一种紧邻既有轨道交通隧道基坑的施工期变形控制方法技术

本发明专利技术公开了一种紧邻既有轨道交通隧道基坑的施工期变形控制方法，包括以下步骤：确定基坑土方开挖方案、确定基坑抗隆起措施、确定地下水控制措施、隔断基坑与既有隧道之间土体变形传递的措施、抵抗基坑拆除支撑对既有隧道的影响措施、进行基坑和既有隧道变形影响的敏感性分析。本发明专利技术针对基坑土方开挖方案、基坑抗隆起措施、地下水控制措施、隔断基坑与既有隧道之间土体变形传递的措施、抵抗基坑拆除支撑对既有隧道的影响措施实现各环节精准控制，对限制基坑施工引起的基坑自身及邻近高铁或地铁隧道变形效果明显，为保证高铁或地铁隧道结构和运营安全及基坑自身的安全起到了重大的作用。

Deformation control method for foundation pit adjacent to existing rail transit during construction period

The invention discloses a deformation control method for a foundation pit adjacent to an existing rail transit tunnel during construction period, which comprises the following steps: determining the excavation scheme of the foundation pit earthwork, determining the anti-uplift measures of the foundation pit, determining the control measures of groundwater, separating the soil deformation transmission between the foundation pit and the existing tunnel, and resisting the support pair of the foundation pit demolition. The sensitivity analysis of the influence measures of existing tunnel and the deformation of foundation pit and existing tunnel is carried out. The invention realizes precise control of various links in accordance with excavation scheme of foundation pit earthwork, anti-uplift measures of foundation pit, groundwater control measures, measures for separating soil deformation transmission between foundation pit and existing tunnel, measures for resisting the influence of foundation pit demolition support on existing tunnel, and measures for restricting foundation pit itself and adjacent high-speed railway or high-speed railway caused by foundation pit construction. The deformation effect of subway tunnel is obvious, which plays an important role in ensuring the structure and operation safety of high-speed railway or subway tunnel and the safety of foundation pit itself.

【技术实现步骤摘要】
一种紧邻既有轨道交通隧道基坑的施工期变形控制方法
本专利技术属于岩土工程
，具体涉及一种紧邻既有轨道交通隧道基坑的施工期变形控制方法。
技术介绍
随着我国城市化进程的加快，越来越多的城市建设开发项目紧邻城市铁路及城市轨道交通工程，而超大型基坑工程的施工（特别是一些地下水位较高的临海地区）对既有高铁或地铁隧道的结构及运营安全造成较大的影响。目前，国内对基坑施工引起邻近的高铁隧道或地铁隧道的变形，一般均采用数值模拟分析来计算预测，基本上是“一事一议”。对基坑施工相关要素对邻近高铁或地铁隧道变形影响的敏感性分析，国内尚无报道，也就是说，基坑施工中采取哪些针对性工程措施精准控制邻近高铁或地铁隧道的变形，国内目前尚未开展系统性研究。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种紧邻既有轨道交通隧道基坑的施工期变形控制方法。本专利技术的技术方案是：一种紧邻既有轨道交通隧道基坑的施工期变形控制方法，包括以下步骤：（ⅰ）确定基坑土方开挖方案为降低基坑开挖对既有隧道的影响，基坑采用后退式开挖，开挖应遵循沿既有隧道侧由远及近、分段分块、随挖随撑、及时封闭的原则，采用分块分段条带形式进行开挖，基坑开挖至基底后，采用钢筋混凝土板快速封闭基坑坑底。（ⅱ）确定基坑抗隆起措施基坑开挖会引起坑底土体隆起回弹，进而带动周边土体回弹，从而对基坑邻近隧道变形产生影响，为限制坑底隆起对隧道的影响，采取以下两种措施其一，根据基坑开挖仿真模拟软件计算结果，针对基坑坑底出现上部位移的土层，在基坑坑底作基坑抗隆起桩；其二，当基坑开挖到基坑坑底时，立即在基坑坑底施作钢筋混凝土板。（ⅲ）确定地下水控制措施针对地下水位较高、基坑开挖时需进行降水的地区，为最大限度减小基坑降水对既有隧道及基坑自身的影响，主要采取基坑内和基坑外控水措施。（ⅳ）隔断基坑与既有隧道之间土体变形传递的措施为隔断基坑与既有隧道之间土体变形的传递，降低基坑施工对既有隧道的变形影响，在基坑与既有隧道之间应设隔离墙，起到隔断隔离墙内外土体的变形传递、减小基坑施工对既有隧道的变形影响作用。（ⅴ）抵抗基坑拆除支撑对既有隧道的影响措施针对坑深较深的基坑，基坑拆除支撑会进一步加大围护结构的位移，进而对邻近既有隧道结构造成更大影响，为减小基坑拆撑对既有隧道的影响，主要采取以下措施，其一、对于地下室外墙与基坑围护结构之间存在肥槽的基坑，为减小基坑围护结构继续向着坑内方向发生位移，基坑在邻近既有隧道施工时，肥槽回填材料建议采用C25混凝土，这样既可以减小基坑围护结构发生位移的几率，又保护了邻近隧道的安全；其二、基坑地下室各层板与周边围护结构之间应采用板带连接件。（ⅵ）进行基坑和既有隧道变形影响的敏感性分析根据不同基坑加固方式的分析及数值模拟计算，得出不同基坑加固方式，对基坑及周边环境影响有所差异，进一步分析不同基坑加固措施对基坑及既有隧道变形影响的灵敏性。所述步骤（ⅰ）~步骤（ⅵ）均基于数值模拟分析。所述基坑内和基坑外控水措施为以下措施；其一、基坑与既有隧道之间应设止水帷幕，止水帷幕应截断既有隧道所处的承压水含水层，如隧道未处于承压水层，止水帷幕应截断隧道所处土层下部的承压水层；其二、坑内基坑降水井采取浅埋密布的原则，其井底在基坑坑底2m左右，基坑降水应尽量避免扰动既有隧道下部的承压水层；其三、基坑与既有隧道之间应设置承压水回灌井，来确保既有隧道一侧下部承压水水位不下降。基坑沿垂直既有隧道方向每次开挖宽度不大于沿既有隧道方向基坑长度的1/10，所述沿既有隧道方向基坑长度为L，当1/10L大于8m时，开挖宽度取8m；单次基坑开挖面积不大于基坑总面积的1/30。所述基坑抗隆起桩的桩底应嵌入到基坑下部位移超过1mm土层的下层土层，嵌入深度大于3m。所述钢筋混凝土底板应在基坑开挖到坑底后立即施作，钢筋混凝土底板的板厚不小于400mm。所述止水帷幕截断既有隧道所处的承压水含水层，且其底部低于隧底净距不小于1m；如隧道未处于承压水含水层，止水帷幕截断隧道所处土层下部的承压水层，且其嵌入承压水层下部土体深度不小于3m。所述止水帷幕兼做隔离墙。本专利技术针对基坑土方开挖方案、基坑抗隆起措施、地下水控制措施、隔断基坑与既有隧道之间土体变形传递的措施、抵抗基坑拆除支撑对既有隧道的影响措施实现各环节精准控制，对限制基坑施工引起的基坑自身及邻近高铁或地铁隧道变形效果明显，为保证高铁或地铁隧道结构和运营安全及基坑自身的安全起到了重大的作用。附图说明图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术中基坑开挖范围及步骤的示意图；图3为本专利技术中基坑抗隆起桩、钢筋混凝土板及肥槽回填的示意图；图4为本专利技术中止水帷幕的示意图；图5为本专利技术中基坑降水井及承压水回灌井的示意图；图6为本专利技术中采取各措施后基坑施工对基坑隆起的变形影响敏感性分析示意图；图7为本专利技术中采取各措施后基坑施工对基坑周边土体沉降的变形影响敏感性分析示意图；图8为本专利技术中采取各措施后基坑施工对基坑围护结构水位位移的变形影响敏感性分析示意图；图9为本专利技术中采取各措施后基坑施工对周边既有隧道的结构变形影响敏感性分析示意图；其中：1既有隧道2基坑3基坑开挖宽度4肥槽回填5钢筋混凝土板6锚固结构7围护结构8止水帷幕9基坑抗隆起桩10板带连接件11承压水含水层12基坑降水井13承压水回灌井14基坑坑底L为沿既有隧道方向基坑长度。具体实施方式以下，参照附图和实施例对本专利技术进行详细说明：如图1~9所示，一种紧邻既有轨道交通隧道基坑的施工期变形控制方法，包括以下步骤：（ⅰ）确定基坑土方开挖方案为降低基坑2开挖对既有隧道的影响，基坑2采用后退式开挖，开挖应遵循沿既有隧道1侧由远及近、分段分块、随挖随撑、及时封闭的原则，采用分块分段条带形式进行开挖，基坑开挖至基底后，采用钢筋混凝土板快速封闭基坑坑底。（ⅱ）确定基坑抗隆起措施基坑2开挖会引起坑底土体隆起回弹，进而带动周边土体回弹，从而对基坑邻近隧道变形产生影响，为限制坑底隆起对隧道的影响，采取以下两种措施；其一，根据基坑开挖仿真模拟软件计算结果，针对基坑坑底出现上部位移的土层，在基坑坑底作基坑抗隆起桩9；其二，当基坑开挖到基坑坑底14时，立即在基坑坑底14施作钢筋混凝土板5。（ⅲ）确定地下水控制措施针对地下水位较高、基坑开挖时需进行降水的地区，为最大限度减小基坑降水对既有隧道1及基坑2自身的影响，主要采取基坑内和基坑外控水措施；其一、基坑与既有隧道1之间应设止水帷幕8，止水帷幕8应截断既有隧道1所处的承压水含水层11，如隧道未处于承压水层，止水帷幕8应截断隧道所处土层下部的承压水层；其二、坑内基坑降水井12采取浅埋密布的原则，其井底在基坑坑底2m左右，基坑降水应尽量避免扰动既有隧道1下部的承压水层；其三、基坑2与既有隧道1之间应设置承压水回灌井13，来确保既有隧道1一侧下部承压水水位不下降。（ⅳ）隔断基坑与既有隧道之间土体变形传递的措施为隔断基坑2与既有隧道1之间土体变形的传递，降低基坑施工对既有隧道1的变形影响，在基坑2与既有隧道1之间应设隔离墙，起到隔断隔离墙内外土体的变形传递、减小基坑施工对既有隧道1的变形影响作用。（ⅴ）抵抗基坑拆除支撑对既有隧道的影响措施针对坑深较深的基坑2，基坑拆除支撑会进一步加大围护结构7的位移，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧邻既有轨道交通隧道基坑的施工期变形控制方法，其特征在于：包括以下步骤：（ⅰ）确定基坑土方开挖方案为降低基坑开挖对既有隧道的影响，基坑采用后退式开挖，开挖应遵循沿既有隧道侧由远及近、分段分块、随挖随撑、及时封闭的原则，采用分块分段条带形式进行开挖，基坑开挖至基底后，采用钢筋混凝土板快速封闭基坑坑底；（ⅱ）确定基坑抗隆起措施基坑开挖会引起坑底土体隆起回弹，进而带动周边土体回弹，从而对基坑邻近隧道变形产生影响，为限制坑底隆起对隧道的影响，采取以下两种措施；其一，根据基坑开挖仿真模拟软件计算结果，针对基坑坑底出现上部位移的土层，在基坑坑底作基坑抗隆起桩；其二，当基坑开挖到基坑坑底时，立即在基坑坑底施作钢筋混凝土板；（ⅲ）确定地下水控制措施针对地下水位较高、基坑开挖时需进行降水的地区，为最大限度减小基坑降水对既有隧道及基坑自身的影响，主要采取基坑内和基坑外控水措施；（ⅳ）隔断基坑与既有隧道之间土体变形传递的措施为隔断基坑与既有隧道之间土体变形的传递，降低基坑施工对既有隧道的变形影响，在基坑与既有隧道之间应设隔离墙，起到隔断隔离墙内外土体的变形传递、减小基坑施工对既有隧道的变形影响作用；（ⅴ）抵抗基坑拆除支撑对既有隧道的影响措施针对坑深较深的基坑，基坑拆除支撑会进一步加大围护结构的位移，进而对邻近既有隧道结构造成更大影响，为减小基坑拆撑对既有隧道的影响，主要采取以下措施，其一、对于地下室外墙与基坑围护结构之间存在肥槽的基坑，为减小基坑围护结构继续向着坑内方向发生位移，基坑在邻近既有隧道施工时，肥槽回填材料建议采用C25混凝土，这样既可以减小基坑围护结构发生位移的几率，又保护了邻近隧道的安全；其二、基坑地下室各层板与周边围护结构之间应采用板带连接件；（ⅵ）进行基坑和既有隧道变形影响的敏感性分析根据不同基坑加固方式的分析及数值模拟计算，得出不同基坑加固方式，对基坑及周边环境影响有所差异，进一步分析不同基坑加固措施对基坑及既有隧道变形影响的灵敏性。...

【技术特征摘要】
1.一种紧邻既有轨道交通隧道基坑的施工期变形控制方法，其特征在于：包括以下步骤：（ⅰ）确定基坑土方开挖方案为降低基坑开挖对既有隧道的影响，基坑采用后退式开挖，开挖应遵循沿既有隧道侧由远及近、分段分块、随挖随撑、及时封闭的原则，采用分块分段条带形式进行开挖，基坑开挖至基底后，采用钢筋混凝土板快速封闭基坑坑底；（ⅱ）确定基坑抗隆起措施基坑开挖会引起坑底土体隆起回弹，进而带动周边土体回弹，从而对基坑邻近隧道变形产生影响，为限制坑底隆起对隧道的影响，采取以下两种措施；其一，根据基坑开挖仿真模拟软件计算结果，针对基坑坑底出现上部位移的土层，在基坑坑底作基坑抗隆起桩；其二，当基坑开挖到基坑坑底时，立即在基坑坑底施作钢筋混凝土板；（ⅲ）确定地下水控制措施针对地下水位较高、基坑开挖时需进行降水的地区，为最大限度减小基坑降水对既有隧道及基坑自身的影响，主要采取基坑内和基坑外控水措施；（ⅳ）隔断基坑与既有隧道之间土体变形传递的措施为隔断基坑与既有隧道之间土体变形的传递，降低基坑施工对既有隧道的变形影响，在基坑与既有隧道之间应设隔离墙，起到隔断隔离墙内外土体的变形传递、减小基坑施工对既有隧道的变形影响作用；（ⅴ）抵抗基坑拆除支撑对既有隧道的影响措施针对坑深较深的基坑，基坑拆除支撑会进一步加大围护结构的位移，进而对邻近既有隧道结构造成更大影响，为减小基坑拆撑对既有隧道的影响，主要采取以下措施，其一、对于地下室外墙与基坑围护结构之间存在肥槽的基坑，为减小基坑围护结构继续向着坑内方向发生位移，基坑在邻近既有隧道施工时，肥槽回填材料建议采用C25混凝土，这样既可以减小基坑围护结构发生位移的几率，又保护了邻近隧道的安全；其二、基坑地下室各层板与周边围护结构之间应采用板带连接件；（ⅵ）进行基坑和既有隧道变形影响的敏感性分析根据不同基坑加固方式的分析及数值模拟计算，得出不同基坑加固方式，对基坑及周边环境影响有所差异，进一步分析不同基坑加固...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继清，王达麟，吕宝伟，李得昌，林森斌，杨毅秋，李敬梅，信磊磊，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12