敛，造成地表下沉；采用盾构法施工时，施工中土体的挤压作用或受扰动土的固结，也会引起地表隆起或下沉。因此，要根据工程特点，选用适当的施工工法，尽量弥补其缺陷，降低对建筑物的不利影响。

3.3重视施工安全风险评估和控制工作

首先，施工前应开展以下方面的工作，明确施工控制的重点和要点：一是建筑物资料的搜集及其现状检测评估；二是对建筑物和地层的影响与预测；三是沉降控制标准的确定；四是过程控制程序的制定；其次，施工过程中要加强过程监测，严格实施施工过程控制，控制好每一步骤引起的水平位移值或地表沉降值，从而将总水平位移值和地表沉降值控制在标准范围内；最后，施工结束后根据建筑物的倾斜量以及建筑物地基基础的最终沉降值等情况，进行工后复核，就建筑物的安全状态做出判断。

3.4建筑物的一般保护（加固）措施与方法

建筑物的沉降、开裂受地质条件、地铁结构形式与规模、施工方法、覆土厚度及二者之间的距离等多种因素的影响。因此，在认真做好施工前的调查和评估的基础上，要具体问题问题分析，采取适当的保护措施和方法：第一，当建筑物面临很大的破坏风险时，应遵循“先加固、后施工”的原则，根据现场实际，采取隔离桩、地层注浆等措施。问题严重的情况下，还要辅之以建筑物桩基托换或加固措施；当风险较小时，则可以施工与加固同步进行，但要加强量测监控，发现问题，及时处理；第二，当邻近建筑物破坏的风险较大时，在采取隔离桩的同时，还要对建筑物基础进行处理，控制其地层沉降；当风险较小时，也可以先施工、后加固。待施工结束后，再根据实际状况确定是否有必要进行加固；第三，当建筑物为桩基础时，可以通过实施桩间注浆，提高其外侧土体的密实度和固结程度，减轻建筑物本身的变形；第四，当建筑物基础为桩基础，且桩长较短时，则通过在地面打设深桩，将荷载部分转移至深桩上，使深桩与短桩共同发挥作用，一同承受荷载，以降低后续施工中的变形影响。

3.5地铁施工加固措施与方法

地铁施工中进行隧道暗挖操作时，要严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测、早成环、环套环”的二十四字施工原则，重视开挖的支护工作，控制地层下沉。在不良的地质地段施工，还要考虑采取一些特殊的技术措施，如改良地质、缩短循环进尺等，确保沉降值在可控范围内。

结束语

综上所述，在城市地铁施工过程中，造成地表下沉、地上建筑物开裂原因是多方面的，综合归纳起来既有主观因素，也有客观因素。主观原因是指设计失误、施工控制不当等，这些因素是造成地上既有建筑物开裂的主要原因，要尽量在设计手法上，施工操作环节上下功夫，以减少设计失误，弥补施工工法的缺陷。至于建筑自身存在的缺陷、地质状况等客观因素，除事前做好有针对性的措施外，还应建立健全风险转移机制，转化和分摊施工风险。

参考文献：

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