深基坑工程降水施工对地铁盾构隧道的影响分析

陈琳 丁峰

摘 要：处于长江漫滩地貌单元的深基坑工程进行地下水抽降时，引起的地层固结沉降影响范围甚广。本项目洋河股份总部大楼项目基坑工程位于南京河西南部，北侧邻近在建地铁七号线永初路站～雨润路站区间盾构隧道。本文运用有限元降水软件，分析了邻近地铁保护区范围设置不同深度止水帷幕时，地铁保护区范围内地下水及地表变形的影响程度及规律，提出了止水帷幕设置的深度及平面范围建议。

关键词：深基坑;盾构隧道;降水影响

中图分类号：U455.4 文献标识码：A

0 引言

洋河股份总部大楼项目位于南京河西南部，地上设1栋总部大厦，地下设置2层地下室，北侧邻近在建地铁七号线永初路站～雨润路站区间隧道。

根据工程总体筹划，地铁隧道在本项目基坑降水前完成盾构施工。考虑到项目位于长江漫滩地貌单元，开挖深度影响范围内存在深厚的含水砂层，地下水丰富、基坑降水周期长，因此，为确保地铁结构的安全，须评估基坑降水对地铁影响，并为本基坑工程地下水控制设计提出针对性的建议。

1 工程概况

1.1 工程简介

洋河股份总部大楼项目基坑开挖深度9.35 m～12.90 m，邻近的地铁隧道埋深约15 m。

1.2 地质概况

本项目场地地势稍有起伏，属于长江漫滩地貌单元，地层分布情况及水文参数详见表1。

1.3 基坑支护设计概况

基坑支护方案采用φ800、φ1 000灌注桩+两层钢筋混凝土支撑。基坑开挖面已揭露粉砂、粉细砂层，须进行降水施工，止水帷幕采用水泥搅拌墙，基坑内布设降水井，坑外布设观测井。

2 降水施工对地铁隧道的影响分析

2.1 降水评估模型建立

为了克服边界的不确定性对计算结果精确性的影响，四周定水头边界从基坑边界向外扩展250 m，模型平面尺寸约为750×600 m2，初始水位标高取为+2.85 m。

2.2 靠近地铁侧止水帷幕深度确定

为减小本工程降水对地铁七号线永初路站～雨润路站区间隧道结构的影响，须确定合理的止水帷幕深度。结合降水井深度及下伏基岩埋深，靠近地铁隧道侧止水帷幕长分别设为40 m、45 m、50 m及入中風化岩2.0 m，周边环境处的水位降深详见图2。（“保护区内”是指地铁隧道150 m范围内，“保护区外”是指地铁隧道150 m范围外。）

当止水帷幕为悬挂式，未进入下伏基岩，止水帷幕深度由40 m逐渐增加至50 m时，与基坑最近距离处地铁隧道侧水位降深由2.05 m减少至1.85 m，与基坑距离150 m处地铁隧道侧水位降深由1.27 m减少至1.0 m。可见随着止水帷幕深度增加，增加了地下水渗流的绕流路径，本工程降水导致的基坑周边地铁侧水位降深逐渐减少，但降深减小的幅度较小。因此，建议本工程在地铁隧道保护区内止水帷幕深度按封闭考虑，其余则按40 m考虑。

根据上述分析，针对地铁保护150 m范围内止水帷幕深度按入中风化岩控制，非保护区范围止水帷幕深度采用40 m深，计算得场地周边的水位降深图详见图3。地铁范围水位最大降深为0.4 m，可满足地铁隧道结构的变形控制要求。

3 结论及建议

通过邻近地铁保护区内不同止水帷幕深度设置，分析了基坑内降水施工对外侧环境的影响。当止水帷幕采用悬挂式方案时，随着邻近地铁保护区范围的止水帷幕深度增加可减小基坑外侧地下水水位的降深，但降深减小的幅度较小;邻近地铁保护区范围的止水帷幕进入下伏基岩，形成相对封闭的止水帷幕，可有效降低本工程基坑降水施工对地铁七号线区间隧道的影响。

为了缩短降水周期，减小降水对周边环境的影响，建议主体结构设计可增加以下措施：底板后浇带设置超前止水带;底板及抗拔桩设计时应考虑底板施工达到强度后进行降水井封井的工况。