软土地区新建车站对运营地铁保护的设计探讨

摘要：本文利用“抗”“放”的设计思路，研究了软土地区新建地铁车站基坑对运营地铁的保护，采用一定的有效措施，能控制运营地铁车站的变形，尤其从水平和竖向位移方面对比研究，达到设计保护的目的。

关键词：深基坑 软土地区 运营地铁

中图分类号：U231 文献标识码： A

Protection design to the operating subway for the new subway station in mollisol area

（China railway siyuan survey and design institute group co，LTD，Wuhan 430063）

Abstract： This paper studies protection scheme of pit to the operating subway for the new subway station in mollisol area with the design ideas of “resistance ”and “release ”，and adopts several effective measures to control deformation of operating subway station， especially contrastive study in the aspect of horizontal and vertical displacement to achieve the design protection.

Key words： Deep Pit mollisol area subway

一、引言

随着我国各个城市治理交通拥堵，城市轨道交通作为一种地下交通运输形式，具有大运量、绿色节能的优势日渐显益，呈现着方兴未艾的发展态势。换乘车站的设计建造是摆在广大工程技术人员面前的一大难题，尤其新建车站对已运营地铁的横向变形控制。本文从工程实例出发，采用“抗”与“放”得设计思路，给其它同类工程提供一定的参考意义。

二、工程概况

新建地铁车站基坑与已运营地铁车站基坑最小间距约为8.1m，与已运营区间隧道最小净距为9.0m，附属基坑与已运营地铁车站基坑净距约为6.35m，详见图1。

图1 新建地铁车站与已运营车站关系图

表1 土层物理力学参数表

土层编号 土层名称 重度kN/m3 粘聚力kPa 内摩擦角°

①1 杂填土 17.5 5 5

②1 粘质粉土 19.1 14.0 16.0

④1 淤泥质粘土 17.3 8.0 6.0

④2 淤泥质粘土 17.3 9.0 7.0

⑥1 淤泥质粉质粘土夹粉土 17.3 10.0 8.0

拟建场地浅部及中部地下水类型主要为第四纪松散岩类孔隙水和孔隙承压水，深部为基岩裂隙水。

三、设计保护思路

“抗”“放”思路既是矛盾的也是统一的。所谓“抗”的设计思路：是指尽量控制新老车站结构位移，即施工中采用各种可能手段和措施，尽量维持新老车站各自的受力平衡状态，保证新老车站结构变形很小甚至不动。抗的的设计是严格的施工技术措施和一定的经济投入为前提。所谓“放”的设计思路：是指有限度的允许新老车站的位移[3]，即施工中充分考虑新老车站结构变形的相互影响，利用彼一方的变形作为另一方变形的抗力和约束。放的设计必须满足两个原则：第一，满足基坑变形和周围环境变形的影响；第二，必须保证有足够的横向支撑刚度。

四、设计保护方案

采用二维弹塑性有限元分析方法，以模拟基坑体系非线性变形下的坑周地层位移场。合理反映基坑开挖卸载对周边环境产生的附加变形影响。地铁运营管理中心结合地铁结构的特点，列车性能及运行条件，参照国内外相关资料，在进行大量工程和技术比较后制定了地铁保护技术标准：地铁结构设施绝对沉降量及水平位移量不大于10mm。着重模拟主体基坑对运营隧道影响的水平和竖向位移。

方案一：按照放的思路，只对新建基坑进行抽条加固保护和明挖顺做法施工。

方案二：按照抗放结合思路，进行新建基坑坑底满堂加固，对邻近隧道处采用明挖逆做法施工，采用的支撑系统近似于刚性材料。

计算结果分析见图2-5：

图2 方案一水平位移云图

图3 方案一竖向位移云图

从图上可以得出，运营隧道最大水平位移约为12mm，最大竖向位移约为14mm；均不满足关于已运营地铁结构的变形保护要求。

图4 方案二水平位移云图

图5 方案二竖向位移云图

为了防止水平岗支撑的后期松弛变形，设计要求施工时采用刚支撑轴力自动伺服系统加荷。

五、结语

在软土地区已运营地铁车站修建深基坑是一项十分复杂的工程技术，本文从 “抗”“放”的设计思路，采用两种设计保护方案，并从水平和竖向位移进行比较，满足运营管理中心的变形保护要求，说明采用抗放结合的思路是正确。