賈運(yùn)強(qiáng)

摘要：地鐵工程是一項(xiàng)建設(shè)規(guī)模大、工期長(zhǎng)、投資多、社會(huì)效益倍受關(guān)注的工程。廈門軌道交通1號(hào)線一期工程穿越地層眾多，多發(fā)育軟弱土及砂層。沿線地上穿越多個(gè)商業(yè)繁華區(qū)，地下管線密集，安全要求高，施工引起的環(huán)境巖土工程問題是地鐵建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)的重要組成部分。本文立足于廈門軌道交通1號(hào)線一期工程，結(jié)合明挖法、盾構(gòu)法、施工降水等主要施工工法和手段，分析了軟弱土及砂層中與地鐵施工相關(guān)的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、位移，流沙、管涌，因土體變形和沉降引起的地面、管線和相鄰建筑物的沉降和破壞，以及與施工降水相關(guān)的土體固結(jié)和地下水環(huán)境的變化等環(huán)境巖土工程問題。

關(guān)鍵詞：軟弱土及砂層；軌道交通；環(huán)境巖土工程問題

1.工程概況

1.1基本概況

廈門市軌道交通前期總體規(guī)劃6條，中心放射骨干線1、2、3號(hào)線，環(huán)海灣線5號(hào)線，輔助線1號(hào)線支線、4、6號(hào)線，線網(wǎng)總長(zhǎng)246.2km。1號(hào)線為南北骨架線，構(gòu)建本島與集美片區(qū)快速跨海連接通道，并服務(wù)于島內(nèi)外火車站。線路南起于本島核心商業(yè)區(qū)中山路，北止于廈門火車北站。

1.2工程地質(zhì)概況

廈門市軌道交通1號(hào)線一期工程總體呈南北走向。沿線穿越濱海海積區(qū)、沖洪積階地區(qū)、殘積臺(tái)地區(qū)、圓緩低丘等地貌單元。巖土層分布可以參見下表：

2.常見的環(huán)境巖土工程問題

2.1深、大基坑開挖引起的環(huán)境巖土工程問題

基坑開挖，大量卸荷，坑邊土體難免發(fā)生水平向和豎直向的位移。由于地土層的沉降和變形使地表及其周邊建筑物產(chǎn)生沉降、開裂和傾斜，地下管線發(fā)生側(cè)移、沉降和開裂。

2.2盾構(gòu)掘進(jìn)引起的環(huán)境巖土工程問題

盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)擾動(dòng)了地層，造成地層損失，引起地面變形。1號(hào)線一期工程盾構(gòu)多穿越地下管網(wǎng)交叉密集區(qū)、建筑物密集區(qū)，局部緊貼城市立交橋和臨近深大基坑掘進(jìn)施工。盾構(gòu)掘進(jìn)可能損壞地下管網(wǎng)管線、影響上部建筑的使用及安全、給立交橋及深大基坑及自身的施工帶來安全隱患。

2.3打樁引起的環(huán)境巖土工程問題

由于樁打入土體時(shí)排開同體積土，引起樁周土體隆起，樁周土體受到強(qiáng)烈擠壓擾動(dòng)，土體結(jié)構(gòu)被破壞。打樁擠土對(duì)周圍環(huán)境及工程本身造成影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，使臨近建筑物或地下管網(wǎng)管線受到損害；其二，使已打入樁上抬、撓曲或折斷；其三，在邊坡或邊坡附近打樁時(shí)，樁位常向坡面位移，更嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)；其四，打樁與基坑開挖的相互影響：打樁去附近開挖基坑時(shí)，由于側(cè)卸載，常造成臨近基坑圍護(hù)體系移動(dòng)；基坑本身大量卸載，由于樁打入地下，儲(chǔ)存著很大的擠土應(yīng)力釋放，工程樁本身會(huì)發(fā)生位移；樁周土被擾動(dòng)以及基坑開挖時(shí)應(yīng)力釋放，基坑邊坡容易失穩(wěn)。

2.4對(duì)地下水環(huán)境的影響

地下工程建設(shè)必然對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，降水抽水及止水隔水必然引起地下水流場(chǎng)的變化；疏排水與地下建筑，減少地下巖土層的儲(chǔ)蓄量，降低地下水的調(diào)蓄能力；止水帷幕將會(huì)使得迎水面地下水位抬升和背水面地下水位下降；地下水位的變化，將影響建筑地基承載力，產(chǎn)生地面沉降。

3.常見的環(huán)境巖土工程問題的防治對(duì)策

3.1基坑開挖防治對(duì)策

為減小基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境的影響，首先選擇合理的支護(hù)體系及防滲措施，通過設(shè)計(jì)解決墻體彈性變位、基坑卸荷回彈、塑性隆起、降水不當(dāng)引起的管涌及墻外土層固結(jié)沉降問題；第二是注意挖土施工各工序的密切配合，從施工技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和管理上對(duì)井點(diǎn)或深井降水帶走土砂、墻段接頭處土砂漏失、槽壁開挖地層向槽內(nèi)變形則加以控制，使之降低到最小的允許限度；第三要建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取加強(qiáng)措施?？煽紤]采用剛度比較大的地下連續(xù)結(jié)構(gòu)、分層分段開挖并設(shè)置支撐、基底土加固、坑外注漿加固、增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度、墻外帷幕、縮短基坑施工時(shí)間等措施以減小基坑開挖產(chǎn)生的地層位移。

3.2盾構(gòu)施工防治對(duì)策

為減小盾構(gòu)施工對(duì)地面環(huán)境的影響，首先要做到精心施工，其次要做好必要的環(huán)境保護(hù)措施，再次要做好環(huán)境監(jiān)測(cè)工作及信息化施工。針對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)施工的環(huán)境巖土問題，應(yīng)主要通過控制盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)土體擾動(dòng)的變形，可采取以下幾種措施：其一，加強(qiáng)艙壓和排土量控制，對(duì)土壓平衡盾構(gòu)而言，控制艙壓使與前方自然水土壓力平衡，控制排土量和掘進(jìn)速度，以維護(hù)開挖面的穩(wěn)定，減少前方土體擠壓（欠挖時(shí)）與松動(dòng)（超挖時(shí)），防止前方土體塑性破壞和塌方；其二，控制同步注漿與二次注漿的時(shí)間、漿壓和漿量，管片脫出盾尾后，及時(shí)注漿充填其間的空隙，以減少地層損失及周邊土體的卸荷變形，在同步注漿之后進(jìn)行二次注漿，進(jìn)一步控制地表沉降；其三，加強(qiáng)隧道軸線糾偏控制，保證盾構(gòu)掘進(jìn)中的軸線定位走向與設(shè)計(jì)軸線盡可能一致，減小盾構(gòu)糾偏量，從而緩和盾構(gòu)糾偏對(duì)周圍土層的剪切擠壓擾動(dòng)，也有利于控制盾尾與管片背間的空隙和地層損失；其四，強(qiáng)施工應(yīng)急控制，施工中應(yīng)急采用“三階段注漿控制”方法包括預(yù)注漿、跟蹤注漿和工后注漿；e.加強(qiáng)盾構(gòu)的主要設(shè)計(jì)、施工參數(shù)及變形控制參數(shù)與控制；其五，針對(duì)盾構(gòu)隧道所鄰近的各被保護(hù)對(duì)象，分別制定能以安全承受不同種類變形位移和差異沉降的諸技術(shù)參數(shù)。

3.3打樁防治對(duì)策

為減少和防止打樁對(duì)周圍環(huán)境的影響，根據(jù)不同的情況可采取不同的措施，通?？刹捎玫沫h(huán)境保護(hù)措施有其一，采用預(yù)鉆孔取土打樁；其二，合理安排打樁方向；其三，控制打樁速率；其四，設(shè)置排水砂井或塑料排水板；其五，挖溝保護(hù)。在采取上述保護(hù)措施的同時(shí)，在施工過程中必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握周圍被保護(hù)建筑物的反應(yīng)，隨時(shí)調(diào)整打樁流程和速率。

3.4對(duì)地下水影響的防治對(duì)策

地鐵建設(shè)對(duì)地下水環(huán)境范圍是局部的，經(jīng)過較長(zhǎng)的時(shí)間后水環(huán)境會(huì)基本恢復(fù)。地鐵的運(yùn)營(yíng)對(duì)水環(huán)境的影響則是較大范圍的，在時(shí)間上有明顯的滯后性及積累效應(yīng)。建設(shè)中應(yīng)盡量采用止隔水措施，慎重選擇降水措施，以避免降水引起的地面沉降。為準(zhǔn)確的掌握?qǐng)鰠^(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化，可建立地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)。對(duì)沿線的敏感建筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)，以便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并解決問題。

4.結(jié)語

軌道交通在改善城市交通狀況，加快城市建設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面都將發(fā)揮巨大作用，同時(shí)還要用科學(xué)的觀點(diǎn)和方法，將軌道交通建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響降到最小，做到科學(xué)設(shè)計(jì)、嚴(yán)格管理；加強(qiáng)施工和運(yùn)營(yíng)期間的監(jiān)測(cè)，力求實(shí)現(xiàn)信息化施工；保證安全施工，減小施工對(duì)地面、建筑物和地下管線的影響，做到防患于未然；盡可能減小軌道交通建設(shè)對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的影響和破壞。

參考文獻(xiàn)：

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