采取抽降承压水措施控制地铁区间隧道隆沉

1　工程概况

上海浦东世纪大都会2-3地块基坑围护工程位于上海市浦东新区陆家嘴金融贸易区，紧靠世纪大道、张杨路和福山路，整个地块呈三角形布置。2-3地块被轨道交通6号线区间隧道分割成2个三角形，其平面面积约为13300m2和17200m2。通过设置分隔墙，将2-3地块分为A1、B1区2个大基坑及沿6号线两侧和4号线北侧大致对称的A2～A8、B2～B9区共15个小基坑，见图1；基坑开挖深度约19.75～22.8m。


基坑采用明挖顺筑法施工，先施工B1基坑，再施工A1基坑，最后进行小基坑施工。大基坑开挖深度约22.8m，设5道钢筋混凝土支撑，分6层开挖。B1、A1基坑地下连续墙距离轨道交通6号线矩形区间隧道地墙约20m。
为观测承压水位及控制轨交6号线的隆沉，在基坑开挖前，已在轨交6号线两侧小基坑内共布置了20口降压井(兼回灌井)，以便在需要时及时开启，通过抽取承压水来控制轨交6号线的隆沉。
2　承压井点布置
小基坑内的降压井布置见图2；井深40m的降压井结构见图3。





3　降承压水施工
3.1　监测点布置
为确保基坑开挖全过程中对轨交6号线的严密监控，掌握其变形情况，以保证地铁的安全运营，在基坑范围内沿轨交6号线区间隧道布置了一系列沉降观测点，见图4（XC7～XC34为下行线测点，SC7～SC34为上行线测点）。


　　3.2　基坑开挖对6号线的影响
　　1）根据A1大基坑每一层开挖时的监测数据，绘制出轨交6号线下行线变形曲线，见图5。


2）A1基坑土方开挖速度基本控制在约1个月1层，从图5中发现：A1基坑开挖至第五层后，紧邻基坑的轨交6号线变形数据在一段时间内出现了明显的上浮，并有继续向上的趋势。为控制其上浮，需开启小基坑内的降压井进行降水。
3.3　抽承压水
通过对监测数据的采集分析，对比基坑开挖各阶段的工况，可指导、控制对承压水的抽取。
1）于2011.11.2首先开启了H6、H9、H12、H15、H17、H19共计6口降压井，为提升降水效果，又陆续加开了降压井H10和H20，每口降压井的降水量约为25m3/h；
2）降水运行20d后，根据监测反馈，因H9、H12井其对应位置的地铁区间隧道（沉降观测点位XC21附近）沉降量较其他位置大，故后阶段停止抽降承压水；
3）全部井点于2011.11.22停止降水，对轨交6号线隆沉再连续监测4d；
4）根据监测数据，于2011.11.26又恢复降水（除井点H9、H12），并保持至基坑开挖结束。
4　降水成果分析
　　1）图6为仅开启6口承压井时的变形曲线。


由图6可看出，仅开启6口承压井时，降水效果并不明显，即控制地铁上浮效果不明显。在2011.11.6到11.10期间，地铁区间隧道整体仍呈上浮趋势，最大上浮量为1.19mm，故需加开承压井，提高降水能力。
　　2）图7为加开降压井后的变形曲线。


从图7分析可知，2011.11.10加开回灌井后，在第六层土方开挖过程中，地铁区间隧道出现了一定的下沉，下沉量最大为0.90mm，加开回灌井后能有效减小地铁的上浮且有下沉趋势。当2011.11.21回灌井停止降水后，至2011.11.24日，监测发现4d内即出现了明显的上浮（见图7中2011.11.21及2011.11.24的2条变形曲线，最大上浮量为1.01mm）。为此于2011.11.24重新打开回灌井，利用回灌井H6、H10、H15、H17、H19进行不间断降水控制，平衡开挖引起的地铁上浮，最终监测轨交6号线相对变形量最大为0.21mm。
5　结语
采取动态控制抽降小基坑承压水的措施，有效控制了地铁区间隧道由于邻近基坑土方开挖引起的上浮，通过近1个月的监测，实测到轨交6号线区间隧道日变形量在0.9mm以内，累计变形量在10mm以内（设计要求日变形量2mm，累计变形20mm）。
采取小基坑抽降承压井的措施，能平衡基坑开挖造成的地铁区间隧道上浮，可有效控制变形，保持地铁区间隧道的稳定，确保地铁运营安全。因此，在后续施工过程中，需继续保持小基坑降压井的运行，平衡地铁变形，并时时监视测量，直至基坑顺利完成施工。
在今后同类工程中，只要能优化启闭承压井、密切监视建构筑物变形、分析反馈并调整抽降承压水强度、确定变形平衡点、动态控制抽降承压水，就可以确保建构筑物的安全稳定。