紧邻地铁区间隧道深基坑施工钢支撑后拆关键施工技术

紧邻地铁区间隧道深基坑施工钢支撑后
拆关键施工技术
摘要：紧邻地铁区间段的深基坑施工，一般较大的基坑都会划分为若干个基坑分期实施，以减少基坑施工阶段对于地铁区间段变形的影响，在分区实施过程中靠近地铁区间段的分区的基坑支撑常采用钢筋混凝土支撑和钢支撑相结合的方式，以加快基坑开挖及支撑形成速度。

背景工程紧邻上海轨道交通13号线区间段，在靠近地铁区间段侧基坑施工时，在地下室结构回筑施工时，保留了既有钢支撑，待地下室结构回筑施工完成后进行钢支撑的拆除，以加快施工进度从而减少了基坑施工对于地铁区间隧道变形的影响。

关键词：紧邻地铁区间段；深基坑施工；钢支撑后拆
Key construction techniques for steel support post demolition in deep foundation pit construction adjacent to subway section
Shanghai Construction No.7 (Group) Co., Ltd. Shanghai 200050，China
Wang yingzhen
Abstract: In the construction of deep foundation pits adjacent to subway sections, generally large foundation pits will be pided into several foundation pits and implemented in stages to reduce the impact of the foundation pit construction stage on the deformation of subway sections. During the implementation of zones, the combination of steel reinforced concrete support and steel support is often used for the foundation pit support of zones adjacent to subway sections to accelerate the excavation and support formation speed of the foundation pit. The background project is adjacent to the section of
Shanghai Rail Transit Line 13. During the construction of the
foundation pit near the subway section, the existing steel support was retained during the construction of the basement structure. After the construction of the basement structure was completed, the steel
support was removed to accelerate the construction progress and reduce the impact of the foundation pit construction on the deformation of
the subway section tunnel.
Keywords: Adjacent to metro section；Deep foundation pit construction；Steel support rear disassembly
1 引言
截止2022年，上海城市轨道交通运营线路达到20条（含磁悬浮），运营里
程831公里，运营车站508座，随着城市建设的高速发展，地下空间利用有利于
集约化利用城市土地资源，已成为城市建设与更新的重要组成部分，但是邻近轨
道交通区间隧道等进行深基坑施工，基坑土体卸载造成周边土体应力
场重新分布，对地铁隧道沉降及收敛变形带来了直接或间接的影响，对隧道
的即刻变形和长期影响是巨大的且几乎是不可逆转的。

[1]地铁区间隧道沉降及收
敛变形往往具有范围大，对轨道保证行车平顺性影响大，治理难度大周期长等特点，严重处如不及时整治容易产生中断运营等恶性事件。

[2]因此，在紧邻地铁区
间隧道深基坑施工时，除确保基坑自身的稳定与安全的同时，需要采取有效措施，从而加快深基坑施工进度，以减少深基坑施工对于地铁区间段变形影响，确保地
铁运营线路的安全。

本文结合背景工程实例对于紧邻地铁区间段的深基坑施工期间，为有效缩短
基坑施工周期，对于地下室结构回筑施工时保留既有钢支撑，待地下室结构回筑
施工完成后进行钢支撑拆除的关键施工技术进行了介绍及总结。

2 工程概况
张江中区单元56-01地块、57-01地块项目位于上海张江科学城及城市副中
心的核心区。

项目总占地面积约4.38万㎡，距离运营的轨道交通13号线区间隧
道为15m，整个基坑分为两个施工区域，其中A区为地下三层，共分为6个基坑
进行施工；B区为地下二层，共分为5个基坑进行施工。

基坑平面分区如图1。

图1 基坑平面分区图
3 基坑围护方案选型
本工程B区基坑面积为4537㎡，开挖深度为12.6m，基坑围护采用1m厚地
下连续墙，设三道支撑，其中第一道为钢筋混凝土支撑，第二、三道为Φ609钢
管支撑。

地下连续墙两侧采用三轴搅拌桩槽壁加固。

内侧三轴搅拌桩为Φ850@250搭
接施工，外侧三轴搅拌桩为Φ850套打施工，槽壁加固桩长45m，水泥掺量20%。

基坑内采用Φ850三轴水泥土搅拌桩加固，其中自然地面至第二道支撑底采
用低掺量进行加固，水泥掺量10%；第二道支撑底至第三道支撑底采用抽条加固。

水泥掺量20%，第三道支撑底至基坑底以下10m范围采用满堂加固，水泥掺量20%。

本工程B区基坑第二、三道支撑采用Φ609×16钢管支撑，均设置油压泵轴
压自动伺服系统。

每根钢支撑须加一个压力量程达3000KN的油压泵（带回锁功能），以始终保持轴力和控制围护结构变形，保证紧邻的轨道交通13号线区间
隧道运营安全，第二、三道钢支撑预加轴力分别为1600KN、1800KN，基坑开挖过
程中，结合变形监测情况调整。

4 基坑施工部署
B区基坑开挖总体要求需待相邻A区地下室顶板完成后方可进行B区基坑土方开挖。

B区施工总体流程为B1、B4→B5→B2、B3。

由于A区基坑施工阶段已造成相邻轨道交通13号线区间隧道沉降及收敛变形，为减少B区基坑施工对于地铁区间隧道影响，B区各分块施工时，限时进行土方开挖并及时进行支撑施工，第二、三道钢支撑待地下室结构施工完毕并达到设计强度后进行拆除。

B区各分块施工流程为：第一层土方开挖并施工第一道钢筋混凝土支撑→第二层土方开挖，安装第二道Φ609钢管支撑并施加预应力→第三层土方开挖，安装第三道Φ609钢管支撑并施加预应力→底板型钢垫层施工→底板结构施工→地下二层顶板施工→拆除第一道钢筋混凝土支撑→地下室顶板施工→模板排架拆除→拆除Φ609钢支撑。

各分区施工工况见图2。

图2 各分区施工工况图
5 施工技术要点
（1）基坑施工按快挖、快撑、快速形成底板的原则进行施工。

B区各分块施
工时，自第二层土方开挖至底板施工控制在20天内完成，地下室结构回筑控制
在40天内完成。

（2）B区垫层随挖随浇，即垫层必须在挖土见底后24小时内浇完。

基础垫
层厚度为300mm，垫层内设置H300×300×10×20型钢，采用Q355B级钢，每幅
地下连续墙设置两根，并施加300kN预应力，混凝土强度等级为C30。

（3）B区地下室外墙采用两墙合一的结构形式，原计划拟采用单侧模板模架
体系，因钢支撑需待地下室结构施工完成后进行拆除，单侧模板模架体系无法进
行施工，后采用木胶合板及钢管扣件支架体系，采用地下连续墙内植筋并焊接止
水螺杆来进行模板的固定，以确保地下室外墙施工质量及止水效果。

（4）由于B区地下室结构施工时Φ609钢管支撑保留，钢管支撑接头部分
需保留在地下室外墙内，故在钢管支撑施工时需在Φ609钢管端部增设定制H型
钢接头与地墙埋件焊接，并在地下室外墙区域焊接止水钢板，以确保钢管支撑拆
除后无渗漏影响。

型钢接头节点见图3。

图3 钢管支撑型钢接头节点图
（5）B区各分块内钢支撑均设置伺服轴力自动补偿系统，每根钢支撑端部设
置1个自动补偿端，油压泵的压力量程不低于3000KN，第二道钢管支撑设计轴力
值为1300KN，最大预加轴力值为2500KN；第二道钢管支撑设计轴力值为1600KN，最大预加轴力值为2500KN。

伺服轴力自动补偿系统安装完成后，在正式施加轴力
前应进行调试，调试过程中施加的轴力为设计轴力值的100%。

首次加载采用分级
加载方式，首次加载轴力值为设计轴力值。

增加钢管支撑补偿轴力应采用分级加载，每次增加轴力不超过设计轴力值的10%，且不超过设计轴力值的±200KN。

（6）B区地下室结构施工时，考虑到后续钢管支撑拆除及材料运输需要，在
结构楼板上预留洞口，钢管支撑拆除时，将小型叉车由预留洞口吊运至相应地下
室楼层内，钢管支撑采用人工切割拆除后，采用叉车运输至预留洞口位置，并由
汽车吊将钢管支撑材料吊运出地下室。

（7）施工前制定相应的应急预案，并配备相关应急抢险物资，施工时又专
人24小时值守。

6 实施效果
由于B区基坑施工过程中，保留第二、三道钢管支撑待地下室结构完成后进
行拆除，同时根据基坑变形情况，伺服轴力自动补偿系统对钢支撑轴力进行补偿，有效的控制了基坑围护墙体的变形，从而减少了基坑施工期间紧邻的轨道交通13
号线区间隧道的沉降及收敛变形影响。

整个基坑施工期间，最终围护墙体侧向变形控制在20mm左右，相邻的轨道
交通13号线区间隧道沉降及收敛变形控制在5mm左右。

施工期间相关日变化量
及累计变化量均未超过设计报警界限值，确保了基坑施工阶段轨道交通13号线
的正常运营未受影响。

[3]
7 结语
上海首条地铁于1995年建成通车，近年来在地铁周边深大基坑项目越来越多，随着周边基坑开挖卸载或者降水等影响，引起地铁区间隧道等周边土层盈利
场的改变和重新分布，从而影响区间隧道等周边土层的稳定性，造成区间隧道等
沉降及收敛变形发展或增加。

邻近地铁区间隧道的基坑支撑较多采用钢筋混凝土
支撑与钢支撑相结合的形式，本工程采用钢支撑后拆施工技术，可有效加快地下
室结构回筑速度，同时采用伺服轴力自动补偿系统对钢支撑轴力进行补偿，对于
基坑变形控制起到了较好的效果，从而有效控制了地铁区间隧道沉降及收敛变形，
降低了基坑施工阶段对于邻近地铁区间隧道正常运营的影响，可为类似工程实施提供参考。

参考文献
[1] 闫静雅王如路上海软土地铁隧道沉降及横向收敛变形的原因分析及典型特征 [J] 上海土木科技（02）
[2] 王如路.上海软土地铁隧道变形影响因素及变形特征分析[J].地下工程与隧道，2009, (1):1-6
[3] 上海轨道交通工程监测技术管理指南 2009年11月。