摘　要　深圳地铁2号线世界之窗站站南并线隧道下穿景区办公楼及教堂，隧道埋深浅、跨度大，所处地质条件差。隧 道施工面临工艺复杂、工序繁多、花岗岩残积土和砾质黏土遇水软化、初期支护大变形、建筑物沉降控制等诸多困难。通过该隧道各施工阶段的变形监测与分析，论 述了围岩变形、地表及建筑物沉降随隧道开挖的发展规律，并提出了控制围岩大变形和保护地表建筑的工程措施。结果表明：(1)隧道初期支护变形与支护参数、 围岩加固措施有很大关系，支护措施不当或加固不到位导致初期支护大变形和隧道变形纵向分布不均。(2)隧道变形主要集中在导坑开挖阶段，约占总变形量的 60%；左右导坑施工阶段拱顶下沉和收敛变形都较明显，中洞施工阶段以拱顶下沉为主，收敛变形小。(3)地表沉降变化复杂，无明显规律，而建筑沉降随施工 各阶段变化规律明显，是监测的重点。(4)洞内全断面注浆、地表浅层注浆和动态跟踪注浆相结合，能有效控制建筑物变形，减少差异沉降，避免建筑裂缝的产生 和发展。研究成果可为类似地铁、城市隧道等穿越工程提供有益借鉴和参考。

关键词　地铁隧道；地表建筑；变形监测；变形控制

1  引言

　 　城市地铁暗挖隧道一般具有埋深浅、跨度大、周边建筑密集等特点。隧道埋深浅，薄覆盖层内软弱地层存在的几率较大，隧道开挖对周边地层扰动增强；开挖跨度 大，意味着施工工艺复杂，施工工序多，施工难度大；穿越地表建筑，则表明地层变形控制要求严格。可见，隧道施工面临诸多困难，若支护设计或施工措施不当， 很容易造成隧道支护结构失稳破坏，同时，较大的地层变形和地表沉降可能引起地表塌陷，周边建筑物破损、倾斜甚至倒塌。

　　针对浅埋暗挖隧道 施工引起的地表沉降及其对周边环境的影响，国内外学者做了大量的工作。吴波等通过建立弹塑性渗流-应力耦合计算模型，研究了地铁隧道开挖与失水条件下的地 表沉降规律；王金明等分析了浅埋地铁隧道施工工法对地表沉降的影响；李二兵等就九华山连拱隧道三导洞法施工对隧道支护结构及上方古城墙的影响进行了分析， 并提出了相应的变形控制措施；张顶立等结合厦门机场路隧道下穿地表建筑群的工程实践，分析了隧道施工影响下地表建筑物变形规律、变形破坏模式，提出了以差 异沉降和裂缝开展为主的建筑物变形控制标准。

　　分析表明，隧道施工工法对地层变形和地表沉降的影响大，但已有的研究主要针对三导洞法、 CD法、CRD法施工的工程实践，有关大断面地铁隧道采用双侧壁导坑法穿越建筑施工的变形监测及变形控制的分析报道较少。本文结合深圳地铁某车站暗挖隧道 施工各阶段的变形监测，详细分析了隧道围岩变形、地表及建筑物沉降随隧道开挖的发展规律，并提出了控制围岩大变形和保护地表建筑的工程措施，为类似地铁、 城市隧道等穿越工程提供有益的借鉴和参考。

2  工程概况

　　深圳地铁2号线世 界之窗站站南并线隧道位于世界之窗风景区内，下穿世界之窗景区办公楼及景区教堂，隧道全长48.3m。隧道最大开挖高度11.35m，最大开挖跨度 16.54m，埋深15～17m，属浅埋大跨隧道；洞身地层基本为花岗岩残积土和砾（砂）质黏土，地下水埋深1.1～6.0m，围岩级别为Ⅵ级。本段隧道 围岩软弱，地下水位高，且土层具有遇水软化、崩解，强度急剧降低的特点，对工程影响大。由于隧道结构断面大，埋深浅，穿越重要建筑物，沉降控制严格，因此 采用双侧壁导坑法施工。隧道开挖和施工顺序如图1所示，左右导坑及中洞上下部错开一定距离开挖，初期支护紧跟。隧道采用复合式衬砌结构，以锚喷混凝土、钢 筋网等为初期支护，并辅以超前注浆大管棚、格栅拱架、注浆钢花管等加强支护措施。二次衬砌采用C30防渗钢筋混凝土，厚度为1250px。

3  现场监测方案

　 　由于隧道穿越世界之窗办公大楼和景区教堂，施工期间的建筑保护显得尤为重要。结合本工程的地质条件、隧道施工工艺和周边环境等特点，制定了洞内施工和洞 周环境的变形监测方案。对于洞内，根据施工掘进进度，按纵向5m间距，同一横断面上同时布设拱顶沉降及水平收敛测点，拱顶下沉采用精密水准仪量测，水平收 敛采用数显收敛计量测。对于地表，根据隧道与地面建筑的位置关系，布设了地表测点和建筑基础测点，同样采用精密水准仪测量。图1为洞内测点布置示意，地表 及建筑测点布置如图2所示。www.tmgc8.com

图1  双侧壁导坑法施工顺序及监控量测测点布置

图2  地表及建筑测点布置示意图

4  监测结果与分析

4.1  洞内监测结果分析

　　左右导坑及中洞初期支护后拱顶下沉纵向分布曲线如图3所示，因中洞开挖后部分水平收敛测点损坏，图4只给出左右导坑初期支护后水平收敛纵向分布。K14+793断面拱顶下沉和水平收敛时程曲线分别如图5、图6所示。

图3  初期支护后拱顶下沉纵向分布曲线

图4  初期支护后水平收敛纵向分布曲线

图5  初期支护后K14+793断面　拱顶下沉时程曲线

图6  初期支护后K14+793断面　水平收敛时程曲线

　 　如图3所示，左、右导坑拱顶下沉纵向分布极不均匀，两端小，中间大。如右导坑拱顶下沉最大值约为100mm，最小值仅7mm，差异沉降达到93mm。在 地质条件相近的地段，产生大沉降差，分析认为主要是因里程K14＋798～K14＋773段注浆加固不到位，加上此段地下水使围岩弱化明显，隧道周边大范 围塑性流动，以致原有初期支护刚度不够，引起此段初期支护纵向开裂，产生较大的变形，图5的时程曲线可清晰看出。对此段围岩进行补强加固后，中洞拱顶下沉 的纵向分布较均匀。从沉降量看，先开挖的右导坑较左导坑大，而两导坑拱顶下沉明显大于中洞，由此可见，受监测时间和围岩蠕变效应的影响，较早开挖部分变形 量更大。

　　左、右导坑水平收敛纵向分布（如图4所示）结果显示其与拱顶下沉分布规律相似，比较而言，右导坑的变化更明显。

　　从拱顶下沉时间历程（如图5所示）看，导坑拱顶下沉存在如下5个阶段：

　　（1）导坑开挖，变形急剧发展阶段。因土层极软弱，加固效果不理想，导坑开挖后变形持续增大，导坑拱架连接节点处出现纵向裂缝，变形急剧增大，围岩已处塑性流动状态，此阶段变形占总变形量的60%左右。

　　（2）导坑加固，变形缓慢发展阶段。初期支护大变形发生后，进行了紧急临时加固，在此基础上，进一步采取增设二次初期支护、自进式锚杆及加强全断面注浆等措施。可以看出，此阶段变形发展缓慢，处理效果明显。

　　（3）导坑和中洞开挖，变形快速发展阶段。随着导坑的进一步开挖，同时中洞已开挖，拱顶下沉又迅速增大，此阶段变形占总变形量的20%左右。

　　（4）开挖完成，变化缓慢发展阶段，当掌子面向前开挖一定距离后，变形速率减缓，沉降曲线逐渐收敛；

　　（5）拆撑，变形较快发展阶段，随着临时支撑的拆除，变形速率有所增大，变形量平稳增加，此阶段变形占总变形量的8%左右。

　　水平收敛时间历程（如图6所示）结果显示，变形发展仅出现2个阶段，先是导坑开挖，变形急剧增加，这与拱顶下沉变化规律相同；之后采取强加固措施，后续施工引起的水平收敛很小，这与拱顶下沉在各阶段变化规律明显不同。

　　由图6可知，左右导坑施工阶段拱顶下沉和收敛变形都较明显，中洞施工阶段以拱顶下沉为主，收敛变形小，拱顶下沉是施工各阶段监测的重点。

4.2  地表监测结果分析

1）地表沉降

　 　受施工场地限制，只在进洞口段地表布设了沉降测点（如图2所示），部分测点沉降时程曲线如图7所示。从图7可以看出，地表沉降的变化较为复杂，没有明显 的规律性。分析认为地表动态跟踪注浆和地下水的波动，掩盖了隧道开挖引起地表沉降的实际变化，导致地表沉降波动较大，部分隆起，部分沉降，无明显规律。www.tmgc8.com

图7  地表沉降时程曲线

2）建筑物沉降

　　建筑物沉降监测能直观地、及时地掌握建筑物性态的变化，分析建筑物沉降规律对确保建筑物安全具有重要意义。分别给出了办公楼前后排测点沉降槽和测点沉降时程曲线，如图8、图9所示。

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