明挖基坑上穿既有运营地铁隧道施工技术及要点

明挖基坑上穿既有运营地铁隧道施工技
术及要点
摘要：本位以具体的工程案例作为研究对象，结合明挖基坑上跨既有运营地
铁隧道项目的实际施工技术展开探讨。

在基坑施工过程中，由于底板下有轨道交
通6号线通过，隧道上方荷载的变化可能导致隧道隆起或变形从而影响运营地铁
列车安全，在基坑开挖过程中通过分段开挖、自动化监测、施工监测及开挖后的
有序施工相结合，从而确保工程质量及地铁6号线施工安全。

关键词：上跨既有地铁区间、明挖基坑、地铁隧道
0引言
随着近些年国内大型城市轨道交通的飞速发展，城市地下资源不断被开利用，明挖工法作为隧道主要的施工工艺，难免会遇到上穿既有隧道的施工环境，既有
隧道上部荷载的变化和施工过程中的振动及压力将对其造成不利影响，有可能导
致既有隧道发生上浮、横移及变形。

本文基于大坦沙电力隧道明挖段上跨地铁工
程实例，分析明挖基坑上穿既有地铁隧道施工关键技术，为类似工程建设提供相
关经验。

1工程概况
1.1工程与地铁保护对象相对关系
明挖隧道于SK+203～SK+225段上跨地铁6号线大坦沙站～河沙站区间隧道，该段地铁隧道为外径6.0m、管片壁厚0.3m的盾构隧道。

上跨节点，电力隧道位
于直线段，隧道洞身主要为杂填土和素填土地层，拱顶埋深约0.9m，电力隧道线
路中心线与地铁隧道左线线路中心线交角约为83°，与地铁隧道右线线路中心线
交角约为79°。

上跨节点，地铁6号线隧道为21.61‰的纵坡，轨道结构高度为
0.98m，隧道主要位于淤泥质粉细砂<2-2>层，地铁隧道与电力隧道竖向净距约6.0m。

上跨段基坑宽约10m，长约23m，基坑开挖深度为3~6m。

1.2水文与地质情况
广州市地处珠江三角洲，境内河流纵横，属南方丰水地区。

大坦沙岛西侧珠江穿越大型河流，属珠江广州河道的西航道，长18公里，集雨面积在2000平方公里以上。

其上游有流溪河、白坭水、芦苞涌、西南涌4条河流汇入。

西航道由北向南流至白鹅潭附近，分前、后两航道穿越市区。

本次勘察所揭露的地下水水位埋藏较浅，稳定水位埋深为0.00～3.50m，标高为3.80～5.85m，地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，每年5～10月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升。

施工前应先通过距离此段最近的降水井进行降水。

2施工中的重难点
2.1基坑施工限制紧、难度大
根据地铁运营要求，区间地铁隧道上方保护范围50m内基坑周边不允许进行围护结构施工及基底旋喷桩加固施工。

如何在不影响地铁正常运营的情况下完成土方开挖、垫层施工、底板钢筋绑扎及浇筑混凝土等工序是本段施工的难点。

2.2施工过程中地铁6号线隧道变形隆起的应急处理
由于隧道底部距离下方既有地铁结构较近，基坑开挖时须解决地下水浮力作用及上部土体卸载时土体回弹引起地铁隧道上浮变形。

针对施工期间隧道的隆起和变形控制，需要在施工过程中采取有效监测、分段施工及及时回填等措施，减小对运营区间隧道的影响。

3关键施工技术及变形控制
3.1关键施工技术
3.1.1基坑分段分层开挖
基坑大小对施工有重要影响，若基坑分块过小，机械设备无法开展施工或效
率极低，会增加单个基坑的暴露时间，加大对运营隧道变形的影响; 若基坑分块
过大，单个基坑的卸土量相应变大，在基坑开挖过程中可能会引起运营隧道较大
变形，加大施工风险。

现场施工中将地铁左右线划分为两个施工段，先后进行施工。

坚持分层开挖，及时边坡支护，人工配合，随挖随运的原则。

3.1.2隧道内自动化监测
结合实际工程质量检测标准以及相关需求，该工程中的隧道自动化监测内容为：水平位移、竖向位移、收敛变形、裂缝宽度、轨道高差。

当采用自动化监测时，土方开挖阶段、地下结构部分施工时监测频率不低于3次/1天。

隧道50m
保护区范围内进行基坑施工前开始地铁保护监测，待隧道完成后，仍需以不低于
1次/3天的频率保持监测，持续时间不小于30天，监测时间应根据隧道变形稳
定情况酌情延长。

监测单位监测数据时应与外部作业时序一致，确保监测数据能
真实反映外部施工作业的影响规律，可根据监测数据，实时调整设计方案及施工
措施。

监测应收集地铁结构变形等相关资料，分析监测数据的变化规律，共享相
关工程的监测数据信息，确保监测数据第一时间内到达相关单位，做到信息化施工。

4上跨地铁六号线施工安全控制措施
根据现场实际情况分析，过地铁盾构段施工危险源主要是基底隆起与盾构隧
道上浮，支护结构位移过大，坑壁与坑底涌水（涌沙）及暴雨坑底积水等引起的
盾构隧道管片结构变形破坏，采取如下措施：
①隧道现状调查。

在工前工后分别调查记录隧道内渗水、管片或隧道壁裂缝、管片错台等情况，通过工前与工后现状的确认对比，可判断施工过程中对地铁隧
道产生的影响。

②盾构隧道上浮与坑底隆起的应对措施。

基坑土方开挖附件应提前准备好土袋，当坑底土体出现隆起或盾构隧道上浮时，立即用附近存放的土袋进行回填反压，根据监测反馈的数据控制回填装土麻袋的数量，以防超压。

③合理布置降水管井，降低地下水位。

将地面至设计基底以下一定深度的土
层疏干并排水固结，以便开挖土方。

提高支护结构被动区及基坑中土体的强度和
刚度，减少土体流失变形。

确保基坑稳定和控制土体变形要求；
④基坑开挖严格遵循边开挖边支护的原则。

基坑开挖支护施工中强化施工监测信
息管理，严格遵从监测信息指导施工的原则，注意基坑施工的时空效应；
⑤暴雨坑内积水的应对措施。

在基坑开挖前，在影响范围周边砌筑40cm高
挡水墙。

同时在基坑放坡开挖的坡顶外2m设截水沟，形成基坑开挖段四周的封
闭截水系统。

密切关注天气预报，备足排水设备，以确保基坑开挖顺利进行；降
雨天气安排专人进行基坑周边巡视检查。

基坑开挖完成后，及时浇筑垫层封闭基底，尽快施工主体底板结构。

在基坑及盾
构隧道内设置监测点，及时掌握施工过程中基坑及盾构隧道变化情况，做到信息
化施工。

5结论
明挖隧道上跨既有盾构隧道施工，必须考虑到基坑土方开挖的减载作用对盾
构管片结构的影响，必须结合具体的施工现场情况分析各种影响因素，做好过程
控制，落实自动化监测，实施信息化施工。

本文结合大坦沙输电线路迁改工程明
挖上跨地铁盾构隧道的施工经验，通过采取地基换填压实、监控量测、分块开挖、限时回填等措施，可满足施工中对运营隧道的保护要求，对知道类似工程施工具
有一定参考意义。

参考文献：
[1] 黄庆华.上跨既有地铁盾构隧道的深基坑开挖支护技术[J].都市快轨交通，2005，18（4）：45-48.
[2] 崔光财，周李. 明挖深基坑施工应急处置及预防管理[J]. 广东土木与建筑，2021（6）：102-104 ．。