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深圳某項目基坑開挖對地鐵影響的風(fēng)險應(yīng)對與實踐

文檔作者：王繼華，劉濤，嚴(yán)莉，宋延平，黃世堅，陳忠藝，龔岸文檔來源：中海油基建管理有限責(zé)任公司，		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月09日
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２０１５ 年４ 月下
第４４ 卷　第７ 期
施　工　技　術(shù)
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ?。罚?
ＤＯＩ：１０?? ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１５０７００７７
深圳某項目基坑開挖對地鐵影響的風(fēng)險應(yīng)對與實踐
王繼華，劉　濤，嚴(yán)　莉，宋延平，黃世堅，陳忠藝，龔　岸
（中海油基建管理有限責(zé)任公司，北京?。保埃埃埃保埃?
［摘要］ 通過分析中海油大廈（深圳）項目基坑開挖施工過程中，由于基坑施工引起的臨近深圳地鐵２ 號線隧道的
沉降與位移風(fēng)險，采取系統(tǒng)的評價、監(jiān)測和管控等有效應(yīng)對措施，探討該項目基坑開挖對地鐵風(fēng)險的成功應(yīng)對經(jīng)
驗。詳細(xì)介紹了施工方案中的防控措施、監(jiān)測方案以及施工過程中的處置措施。
［關(guān)鍵詞］ 地鐵；基坑；風(fēng)險；監(jiān)測
［中圖分類號］ ＴＵ７５３ ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ Ａ　　　?。畚恼戮幪枺?１００２?８４９８（２０１５）０７?００７７?０６
Ｒｉｓｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ Ｓｕｂｗａｙ
ｉｎ ａ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ
Ｗａｎｇ Ｊｉｈｕａ， Ｌｉｕ Ｔａｏ， Ｙａｎ Ｌｉ， Ｓｏｎｇ Ｙａｎｐｉｎｇ， Ｈｕａｎｇ Ｓｈｉｊｉａｎ， Ｃｈｅｎ Ｚｈｏｎｇｙｉ， Ｇｏｎｇ Ａｎ
（ＣＮＯＯＣ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ． ， Ｂｅｉｊｉｎｇ?。保埃埃埃保?， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ
ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ
ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ｒｉｓｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ
ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙｓ； ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ； ｒｉｓｋ； ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
［作者簡介］ 王繼華，高級工程師，Ｅ?ｍａｉｌ：ｗａｎｇｊｈ６＠ ｃｎｏｏｃ． ｃｏｍ． ｃｎ ［收稿日期］ ２０１４?０９?１４；［修訂日期］ ２０１４?１０?２７
１　工程概況
中海油大廈（深圳）建設(shè)項目位于深圳市南山
后海中心區(qū)后海濱路和創(chuàng)業(yè)路交叉口南側(cè)，總用地
面積１２ ７１２?? ５１ｍ２，總建筑面積約２５?? １ 萬ｍ２，地上
４５ 層，地下４ 層，高度約２００ｍ，是集辦公、商業(yè)于一
體的超高層綜合體項目。建筑造型采用雙塔形式，
１ ～４ 層為裙房，塔樓６ ～ ４５ 層均為辦公空間，其中
１５，３１ 層為避難層。地塊紅線西側(cè)距后海濱路沿線
的地鐵２ 號線隧道最近約１８ｍ；北側(cè)是創(chuàng)業(yè)路；東側(cè)
和南側(cè)是規(guī)劃中的８ｍ 寬市政道路，路南約２００ｍ 正
在進(jìn)行地鐵車站施工?；游恢萌鐖D１ 所示。
基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用咬合樁支護(hù)體系。咬合樁
直徑１ ２００ｍｍ，間距９００ｍｍ；樁長３０ｍ，嵌固基底巖
層６ｍ?；觾?nèi)設(shè)３ 道水平雙環(huán)內(nèi)支撐，開挖深度約
２１?? ５５ ～２４?? ０５ｍ，土方開挖量約３０ 萬ｍ３。第１ 道支
撐軸線相對標(biāo)高－４?? ０５０ｍ，第２，３ 道支撐軸線相對
標(biāo)高分別為－ １２?? ４５０ｍ 和－ １８?? ３５０ｍ，并設(shè)置支撐
腰梁。典型支撐剖面如圖２ 所示。
基坑位于地鐵２ 號線的東側(cè)，涉及的地鐵結(jié)構(gòu)
圖１　基坑位置示意
Ｆｉｇ． １?。校铮螅椋簦椋铮?ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
圖２　典型基坑支護(hù)剖面
Ｆｉｇ． ２?。裕穑椋悖幔?ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
?。罚?施工技術(shù) 第４４ 卷
主要為地鐵２ 號線登—南區(qū)間隧道，基坑西北角距
離地鐵隧道較近，最近處距地鐵右線隧道中心線約
２４ｍ。登—南區(qū)間隧道（含左、右線）位于后海濱路
下方，為拼裝式襯砌結(jié)構(gòu)，襯砌混凝土強度等級
Ｃ５０，采用盾構(gòu)法施工，隧道內(nèi)徑５?? ４ｍ，外徑６?? ０ｍ。
底板底標(biāo)高－ １７?? ０４０ ～ － １５?? ４２０ｍ。區(qū)間總長約
７６０ｍ，其中與本項目基坑相鄰段長約１６０ｍ。
２　工程與水文地質(zhì)條件
場地原始地貌為濱海相潮間帶（灘涂），后經(jīng)人
工堆填整平，現(xiàn)鉆孔口標(biāo)高在４?? ３７０ ～ ５?? ４４０ｍ。據(jù)
鉆探揭露，場地內(nèi)埋藏地層的巖性及野外特征自上
而下依次描述為人工填土層、第四系全新統(tǒng)海積
層、第四系全新統(tǒng)沖洪積層、第四系上更新統(tǒng)沖洪
積層、第四系殘積層、燕山期侵入巖。按標(biāo)準(zhǔn)貫入
試驗結(jié)果，場地范圍內(nèi)礫砂為可液化土層，液化等
級中等。本場地特殊巖土主要為人工填土（石）、淤
泥、花崗巖殘積土和風(fēng)化巖。
場地內(nèi)地下水主要有松散土層孔隙潛水和基
巖裂隙水兩種類型。本次勘察期間，場地范圍混合
地下水埋深０?? ５０ ～ ３?? ００ｍ， 水位高程１?? ４２０ ～
４?? ６２０ｍ。地下水主要補給來源為大氣降水和海水
補給，地下水的排泄以徑流為主，場地原始地貌為
濱海潮間帶，現(xiàn)已填海造地，本場地距海域（深圳
灣）的最短距離約為１?? ５ｋｍ。水質(zhì)分析結(jié)果表明地
下水中Ｃｌ－ 含量偏高，說明地下水與海水尚有水力
聯(lián)系。降雨集中季節(jié)，地下水向大海排泄，方向由
西向東?？菟竟?jié)地下水位低于海平面時，則接收
海水補給。
３　危害辨識與風(fēng)險分析
３?? １　基坑施工對臨近地鐵結(jié)構(gòu)的影響
基坑開挖施工中可能對地鐵隧道產(chǎn)生以下不
利影響：①基坑開挖、降水坑后土體豎向變形引起２
號線區(qū)間隧道的沉降；②基坑開挖使周邊土體產(chǎn)生
水平位移，地鐵隧道在周邊土體的影響下發(fā)生水平
位移；③基坑開挖中地下水位下降、土體孔隙水壓
力消散，有效應(yīng)力增加，產(chǎn)生的附加應(yīng)力對土體變
形的影響十分明顯。
３?? ２　主要原因分析
１）地鐵自身沉降
由于地鐵本身也屬于地下構(gòu)筑物，存在自然沉
降的可能，且地鐵處于正常運行狀態(tài)，地鐵車輛動
荷載也可能加重自身沉降。對此國內(nèi)地鐵運營管
理方均建立周密的監(jiān)測體系，以判別地鐵隧道的沉
降和水平位移變形值。但由于上述監(jiān)測數(shù)據(jù)較為
敏感，臨近地鐵的民用項目多無法獲取同期地鐵沉
降變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此難以通過類比分析，判別由
于地鐵自然沉降和正常運營可能造成的沉降、變形
數(shù)值。
２）勘察設(shè)計問題
國內(nèi)建筑深基坑支護(hù)的設(shè)計方案與措施大多
偏于保守，即便如此，如果設(shè)計人員經(jīng)驗不足，也會
導(dǎo)致事故。２００５ 年７ 月２１ 日，廣州海珠區(qū)江南大
道南珠城海廣場深基坑滑坡事故部分原因就是未
及時識別基坑南邊地層向坑內(nèi)傾斜，并存在軟弱透
水夾層，隨著開挖深度增大，導(dǎo)致深部滑動的風(fēng)險。
施工單位因此忽視了針對上述風(fēng)險的管控。
３）臨近基坑施工問題
基坑暴露時間過長、基坑土方超挖、挖土施工
不均衡、支撐施加及封閉不及時、拆撐不合理、基坑
邊超載過大等原因均容易引起基坑失穩(wěn)。在以上
因素作用下，會引起基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形，進(jìn)而引發(fā)
地鐵沉降變形。
南珠城海廣場深基坑滑坡事故的主要原因之一
就是施工不符合原設(shè)計方案，嚴(yán)重超挖，造成原支護(hù)
樁成為吊腳樁；基坑施工時間滯后，基坑暴露時間大
大超過臨時支護(hù)為１ 年的限制，導(dǎo)致開挖地層的軟化
滲透水和已施工構(gòu)件銹蝕和錨索預(yù)應(yīng)力的損失，強度
降低甚至失效；事故發(fā)生前在南邊坑頂因施工而造成
東段嚴(yán)重超載是基坑滑坡的導(dǎo)火線。
４）監(jiān)測數(shù)據(jù)問題
２００８ 年１１ 月１５ 日杭州地鐵１ 號線蕭山湘湖
站工地發(fā)生坍塌事故，其中一個主要事故原因就是
監(jiān)測數(shù)據(jù)失真，在１１ 月１５ 日前，地面最大沉降已達(dá)
３１６ｍｍ，測斜管測得最大位移已達(dá)４３?? ７ｍｍ，均已超
過報警值，各方未及時報警而喪失最佳搶險時機。
５）突發(fā)事故影響
根據(jù)國內(nèi)深基坑項目事故分析，基坑容易發(fā)生
嚴(yán)重滲水，造成周邊地鐵地下水位下降，進(jìn)而對地
鐵結(jié)構(gòu)物造成影響，引起地鐵結(jié)構(gòu)的附加沉降。此
外，基坑變形過大等突發(fā)事故引起的基坑坍塌，也
會引發(fā)周邊地鐵的嚴(yán)重變形。
６）外界環(huán)境因素
地鐵周邊多有市政道路，如深圳地鐵２ 號線在
深圳項目區(qū)域段上方是后濱海路，而后濱海路全線
貫通時間還在地鐵２ 號線之后。根據(jù)研討，道路路
面動荷載過大也可能引起路面下方的地鐵產(chǎn)生沉
降變形。
２００８ 年１１ 月１５ 日杭州地鐵１ 號線工地坍塌
事故所在地風(fēng)情大道即為一條主干道路，來往車輛
較多，給基坑的承重墻帶來較大沖擊。
３?? ３　風(fēng)險分析與評價
１）地鐵沉降和位移
２０１５ Ｎｏ． ７ 王繼華等：深圳某項目基坑開挖對地鐵影響的風(fēng)險應(yīng)對與實踐 ?。罚?
基坑開挖過程中，會導(dǎo)致基坑附近地區(qū)部分地
層的損失，并改變原有土石地層的應(yīng)力平衡狀態(tài)，
繼而導(dǎo)致地鐵沉降和水平位移，一旦地鐵沉降和隧
道水平位移超過了地鐵隧道變形及位移的最大允
許值，就有可能帶來巨大風(fēng)險。
２）地鐵盾構(gòu)結(jié)構(gòu)破壞
由于深基坑開挖過程必然改變地層原來的應(yīng)
力分布，因此不適當(dāng)?shù)拈_挖方案、不及時的支護(hù)很
有可能造成隧道的壓縮變形，繼而造成盾構(gòu)結(jié)構(gòu)破
壞，嚴(yán)重影響軌道交通的正常運行，甚至影響地鐵
的整體安全。
３）風(fēng)險評價
由于有關(guān)由于周邊基坑開挖引起地鐵沉降、位
移事故的材料極少，缺乏具體的概率統(tǒng)計資料，故
簡單使用作業(yè)條件危險評價法來評估深圳項目基
坑開挖引起地鐵沉降、位移的風(fēng)險。
作業(yè)條件危險評價法（以下簡稱ＬＥＣ 風(fēng)險評價
法）是一種簡易的評價，人們在具有潛在危險性環(huán)
境中作業(yè)時的危險性半定量方法。用與風(fēng)險性有
關(guān)的３ 種因素指標(biāo)值之積來評價系統(tǒng)人員傷亡風(fēng)險
的大小，３ 種因素為：Ｌ 為發(fā)生事故的可能性大小；Ｅ
為人體暴露在這種風(fēng)險環(huán)境中的頻繁程度；Ｃ 為一
旦發(fā)生事故會造成的損失后果。其簡化公式為：
Ｄ ＝ ＬＥＣ，當(dāng)Ｄ 值所對應(yīng)的風(fēng)險等級≥３ 時，為不可
承受風(fēng)險。
綜上所述，雖然國內(nèi)正式報道的此類事故較
少，但近幾年隨著國內(nèi)各城市軌道交通和城市建設(shè)
的高速發(fā)展，確有類似事故發(fā)生，且深圳當(dāng)?shù)匾寻l(fā)
生過類似險情，加之深圳項目基坑開挖深度較大，
基坑邊緣距離地鐵最近處只有２４ｍ，發(fā)生相關(guān)事故
的可能性較大。
地鐵運營方已經(jīng)采取了嚴(yán)格的監(jiān)控和應(yīng)急防
范措施，乘客暴露于此類危害的風(fēng)險較??；一旦地
鐵發(fā)生事故，極易發(fā)生群死群傷事故，后果嚴(yán)重，即
Ａ 級事故。
由上述參數(shù)計算基坑開挖引起地鐵沉降、位移
的風(fēng)險值Ｄ 等級為４，屬于高度風(fēng)險。
４　風(fēng)險控制措施
４?? １　專題評價
１）基坑開挖環(huán)境影響分析
通過對基坑開挖進(jìn)行理論分析、計算得出，在
已有設(shè)計條件下，當(dāng)基坑開挖到底時，圍護(hù)結(jié)構(gòu)最
大水平位移為４９?? ８４ｍｍ，最大變形發(fā)生的位置大概
在１９ｍ 深度。在拆撐、換撐過程中最大水平變形還
有突增現(xiàn)象。假設(shè)基坑超挖１ｍ 時，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)
水平變形將增大，對地鐵結(jié)構(gòu)的安全有一定影響，
地下水位下降對地鐵結(jié)構(gòu)影響明顯。
２）基坑開挖對臨近地鐵結(jié)構(gòu)影響的數(shù)值分析
通過三維有限元結(jié)果可知，基坑開挖到基坑
底，距離隧道最近的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)點最大水平位移為
４７?? １ｍｍ，此時隧道產(chǎn)生的最大水平位移為１８?? ９ｍｍ；
基坑開挖到底后距離基坑最近處隧道產(chǎn)生的最大
豎向位移為５?? １８ｍｍ。
３）地下水滲流對臨近地鐵結(jié)構(gòu)影響的數(shù)值
分析
通過ＭＩＤＡＳ／ ＧＴＳ 進(jìn)行二維滲流分析，得出以
下結(jié)論與建議：①基坑開挖過程中地下水滲流將引
起基坑外側(cè)地下水位下降，相應(yīng)的隧道處地下水位
也將下降，基坑開挖對隧道存在一定的影響。②土
層滲流參數(shù)對基坑開挖后滲流場變化影響較大。
應(yīng)用勘察報告建議參數(shù)計算得到的地鐵隧道處地
下水下降值將超允許值：而參照臨近場地參數(shù)計算
所得結(jié)果可以滿足要求。因此，有必要開展進(jìn)一步
工作核實地層的滲透系數(shù)，尤其是殘積土層、全風(fēng)
化花崗巖層。③根據(jù)計算結(jié)果，隨著開挖深度增
加，從第２ 步開挖開始，地鐵隧道處地下水位下降較
大，需要采取地下水回灌。回灌井應(yīng)布置于基坑與
隧道之問，其深度穿過沖洪積砂礫層，進(jìn)入殘積土
層。④從滲流場計算結(jié)果看出，基坑外側(cè)２０ｍ 范圍
內(nèi)總水頭基本水平，水位觀測井的位置受距離影響
不大。可以將水位觀測井內(nèi)水位作為隧道區(qū)域的
地下水位，由此控制基坑開挖過程中開始回灌的
時間。４?? ２　施工方案中的防控措施
根據(jù)專業(yè)機構(gòu)對基坑施工對地鐵安全影響分
析評價結(jié)果，基坑施工與支護(hù)方案是否合理，是減
少對周圍環(huán)境干擾和影響的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為此深圳項
目在基坑施工前組織施工單位根據(jù)相關(guān)專家意見
在基坑施工方案中進(jìn)一步強化防控基坑變形的具
體措施。
４?? ２?? １　平面布置
基坑平面布置如圖３ 所示。
４?? ２?? ２　基坑施工方案
項目根據(jù)工程樁的施工進(jìn)度，先插入１ 號塔樓
和裙房區(qū)域的土方開挖，待２ 號塔樓工程樁完成后
立即插入２ 號塔樓的土方開挖。第１ 層開挖完后逐
層往下進(jìn)行各道支撐和各層土方的施工。第１，２ 層
土方采用土坡道運輸，第３，４ 層土方采用液壓升降
機垂直運輸。
支撐梁側(cè)模板采用鋼模板、底模采用砂墊層。
混凝土澆筑采用天泵輔以地泵的方式，在混凝土澆
筑完后初凝前在梁面上插入硬紙管，間距３００ｍｍ 梅
?。福?施工技術(shù) 第４４ 卷
圖３　基坑平面布置
Ｆｉｇ． ３?。校欤幔睿?ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
花形布置，以利于支撐拆除。
結(jié)合各道水平支撐標(biāo)高和土方開挖之間的關(guān)
系，將施工區(qū)段按照豎向劃分為４ 個施工段，按照自
上而下順序逐層施工?？傮w施工順序為：第１ 層土
方開挖→土釘及噴射混凝土施工→第１ 道支撐體系
施工→第２ 層土方開挖→第２ 道支撐體系施工→第
３ 層土方開挖→第３ 道支撐體系施工→第４ 層土方
開挖，完成基坑剩余土方的開挖，基坑底硬化。
４?? ２?? ３　基坑支護(hù)措施
本工程基坑支護(hù)形式采用咬合樁＋ 鋼筋混凝
土內(nèi)支撐體系，內(nèi)支撐由立柱樁和３ 道水平支撐組
成，各道水平支撐均由環(huán)撐、腰梁（首層為冠梁）、支
撐梁、支撐連梁和封板組成，如圖４，５ 所示。
圖４　基坑支護(hù)示意
Ｆｉｇ． ４?。疲铮酰睿洌幔簦椋铮?ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔｓ
工程水平支撐共３ 道，分層依次進(jìn)行，待各層土
圖５　基坑支護(hù)平面
Ｆｉｇ． ５　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｐｌａｎｅ
方開挖至封板底標(biāo)高時，開始各道水平支撐施工，
待水平支撐強度達(dá)９０％ 后，進(jìn)行下層土方挖運施
工。在各道水平支撐施工時，按照各層土方開挖順
序進(jìn)行，先后完成水平支撐處土方平整、梁墊層、放
線、梁鋼筋綁扎、梁側(cè)模安裝、梁混凝土澆筑、梁側(cè)
模拆除、梁側(cè)土方回填、封板模板、封板鋼筋以及封
板混凝土澆筑，在梁混凝土初凝前在梁表面插入硬
紙管，間距３００ｍｍ，梅花形布置，以便于支撐拆除。
在基坑設(shè)計審批階段，根據(jù)相關(guān)部門要求，增
加２ 道高壓旋噴樁止水帷幕，進(jìn)一步降低基坑開挖
降水對地鐵隧道結(jié)構(gòu)影響，更好地起到保護(hù)地鐵隧
道安全的作用。２ 道止水帷幕旋噴樁樁徑０?? ６ｍ，間
距０?? ８ｍ。單管高壓旋噴樁長度Ｌ≥２０ｍ，且樁底穿
透礫砂層進(jìn)入礫質(zhì)黏性土≥１ｍ。
４?? ２?? ４　土方挖運
根據(jù)圖紙和現(xiàn)場踏勘，場地自然地面標(biāo)高約
－０?? ３００ｍ（相對標(biāo)高），土方開挖完成面相對標(biāo)高為
－２１?? ６５０， －２２?? ６５０， － ２４?? １５０ｍ，土方開挖量約３０
萬ｍ３。
在土方開挖時，嚴(yán)格遵循基坑工程“時空效應(yīng)”
理論均勻開挖。本項目將現(xiàn)場劃分為２ 個施工區(qū)，
即１ 號塔樓及裙房區(qū)、２ 號塔樓區(qū)，每個施工區(qū)各配
備４ 臺反鏟挖掘機，按照從基坑邊向中間出土口的
開挖順序進(jìn)行土方挖運，確保均勻開挖，以減輕基
坑沉降影響，如圖６ 所示。
４?? ２?? ５　基坑降排水施工
根據(jù)設(shè)計要求，本項目設(shè)置基坑明排水系統(tǒng)：
支護(hù)樁施工完成并開始土方開挖時，隨著進(jìn)程開始
坑頂設(shè)置截水排水溝的設(shè)置，坑頂排水溝沿基坑頂
邊線５００ｍｍ 外進(jìn)行布設(shè)，除４ 個角各設(shè)置１ 處集水
井外，還增設(shè)２ 處集水井；每次土方開挖時，每隔
５０ｍ 設(shè)置１ 處臨時降水坑，并開挖５００ｍｍ × ５００ｍｍ
臨時排水盲溝連通各降水坑；待挖至設(shè)計標(biāo)高時，
沿支護(hù)樁邊５００ｍｍ 外設(shè)置坑底排水溝。
本項目平時配置１８ 臺潛水泵用于集水井抽排
水，暴雨來襲的高峰期基坑底共配備２５ 臺潛水泵
抽水。
２０１５ Ｎｏ． ７ 王繼華等：深圳某項目基坑開挖對地鐵影響的風(fēng)險應(yīng)對與實踐 　８１
圖６　土方開挖示意
Ｆｉｇ． ６?。裕瑁?ｅａｒｔｈ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
４?? ２?? ６　內(nèi)支撐拆除
深圳項目拆除工程量較大，經(jīng)綜合考慮采用靜
態(tài)破碎拆除與爆破拆除相結(jié)合的施工方法。根據(jù)
深圳市地鐵集團(tuán)《城市軌道交通安全保護(hù)區(qū)施工管
理辦法（暫行）》有關(guān)規(guī)定，對地下車站與隧道周邊
外側(cè)５０ｍ 安保區(qū)內(nèi)的內(nèi)支撐拆除采用靜態(tài)破碎拆
除，５０ｍ 外區(qū)域采用爆破拆除。
爆破拆除是施工安全控制的重點，項目委托
具有“爆破作業(yè)單位許可證” 的單位進(jìn)行爆破施
工。在爆破拆除前編制爆破專項方案并按深圳市
公安局相關(guān)規(guī)定進(jìn)行專家評審和網(wǎng)上申報等工
作。在爆破拆除區(qū)內(nèi)為最大限度降低施工安全管
理風(fēng)險，確保周圍建筑物、人員、車輛的安全，爆破
施工前采用靜態(tài)破碎的方法斷開支撐梁與冠梁、
腰梁所有的連接點且凈空≥３００ｍｍ，以減弱或阻
斷爆破振動向基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的傳遞，降低爆破振
動對周圍環(huán)境的影響。腰梁采用靜態(tài)破碎方式拆
除以避免爆破對基坑的擾動，冠梁在不影響室外
管線施工時可不拆除。爆破拆除時采用多打眼、
少裝藥、強覆蓋、分區(qū)分片多次爆破的方法，同時
裝藥量由爆破技術(shù)人員進(jìn)行嚴(yán)格計算以最大限度
減少對周圍建筑物和地鐵的影響，最后利用風(fēng)鎬
將混凝土人工拆除。
４?? ３　地鐵變形監(jiān)測
本項目監(jiān)測水平位移按《建筑變形測量規(guī)范》
ＪＧＪ８—２００７ 二級執(zhí)行，具體操作嚴(yán)格參照《城市軌
道交通工程測量規(guī)范》ＧＢ５０３０８—２００８、《建筑變形
測量規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。本工程由第三方進(jìn)行
基坑監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容如表１ 所示。
在基坑施工期間，項目共組織開展地鐵變形監(jiān)
測１２５ 期，監(jiān)測數(shù)據(jù)如表２ 所示。
表１　基坑與地鐵監(jiān)測項目
Ｔａｂｌｅ １　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｂｗａｙ
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｉｔｅｍｓ
項目內(nèi)容布置間隔總數(shù)
１ 支護(hù)樁樁身變形
觀測點（測斜管） 每３０ｍ 布置共計１８ 個
２ 支護(hù)樁頂沉降、
水平位移測點
每３０ｍ 布置共計１８ 個
３ 地表沉降測點每４０ｍ 布置共計１２ 個
４ 地下水位測點— 共計６ 個
５ 內(nèi)支撐軸力
監(jiān)測點
每層
４１ ～４２ 個
３ 層支撐
共計１２６ 個
６ 支撐立柱沉降監(jiān)測點— 共計１８ 個
７ 地鐵隧道的沉降、
水平位移測點
每３０ｍ 布置約１５ 個
８ 地鐵隧道處的
地下水位測點— 約６ 個
表２　臨近地鐵監(jiān)測數(shù)據(jù)
Ｔａｂｌｅ ２?。停铮睿椋簦铮颍椋睿?ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｗａｙ
時間／
（年?月?日）
累計沉降
最大值／ ｍｍ
累計水平位移
最大值／ ｍｍ
２０１２?１１?２２ －３?? ３ ３?? ３３
２０１２?１２?２７ －５?? ５８ ４?? ６９
２０１３?０１?２２ －１０?? ５ ６． ０
２０１３?０２?１９ －１１?? ２ ６?? ８
２０１３?０４?０２ －１３?? ７ １０?? ７
２０１３?０５?１６ －１４?? １ １２?? ２
２０１３?０６?２５ －１４?? ９ １２?? １
２０１３?０７?３１ －１７?? ０ １４?? ３
２０１３?０８?２１ －１８?? ５ １６?? ２
２０１３?０９?０４ －２１?? ０ １９?? ８
２０１３?１０?１５ －２３?? ２ ２３?? ４
２０１３?１１?０６ －２５?? ９ ２８?? ４
２０１３?１１?２０ －２８?? ２ ３１?? ０
２０１３?１２?２０ －３１?? ４ ３２?? ６
２０１４?０１?０６ －３０?? ９ ３１?? ４
２０１４?０２?１９ －３０?? ５ ３２?? ４
２０１４?０３?２０ －２９?? ７ ３２?? ２
２０１４?０４?１４ －２９?? ３ ３１?? ９
２０１４?０５?１６ －２８?? ２ ３１?? １
４?? ４　施工處置措施
自２０１３ 年１ 月開始基坑開挖作業(yè)，根據(jù)地鐵監(jiān)
測數(shù)據(jù)判斷（見表２），臨近地鐵沉降和位移趨勢明
顯加快，到２０１３ 年８ 月下旬地鐵沉降和水平位移均
已超過了《中海油大廈（深圳）建設(shè)項目基坑施工對
地鐵安全影響分析評價》預(yù)測的最大水平位移
１８?? ９ｍｍ，最大豎向位移５?? １８ｍｍ。
針對上述不利情況，進(jìn)行了原因分析并采取了
相應(yīng)的處置措施。
４?? ４?? １　主要原因分析
通過系統(tǒng)梳理基坑施工過程，可以判定項目基
坑開挖進(jìn)度明顯滯后施工計劃以及基坑發(fā)生滲水，
?。福?施工技術(shù) 第４４ 卷
是地鐵沉降與位移加速的主要原因。
２０１３ 年上半年受客觀因素影響，加上施工單位
組織不力，項目基坑開挖進(jìn)度明顯滯后于施工計
劃，如表３ 所示。從２０１２ 年１１ 月下旬土方開挖開
始，第１ 層和第２ 層土方開挖及支撐體系施工耗時，
是原計劃施工時間的２ 倍多。
表３　施工工期對比
Ｔａｂｌｅ ３　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ
施工階段計劃工期／ ｄ 實際工期／ ｄ 滯后時間／ ｄ
第１ 層土方開挖及
支撐體系施工６１ １４５ ８４
第２ 層土方開挖及
支撐體系施工５５ １４４ ８９
第３ 層土方開挖及
支撐體系施工４６ ９１ ４５
第４ 層土方開挖及
排水系統(tǒng)施工３３ ３５ ２
土方開挖嚴(yán)重超時，造成施工單位在土方開挖
施工時未能嚴(yán)格遵循基坑工程“時空效應(yīng)”理論，違
背了“隨挖隨撐，限時完成”的原則。如前所述，由
于基坑內(nèi)土體卸載，側(cè)壁卸荷，導(dǎo)致側(cè)壁土體向基
坑內(nèi)側(cè)位移，同時引起坑后土體發(fā)生豎向變形，基
坑附近土體的位移和變形勢必會影響到臨近的地
鐵隧道?；颖┞稌r間過長、支撐施加及封閉不及
時等原因會加劇這一變形過程，進(jìn)而引發(fā)臨近地鐵
沉降和位移的加速。
此外，在２０１３ 年９ 月進(jìn)行基坑第３ 層土方開挖
時，由于咬合樁在施工過程中咬合效果不好，第３ 層
土方挖掘后，咬合樁失去了土層的支護(hù)，先后出現(xiàn)５
次滲漏情況，其中２ 次發(fā)生在基坑臨近地鐵一側(cè)
（西側(cè)２ 次、北側(cè)２ 次、南側(cè)１ 次），且由于施工單位
應(yīng)急準(zhǔn)備不充分，在滲漏發(fā)生時，有堵漏耗時長且
效果差的情況發(fā)生。上述情況可能會對周邊地鐵
地下水環(huán)境造成較大影響，進(jìn)而影響地鐵結(jié)構(gòu)的穩(wěn)
定，加速地鐵沉降和位移。
４?? ４?? ２　處置措施
１）跟蹤督辦
基建公司對深圳項目基坑施工引起的地鐵風(fēng)
險高度重視，２０１３ 年７ 月起將該項目地鐵風(fēng)險列為
公司重大風(fēng)險管控，對所屬深圳項目組掛牌督辦，
要求盡快組織專家研討對策，完善應(yīng)急預(yù)案，督促
施工單位盡快落實應(yīng)對措施。同時，公司還將上述
風(fēng)險如實填報至中國海油隱患跟蹤整改系統(tǒng)，跟蹤
更新風(fēng)險管控進(jìn)展，并定期填報。以此督促、推動
所屬深圳項目組和施工單位盡快控制風(fēng)險。
２）加快施工
根據(jù)第１，２ 層基坑開挖施工滯后的實際情況，
在２０１４ 年６ 月及時推動施工單位調(diào)整部署，優(yōu)化基
坑開挖方案，制定更加緊湊的工序安排，盡可能縮
短開挖及支撐時限，優(yōu)化施工參數(shù)，減少無支撐暴
露時間，盡快使地層建立結(jié)構(gòu)平衡，以達(dá)到控制基
坑變形在允許范圍內(nèi)的目的。
為了避免基坑暴露時間過長，在底板施工中，
將底板換撐和地下室底板混凝土一次性澆筑，既保
證了基坑安全，同時又加快施工進(jìn)度。
肥槽采用泵送混凝土進(jìn)行回填，保證了回填質(zhì)
量，使主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)樁形成一個有效的整體，減
少了基坑位移的可能，同時也加快了施工進(jìn)度。
３）加強支撐結(jié)構(gòu)強度
為盡快消除隱患，針對可能存在的薄弱環(huán)節(jié)，
經(jīng)設(shè)計院復(fù)核計算后，對基坑支撐的整體剛度和強
度進(jìn)行加強。具體在基坑２，３ 層自西向東增加長約
９０ｍ、厚２５０ｍｍ 支撐封板，以增強支撐結(jié)構(gòu)剛度。
此外，經(jīng)研究在基坑底將底板墊層設(shè)計厚度從
１００ｍｍ 增加到３００ｍｍ，并在局部增加配筋，以增加
咬合樁在基底部位嵌固。
４）加強應(yīng)急準(zhǔn)備工作
在施工單位已有應(yīng)急預(yù)案基礎(chǔ)上，委托外部專
業(yè)機構(gòu)評估由于基坑開挖引起的地鐵變形風(fēng)險，在
走訪相關(guān)專家的基礎(chǔ)上，編制更加詳細(xì)、可操作更
強的應(yīng)對項目沿線地鐵沉降變形的專項應(yīng)急預(yù)案
和突發(fā)事故、事件的現(xiàn)場處置方案。
針對該項目基坑圍護(hù)樁墻體發(fā)生數(shù)次滲水和
處置不及時的問題，組織施工單位針對基坑滲水開
展專項應(yīng)急演練，確保施工人員熟練處置滲水險情。
基建公司與深圳項目組聯(lián)合開展沿線地鐵沉
降變形事故應(yīng)急桌面演練，提高公司機關(guān)與項目組
應(yīng)急人員的實戰(zhàn)能力，檢驗各方應(yīng)急預(yù)案的可靠性
和針對性。此外，針對基坑滲水的不確定性，深圳
項目在后期基坑開挖施工中，配備專人２４ｈ 看護(hù)，做
到基坑滲水隨時發(fā)現(xiàn)隨時封堵。
４?? ４?? ３　處置效果
自２０１３ 年下半年深圳項目組采取一系列控制
措施后（見表４），在２０１３ 年底快速完成第３ 層基坑
開挖與底板施工后，沿線地鐵變形趨于穩(wěn)定。
在與地鐵隧道深度（ －１８?? ０００ｍ）接近的基坑第
２ ～３ 層（ －１３?? ０００ ～ － １９?? ０００ｍ）開挖期間，由于各
方面原因，沿線地鐵隧道沉降變形速度直線上升，
但是開挖過第３ 層（ － １９?? ０００ ～ － ２４?? ０００ｍ）后，由
于各種措施到位，沿線地鐵變形趨于穩(wěn)定。
　?。玻埃保?年５ 月９ 日深圳項目基坑施工全部完成，
主體結(jié)構(gòu)已出± ０?? ０００，項目進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)建設(shè)階
　?。ㄏ罗D(zhuǎn)第８６ 頁）
　８６ 施工技術(shù) 第４４ 卷
取原內(nèi)摩擦角的０?? ５ 倍和２ 倍進(jìn)行模擬，得到采用
不同的土體內(nèi)摩擦角時地下連續(xù)墻側(cè)移的曲線，并
與原內(nèi)摩擦角的結(jié)果進(jìn)行比較，如圖７ 所示。從圖
中可知，墻體側(cè)移值隨著土體內(nèi)摩擦角的增大而明
顯減小。當(dāng)內(nèi)摩擦角增加對墻體最大側(cè)移的影響
遠(yuǎn)超過對墻頂側(cè)移的影響，本例中，墻頂側(cè)移增加
２１?? ６７％，而墻體最大側(cè)移增加５３?? ８３％。
圖７　不同的土體內(nèi)摩擦角對墻體側(cè)移的影響
Ｆｉｇ． ７?。裕瑁?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｌａｔｅｒａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｇｌｅｓ
由此可見，土性參數(shù)的取值對基坑變形有較大
影響，因此在基坑進(jìn)行初步設(shè)計時，對地質(zhì)勘探必
須投入更大的精力，以確保巖土地質(zhì)勘探資料數(shù)據(jù)
的準(zhǔn)確性，從而確保基坑設(shè)計符合實際情況，在滿
足穩(wěn)定、安全的前提下經(jīng)濟(jì)可行。
４　結(jié)語
１）模擬結(jié)果與監(jiān)測值相差不大，趨勢一致，表
明建立的計算模型合理，參數(shù)選取恰當(dāng)，可以根據(jù)
　　　
模擬結(jié)果分析地下連續(xù)墻的側(cè)移變形，數(shù)值模擬方
法用于基坑工程的動態(tài)設(shè)計可行。
２）不能盲目通過增加墻體的入土深度來控制
其最大側(cè)移值，因圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度滿足基坑變形
穩(wěn)定性要求后，再繼續(xù)增加入土深度對控制其側(cè)移
的效果并不明顯。
３）必須重視基坑工程的巖土勘察報告質(zhì)量。
因為土體的彈性模量和內(nèi)摩擦角對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變
形影響顯著，土性參數(shù)選取與實際的一致性直接影
響基坑工程設(shè)計的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
參考文獻(xiàn)：
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（上接第８２ 頁）
表４　風(fēng)險管控措施
Ｔａｂｌｅ ４?。遥椋螅?ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ
風(fēng)險管控措施
地鐵自身沉降建立與地鐵主管部門的定期溝通機制
勘察設(shè)計問題
①勘查設(shè)計委托資質(zhì)單位開展
②委托資質(zhì)單位開展專題評價
③組織對設(shè)計文件及評價報告的專家審查
施工問題
①優(yōu)化平面布置，減少場內(nèi)運輸和基坑周邊材
料的堆置
②增加２ 道高壓旋噴樁止水帷幕
③第３ 方進(jìn)行基坑監(jiān)測以及地鐵變形監(jiān)測
④在土方開挖時，嚴(yán)格遵循基坑工程“時空效
應(yīng)”理論均勻開挖
⑤加強支撐結(jié)構(gòu)強度
⑥加快施工
⑦臨近地鐵內(nèi)支撐拆除采用靜態(tài)破碎拆除
監(jiān)測數(shù)據(jù)問題
委托專業(yè)單位開展監(jiān)測，定期就監(jiān)測結(jié)果與地
鐵方溝通
突發(fā)事故影響
①設(shè)置基坑明排水系統(tǒng)
②委托專業(yè)單位編寫專題預(yù)案
③加強應(yīng)急演練
④加強基坑現(xiàn)場巡視與應(yīng)急材料準(zhǔn)備
段，標(biāo)志著深圳項目基坑施工對沿線地鐵的安全風(fēng)
險徹底消除。根據(jù)監(jiān)測報告，地鐵隧道結(jié)構(gòu)最大累
計水平位移３１?? １ｍｍ，最大累計沉降２８?? ２ｍｍ，經(jīng)地
鐵主管部門檢查，在深圳項目基坑施工期間，沿線
地鐵隧道雖然存在由于隧道沉降、位移造成區(qū)段軌
道豎曲線、平曲線同步發(fā)生變化的情況，但隧道未
發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重滲水、裂縫等情況，相應(yīng)風(fēng)險可控，說明基
坑施工對沿線地鐵產(chǎn)生的影響在可接受范圍內(nèi)。
５　結(jié)語
深圳項目在基坑開挖施工過程中，由于建設(shè)單
位高度關(guān)注沿線地鐵風(fēng)險，通過督促施工單位采取
有效的防范措施，克服了施工過程中出現(xiàn)的各種不
利情況，確保了沿線地鐵運營安全。
參考文獻(xiàn)：
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