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深圳某项目基坑开挖对地铁影响的风险应对与实践

文档作者：王继华，刘涛，严莉，宋延平，黄世坚，陈忠艺，龚岸文档来源：中海油基建管理有限责任公司，		点击数：	更新时间： 2025年05月09日
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２０１５ 年４ 月下
第４４ 卷　第７ 期
施　工　技　术
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 　７７
ＤＯＩ：１０􀆰 ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１５０７００７７
深圳某项目基坑开挖对地铁影响的风险应对与实践
王继华，刘　涛，严　莉，宋延平，黄世坚，陈忠艺，龚　岸
（中海油基建管理有限责任公司，北京　１０００１０）
［摘要］ 通过分析中海油大厦（深圳）项目基坑开挖施工过程中，由于基坑施工引起的临近深圳地铁２ 号线隧道的
沉降与位移风险，采取系统的评价、监测和管控等有效应对措施，探讨该项目基坑开挖对地铁风险的成功应对经
验。详细介绍了施工方案中的防控措施、监测方案以及施工过程中的处置措施。
［关键词］ 地铁；基坑；风险；监测
［中图分类号］ ＴＵ７５３ ［文献标识码］ Ａ　　　　［文章编号］ １００２⁃８４９８（２０１５）０７⁃００７７⁃０６
Ｒｉｓｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ Ｓｕｂｗａｙ
ｉｎ ａ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ
Ｗａｎｇ Ｊｉｈｕａ， Ｌｉｕ Ｔａｏ， Ｙａｎ Ｌｉ， Ｓｏｎｇ Ｙａｎｐｉｎｇ， Ｈｕａｎｇ Ｓｈｉｊｉａｎ， Ｃｈｅｎ Ｚｈｏｎｇｙｉ， Ｇｏｎｇ Ａｎ
（ＣＮＯＯＣ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ． ， Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００１０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ
ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ
ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ｒｉｓｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ
ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙｓ； ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ； ｒｉｓｋ； ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
［作者简介］ 王继华，高级工程师，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗａｎｇｊｈ６＠ ｃｎｏｏｃ． ｃｏｍ． ｃｎ ［收稿日期］ ２０１４⁃０９⁃１４；［修订日期］ ２０１４⁃１０⁃２７
１　工程概况
中海油大厦（深圳）建设项目位于深圳市南山
后海中心区后海滨路和创业路交叉口南侧，总用地
面积１２ ７１２􀆰 ５１ｍ２，总建筑面积约２５􀆰 １ 万ｍ２，地上
４５ 层，地下４ 层，高度约２００ｍ，是集办公、商业于一
体的超高层综合体项目。建筑造型采用双塔形式，
１ ～４ 层为裙房，塔楼６ ～ ４５ 层均为办公空间，其中
１５，３１ 层为避难层。地块红线西侧距后海滨路沿线
的地铁２ 号线隧道最近约１８ｍ；北侧是创业路；东侧
和南侧是规划中的８ｍ 宽市政道路，路南约２００ｍ 正
在进行地铁车站施工。基坑位置如图１ 所示。
基坑支护结构采用咬合桩支护体系。咬合桩
直径１ ２００ｍｍ，间距９００ｍｍ；桩长３０ｍ，嵌固基底岩
层６ｍ。基坑内设３ 道水平双环内支撑，开挖深度约
２１􀆰 ５５ ～２４􀆰 ０５ｍ，土方开挖量约３０ 万ｍ３。第１ 道支
撑轴线相对标高－４􀆰 ０５０ｍ，第２，３ 道支撑轴线相对
标高分别为－ １２􀆰 ４５０ｍ 和－ １８􀆰 ３５０ｍ，并设置支撑
腰梁。典型支撑剖面如图２ 所示。
基坑位于地铁２ 号线的东侧，涉及的地铁结构
图１　基坑位置示意
Ｆｉｇ． １　Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
图２　典型基坑支护剖面
Ｆｉｇ． ２　Ｔｙｐｉｃａｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
　７８ 施工技术 第４４ 卷
主要为地铁２ 号线登—南区间隧道，基坑西北角距
离地铁隧道较近，最近处距地铁右线隧道中心线约
２４ｍ。登—南区间隧道（含左、右线）位于后海滨路
下方，为拼装式衬砌结构，衬砌混凝土强度等级
Ｃ５０，采用盾构法施工，隧道内径５􀆰 ４ｍ，外径６􀆰 ０ｍ。
底板底标高－ １７􀆰 ０４０ ～ － １５􀆰 ４２０ｍ。区间总长约
７６０ｍ，其中与本项目基坑相邻段长约１６０ｍ。
２　工程与水文地质条件
场地原始地貌为滨海相潮间带（滩涂），后经人
工堆填整平，现钻孔口标高在４􀆰 ３７０ ～ ５􀆰 ４４０ｍ。据
钻探揭露，场地内埋藏地层的岩性及野外特征自上
而下依次描述为人工填土层、第四系全新统海积
层、第四系全新统冲洪积层、第四系上更新统冲洪
积层、第四系残积层、燕山期侵入岩。按标准贯入
试验结果，场地范围内砾砂为可液化土层，液化等
级中等。本场地特殊岩土主要为人工填土（石）、淤
泥、花岗岩残积土和风化岩。
场地内地下水主要有松散土层孔隙潜水和基
岩裂隙水两种类型。本次勘察期间，场地范围混合
地下水埋深０􀆰 ５０ ～ ３􀆰 ００ｍ， 水位高程１􀆰 ４２０ ～
４􀆰 ６２０ｍ。地下水主要补给来源为大气降水和海水
补给，地下水的排泄以径流为主，场地原始地貌为
滨海潮间带，现已填海造地，本场地距海域（深圳
湾）的最短距离约为１􀆰 ５ｋｍ。水质分析结果表明地
下水中Ｃｌ－ 含量偏高，说明地下水与海水尚有水力
联系。降雨集中季节，地下水向大海排泄，方向由
西向东。枯水季节地下水位低于海平面时，则接收
海水补给。
３　危害辨识与风险分析
３􀆰 １　基坑施工对临近地铁结构的影响
基坑开挖施工中可能对地铁隧道产生以下不
利影响：①基坑开挖、降水坑后土体竖向变形引起２
号线区间隧道的沉降；②基坑开挖使周边土体产生
水平位移，地铁隧道在周边土体的影响下发生水平
位移；③基坑开挖中地下水位下降、土体孔隙水压
力消散，有效应力增加，产生的附加应力对土体变
形的影响十分明显。
３􀆰 ２　主要原因分析
１）地铁自身沉降
由于地铁本身也属于地下构筑物，存在自然沉
降的可能，且地铁处于正常运行状态，地铁车辆动
荷载也可能加重自身沉降。对此国内地铁运营管
理方均建立周密的监测体系，以判别地铁隧道的沉
降和水平位移变形值。但由于上述监测数据较为
敏感，临近地铁的民用项目多无法获取同期地铁沉
降变形监测数据，因此难以通过类比分析，判别由
于地铁自然沉降和正常运营可能造成的沉降、变形
数值。
２）勘察设计问题
国内建筑深基坑支护的设计方案与措施大多
偏于保守，即便如此，如果设计人员经验不足，也会
导致事故。２００５ 年７ 月２１ 日，广州海珠区江南大
道南珠城海广场深基坑滑坡事故部分原因就是未
及时识别基坑南边地层向坑内倾斜，并存在软弱透
水夹层，随着开挖深度增大，导致深部滑动的风险。
施工单位因此忽视了针对上述风险的管控。
３）临近基坑施工问题
基坑暴露时间过长、基坑土方超挖、挖土施工
不均衡、支撑施加及封闭不及时、拆撑不合理、基坑
边超载过大等原因均容易引起基坑失稳。在以上
因素作用下，会引起基坑围护结构变形，进而引发
地铁沉降变形。
南珠城海广场深基坑滑坡事故的主要原因之一
就是施工不符合原设计方案，严重超挖，造成原支护
桩成为吊脚桩；基坑施工时间滞后，基坑暴露时间大
大超过临时支护为１ 年的限制，导致开挖地层的软化
渗透水和已施工构件锈蚀和锚索预应力的损失，强度
降低甚至失效；事故发生前在南边坑顶因施工而造成
东段严重超载是基坑滑坡的导火线。
４）监测数据问题
２００８ 年１１ 月１５ 日杭州地铁１ 号线萧山湘湖
站工地发生坍塌事故，其中一个主要事故原因就是
监测数据失真，在１１ 月１５ 日前，地面最大沉降已达
３１６ｍｍ，测斜管测得最大位移已达４３􀆰 ７ｍｍ，均已超
过报警值，各方未及时报警而丧失最佳抢险时机。
５）突发事故影响
根据国内深基坑项目事故分析，基坑容易发生
严重渗水，造成周边地铁地下水位下降，进而对地
铁结构物造成影响，引起地铁结构的附加沉降。此
外，基坑变形过大等突发事故引起的基坑坍塌，也
会引发周边地铁的严重变形。
６）外界环境因素
地铁周边多有市政道路，如深圳地铁２ 号线在
深圳项目区域段上方是后滨海路，而后滨海路全线
贯通时间还在地铁２ 号线之后。根据研讨，道路路
面动荷载过大也可能引起路面下方的地铁产生沉
降变形。
２００８ 年１１ 月１５ 日杭州地铁１ 号线工地坍塌
事故所在地风情大道即为一条主干道路，来往车辆
较多，给基坑的承重墙带来较大冲击。
３􀆰 ３　风险分析与评价
１）地铁沉降和位移
２０１５ Ｎｏ． ７ 王继华等：深圳某项目基坑开挖对地铁影响的风险应对与实践 　７９
基坑开挖过程中，会导致基坑附近地区部分地
层的损失，并改变原有土石地层的应力平衡状态，
继而导致地铁沉降和水平位移，一旦地铁沉降和隧
道水平位移超过了地铁隧道变形及位移的最大允
许值，就有可能带来巨大风险。
２）地铁盾构结构破坏
由于深基坑开挖过程必然改变地层原来的应
力分布，因此不适当的开挖方案、不及时的支护很
有可能造成隧道的压缩变形，继而造成盾构结构破
坏，严重影响轨道交通的正常运行，甚至影响地铁
的整体安全。
３）风险评价
由于有关由于周边基坑开挖引起地铁沉降、位
移事故的材料极少，缺乏具体的概率统计资料，故
简单使用作业条件危险评价法来评估深圳项目基
坑开挖引起地铁沉降、位移的风险。
作业条件危险评价法（以下简称ＬＥＣ 风险评价
法）是一种简易的评价，人们在具有潜在危险性环
境中作业时的危险性半定量方法。用与风险性有
关的３ 种因素指标值之积来评价系统人员伤亡风险
的大小，３ 种因素为：Ｌ 为发生事故的可能性大小；Ｅ
为人体暴露在这种风险环境中的频繁程度；Ｃ 为一
旦发生事故会造成的损失后果。其简化公式为：
Ｄ ＝ ＬＥＣ，当Ｄ 值所对应的风险等级≥３ 时，为不可
承受风险。
综上所述，虽然国内正式报道的此类事故较
少，但近几年随着国内各城市轨道交通和城市建设
的高速发展，确有类似事故发生，且深圳当地已发
生过类似险情，加之深圳项目基坑开挖深度较大，
基坑边缘距离地铁最近处只有２４ｍ，发生相关事故
的可能性较大。
地铁运营方已经采取了严格的监控和应急防
范措施，乘客暴露于此类危害的风险较小；一旦地
铁发生事故，极易发生群死群伤事故，后果严重，即
Ａ 级事故。
由上述参数计算基坑开挖引起地铁沉降、位移
的风险值Ｄ 等级为４，属于高度风险。
４　风险控制措施
４􀆰 １　专题评价
１）基坑开挖环境影响分析
通过对基坑开挖进行理论分析、计算得出，在
已有设计条件下，当基坑开挖到底时，围护结构最
大水平位移为４９􀆰 ８４ｍｍ，最大变形发生的位置大概
在１９ｍ 深度。在拆撑、换撑过程中最大水平变形还
有突增现象。假设基坑超挖１ｍ 时，基坑围护结构
水平变形将增大，对地铁结构的安全有一定影响，
地下水位下降对地铁结构影响明显。
２）基坑开挖对临近地铁结构影响的数值分析
通过三维有限元结果可知，基坑开挖到基坑
底，距离隧道最近的围护结构节点最大水平位移为
４７􀆰 １ｍｍ，此时隧道产生的最大水平位移为１８􀆰 ９ｍｍ；
基坑开挖到底后距离基坑最近处隧道产生的最大
竖向位移为５􀆰 １８ｍｍ。
３）地下水渗流对临近地铁结构影响的数值
分析
通过ＭＩＤＡＳ／ ＧＴＳ 进行二维渗流分析，得出以
下结论与建议：①基坑开挖过程中地下水渗流将引
起基坑外侧地下水位下降，相应的隧道处地下水位
也将下降，基坑开挖对隧道存在一定的影响。②土
层渗流参数对基坑开挖后渗流场变化影响较大。
应用勘察报告建议参数计算得到的地铁隧道处地
下水下降值将超允许值：而参照临近场地参数计算
所得结果可以满足要求。因此，有必要开展进一步
工作核实地层的渗透系数，尤其是残积土层、全风
化花岗岩层。③根据计算结果，随着开挖深度增
加，从第２ 步开挖开始，地铁隧道处地下水位下降较
大，需要采取地下水回灌。回灌井应布置于基坑与
隧道之问，其深度穿过冲洪积砂砾层，进入残积土
层。④从渗流场计算结果看出，基坑外侧２０ｍ 范围
内总水头基本水平，水位观测井的位置受距离影响
不大。可以将水位观测井内水位作为隧道区域的
地下水位，由此控制基坑开挖过程中开始回灌的
时间。４􀆰 ２　施工方案中的防控措施
根据专业机构对基坑施工对地铁安全影响分
析评价结果，基坑施工与支护方案是否合理，是减
少对周围环境干扰和影响的关键环节，为此深圳项
目在基坑施工前组织施工单位根据相关专家意见
在基坑施工方案中进一步强化防控基坑变形的具
体措施。
４􀆰 ２􀆰 １　平面布置
基坑平面布置如图３ 所示。
４􀆰 ２􀆰 ２　基坑施工方案
项目根据工程桩的施工进度，先插入１ 号塔楼
和裙房区域的土方开挖，待２ 号塔楼工程桩完成后
立即插入２ 号塔楼的土方开挖。第１ 层开挖完后逐
层往下进行各道支撑和各层土方的施工。第１，２ 层
土方采用土坡道运输，第３，４ 层土方采用液压升降
机垂直运输。
支撑梁侧模板采用钢模板、底模采用砂垫层。
混凝土浇筑采用天泵辅以地泵的方式，在混凝土浇
筑完后初凝前在梁面上插入硬纸管，间距３００ｍｍ 梅
　８０ 施工技术 第４４ 卷
图３　基坑平面布置
Ｆｉｇ． ３　Ｐｌａｎｅ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
花形布置，以利于支撑拆除。
结合各道水平支撑标高和土方开挖之间的关
系，将施工区段按照竖向划分为４ 个施工段，按照自
上而下顺序逐层施工。总体施工顺序为：第１ 层土
方开挖→土钉及喷射混凝土施工→第１ 道支撑体系
施工→第２ 层土方开挖→第２ 道支撑体系施工→第
３ 层土方开挖→第３ 道支撑体系施工→第４ 层土方
开挖，完成基坑剩余土方的开挖，基坑底硬化。
４􀆰 ２􀆰 ３　基坑支护措施
本工程基坑支护形式采用咬合桩＋ 钢筋混凝
土内支撑体系，内支撑由立柱桩和３ 道水平支撑组
成，各道水平支撑均由环撑、腰梁（首层为冠梁）、支
撑梁、支撑连梁和封板组成，如图４，５ 所示。
图４　基坑支护示意
Ｆｉｇ． ４　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔｓ
工程水平支撑共３ 道，分层依次进行，待各层土
图５　基坑支护平面
Ｆｉｇ． ５　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｐｌａｎｅ
方开挖至封板底标高时，开始各道水平支撑施工，
待水平支撑强度达９０％ 后，进行下层土方挖运施
工。在各道水平支撑施工时，按照各层土方开挖顺
序进行，先后完成水平支撑处土方平整、梁垫层、放
线、梁钢筋绑扎、梁侧模安装、梁混凝土浇筑、梁侧
模拆除、梁侧土方回填、封板模板、封板钢筋以及封
板混凝土浇筑，在梁混凝土初凝前在梁表面插入硬
纸管，间距３００ｍｍ，梅花形布置，以便于支撑拆除。
在基坑设计审批阶段，根据相关部门要求，增
加２ 道高压旋喷桩止水帷幕，进一步降低基坑开挖
降水对地铁隧道结构影响，更好地起到保护地铁隧
道安全的作用。２ 道止水帷幕旋喷桩桩径０􀆰 ６ｍ，间
距０􀆰 ８ｍ。单管高压旋喷桩长度Ｌ≥２０ｍ，且桩底穿
透砾砂层进入砾质黏性土≥１ｍ。
４􀆰 ２􀆰 ４　土方挖运
根据图纸和现场踏勘，场地自然地面标高约
－０􀆰 ３００ｍ（相对标高），土方开挖完成面相对标高为
－２１􀆰 ６５０， －２２􀆰 ６５０， － ２４􀆰 １５０ｍ，土方开挖量约３０
万ｍ３。
在土方开挖时，严格遵循基坑工程“时空效应”
理论均匀开挖。本项目将现场划分为２ 个施工区，
即１ 号塔楼及裙房区、２ 号塔楼区，每个施工区各配
备４ 台反铲挖掘机，按照从基坑边向中间出土口的
开挖顺序进行土方挖运，确保均匀开挖，以减轻基
坑沉降影响，如图６ 所示。
４􀆰 ２􀆰 ５　基坑降排水施工
根据设计要求，本项目设置基坑明排水系统：
支护桩施工完成并开始土方开挖时，随着进程开始
坑顶设置截水排水沟的设置，坑顶排水沟沿基坑顶
边线５００ｍｍ 外进行布设，除４ 个角各设置１ 处集水
井外，还增设２ 处集水井；每次土方开挖时，每隔
５０ｍ 设置１ 处临时降水坑，并开挖５００ｍｍ × ５００ｍｍ
临时排水盲沟连通各降水坑；待挖至设计标高时，
沿支护桩边５００ｍｍ 外设置坑底排水沟。
本项目平时配置１８ 台潜水泵用于集水井抽排
水，暴雨来袭的高峰期基坑底共配备２５ 台潜水泵
抽水。
２０１５ Ｎｏ． ７ 王继华等：深圳某项目基坑开挖对地铁影响的风险应对与实践 　８１
图６　土方开挖示意
Ｆｉｇ． ６　Ｔｈｅ ｅａｒｔｈ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
４􀆰 ２􀆰 ６　内支撑拆除
深圳项目拆除工程量较大，经综合考虑采用静
态破碎拆除与爆破拆除相结合的施工方法。根据
深圳市地铁集团《城市轨道交通安全保护区施工管
理办法（暂行）》有关规定，对地下车站与隧道周边
外侧５０ｍ 安保区内的内支撑拆除采用静态破碎拆
除，５０ｍ 外区域采用爆破拆除。
爆破拆除是施工安全控制的重点，项目委托
具有“爆破作业单位许可证” 的单位进行爆破施
工。在爆破拆除前编制爆破专项方案并按深圳市
公安局相关规定进行专家评审和网上申报等工
作。在爆破拆除区内为最大限度降低施工安全管
理风险，确保周围建筑物、人员、车辆的安全，爆破
施工前采用静态破碎的方法断开支撑梁与冠梁、
腰梁所有的连接点且净空≥３００ｍｍ，以减弱或阻
断爆破振动向基坑支护结构的传递，降低爆破振
动对周围环境的影响。腰梁采用静态破碎方式拆
除以避免爆破对基坑的扰动，冠梁在不影响室外
管线施工时可不拆除。爆破拆除时采用多打眼、
少装药、强覆盖、分区分片多次爆破的方法，同时
装药量由爆破技术人员进行严格计算以最大限度
减少对周围建筑物和地铁的影响，最后利用风镐
将混凝土人工拆除。
４􀆰 ３　地铁变形监测
本项目监测水平位移按《建筑变形测量规范》
ＪＧＪ８—２００７ 二级执行，具体操作严格参照《城市轨
道交通工程测量规范》ＧＢ５０３０８—２００８、《建筑变形
测量规范》等相关规范执行。本工程由第三方进行
基坑监测，监测内容如表１ 所示。
在基坑施工期间，项目共组织开展地铁变形监
测１２５ 期，监测数据如表２ 所示。
表１　基坑与地铁监测项目
Ｔａｂｌｅ １　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｂｗａｙ
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｉｔｅｍｓ
项目内容布置间隔总数
１ 支护桩桩身变形
观测点（测斜管） 每３０ｍ 布置共计１８ 个
２ 支护桩顶沉降、
水平位移测点
每３０ｍ 布置共计１８ 个
３ 地表沉降测点每４０ｍ 布置共计１２ 个
４ 地下水位测点— 共计６ 个
５ 内支撑轴力
监测点
每层
４１ ～４２ 个
３ 层支撑
共计１２６ 个
６ 支撑立柱沉降监测点— 共计１８ 个
７ 地铁隧道的沉降、
水平位移测点
每３０ｍ 布置约１５ 个
８ 地铁隧道处的
地下水位测点— 约６ 个
表２　临近地铁监测数据
Ｔａｂｌｅ ２　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｗａｙ
时间／
（年⁃月⁃日）
累计沉降
最大值／ ｍｍ
累计水平位移
最大值／ ｍｍ
２０１２⁃１１⁃２２ －３􀆰 ３ ３􀆰 ３３
２０１２⁃１２⁃２７ －５􀆰 ５８ ４􀆰 ６９
２０１３⁃０１⁃２２ －１０􀆰 ５ ６． ０
２０１３⁃０２⁃１９ －１１􀆰 ２ ６􀆰 ８
２０１３⁃０４⁃０２ －１３􀆰 ７ １０􀆰 ７
２０１３⁃０５⁃１６ －１４􀆰 １ １２􀆰 ２
２０１３⁃０６⁃２５ －１４􀆰 ９ １２􀆰 １
２０１３⁃０７⁃３１ －１７􀆰 ０ １４􀆰 ３
２０１３⁃０８⁃２１ －１８􀆰 ５ １６􀆰 ２
２０１３⁃０９⁃０４ －２１􀆰 ０ １９􀆰 ８
２０１３⁃１０⁃１５ －２３􀆰 ２ ２３􀆰 ４
２０１３⁃１１⁃０６ －２５􀆰 ９ ２８􀆰 ４
２０１３⁃１１⁃２０ －２８􀆰 ２ ３１􀆰 ０
２０１３⁃１２⁃２０ －３１􀆰 ４ ３２􀆰 ６
２０１４⁃０１⁃０６ －３０􀆰 ９ ３１􀆰 ４
２０１４⁃０２⁃１９ －３０􀆰 ５ ３２􀆰 ４
２０１４⁃０３⁃２０ －２９􀆰 ７ ３２􀆰 ２
２０１４⁃０４⁃１４ －２９􀆰 ３ ３１􀆰 ９
２０１４⁃０５⁃１６ －２８􀆰 ２ ３１􀆰 １
４􀆰 ４　施工处置措施
自２０１３ 年１ 月开始基坑开挖作业，根据地铁监
测数据判断（见表２），临近地铁沉降和位移趋势明
显加快，到２０１３ 年８ 月下旬地铁沉降和水平位移均
已超过了《中海油大厦（深圳）建设项目基坑施工对
地铁安全影响分析评价》预测的最大水平位移
１８􀆰 ９ｍｍ，最大竖向位移５􀆰 １８ｍｍ。
针对上述不利情况，进行了原因分析并采取了
相应的处置措施。
４􀆰 ４􀆰 １　主要原因分析
通过系统梳理基坑施工过程，可以判定项目基
坑开挖进度明显滞后施工计划以及基坑发生渗水，
　８２ 施工技术 第４４ 卷
是地铁沉降与位移加速的主要原因。
２０１３ 年上半年受客观因素影响，加上施工单位
组织不力，项目基坑开挖进度明显滞后于施工计
划，如表３ 所示。从２０１２ 年１１ 月下旬土方开挖开
始，第１ 层和第２ 层土方开挖及支撑体系施工耗时，
是原计划施工时间的２ 倍多。
表３　施工工期对比
Ｔａｂｌｅ ３　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ
施工阶段计划工期／ ｄ 实际工期／ ｄ 滞后时间／ ｄ
第１ 层土方开挖及
支撑体系施工６１ １４５ ８４
第２ 层土方开挖及
支撑体系施工５５ １４４ ８９
第３ 层土方开挖及
支撑体系施工４６ ９１ ４５
第４ 层土方开挖及
排水系统施工３３ ３５ ２
土方开挖严重超时，造成施工单位在土方开挖
施工时未能严格遵循基坑工程“时空效应”理论，违
背了“随挖随撑，限时完成”的原则。如前所述，由
于基坑内土体卸载，侧壁卸荷，导致侧壁土体向基
坑内侧位移，同时引起坑后土体发生竖向变形，基
坑附近土体的位移和变形势必会影响到临近的地
铁隧道。基坑暴露时间过长、支撑施加及封闭不及
时等原因会加剧这一变形过程，进而引发临近地铁
沉降和位移的加速。
此外，在２０１３ 年９ 月进行基坑第３ 层土方开挖
时，由于咬合桩在施工过程中咬合效果不好，第３ 层
土方挖掘后，咬合桩失去了土层的支护，先后出现５
次渗漏情况，其中２ 次发生在基坑临近地铁一侧
（西侧２ 次、北侧２ 次、南侧１ 次），且由于施工单位
应急准备不充分，在渗漏发生时，有堵漏耗时长且
效果差的情况发生。上述情况可能会对周边地铁
地下水环境造成较大影响，进而影响地铁结构的稳
定，加速地铁沉降和位移。
４􀆰 ４􀆰 ２　处置措施
１）跟踪督办
基建公司对深圳项目基坑施工引起的地铁风
险高度重视，２０１３ 年７ 月起将该项目地铁风险列为
公司重大风险管控，对所属深圳项目组挂牌督办，
要求尽快组织专家研讨对策，完善应急预案，督促
施工单位尽快落实应对措施。同时，公司还将上述
风险如实填报至中国海油隐患跟踪整改系统，跟踪
更新风险管控进展，并定期填报。以此督促、推动
所属深圳项目组和施工单位尽快控制风险。
２）加快施工
根据第１，２ 层基坑开挖施工滞后的实际情况，
在２０１４ 年６ 月及时推动施工单位调整部署，优化基
坑开挖方案，制定更加紧凑的工序安排，尽可能缩
短开挖及支撑时限，优化施工参数，减少无支撑暴
露时间，尽快使地层建立结构平衡，以达到控制基
坑变形在允许范围内的目的。
为了避免基坑暴露时间过长，在底板施工中，
将底板换撑和地下室底板混凝土一次性浇筑，既保
证了基坑安全，同时又加快施工进度。
肥槽采用泵送混凝土进行回填，保证了回填质
量，使主体结构与支护桩形成一个有效的整体，减
少了基坑位移的可能，同时也加快了施工进度。
３）加强支撑结构强度
为尽快消除隐患，针对可能存在的薄弱环节，
经设计院复核计算后，对基坑支撑的整体刚度和强
度进行加强。具体在基坑２，３ 层自西向东增加长约
９０ｍ、厚２５０ｍｍ 支撑封板，以增强支撑结构刚度。
此外，经研究在基坑底将底板垫层设计厚度从
１００ｍｍ 增加到３００ｍｍ，并在局部增加配筋，以增加
咬合桩在基底部位嵌固。
４）加强应急准备工作
在施工单位已有应急预案基础上，委托外部专
业机构评估由于基坑开挖引起的地铁变形风险，在
走访相关专家的基础上，编制更加详细、可操作更
强的应对项目沿线地铁沉降变形的专项应急预案
和突发事故、事件的现场处置方案。
针对该项目基坑围护桩墙体发生数次渗水和
处置不及时的问题，组织施工单位针对基坑渗水开
展专项应急演练，确保施工人员熟练处置渗水险情。
基建公司与深圳项目组联合开展沿线地铁沉
降变形事故应急桌面演练，提高公司机关与项目组
应急人员的实战能力，检验各方应急预案的可靠性
和针对性。此外，针对基坑渗水的不确定性，深圳
项目在后期基坑开挖施工中，配备专人２４ｈ 看护，做
到基坑渗水随时发现随时封堵。
４􀆰 ４􀆰 ３　处置效果
自２０１３ 年下半年深圳项目组采取一系列控制
措施后（见表４），在２０１３ 年底快速完成第３ 层基坑
开挖与底板施工后，沿线地铁变形趋于稳定。
在与地铁隧道深度（ －１８􀆰 ０００ｍ）接近的基坑第
２ ～３ 层（ －１３􀆰 ０００ ～ － １９􀆰 ０００ｍ）开挖期间，由于各
方面原因，沿线地铁隧道沉降变形速度直线上升，
但是开挖过第３ 层（ － １９􀆰 ０００ ～ － ２４􀆰 ０００ｍ）后，由
于各种措施到位，沿线地铁变形趋于稳定。
　　２０１４ 年５ 月９ 日深圳项目基坑施工全部完成，
主体结构已出± ０􀆰 ０００，项目进入主体结构建设阶
　　（下转第８６ 页）
　８６ 施工技术 第４４ 卷
取原内摩擦角的０􀆰 ５ 倍和２ 倍进行模拟，得到采用
不同的土体内摩擦角时地下连续墙侧移的曲线，并
与原内摩擦角的结果进行比较，如图７ 所示。从图
中可知，墙体侧移值随着土体内摩擦角的增大而明
显减小。当内摩擦角增加对墙体最大侧移的影响
远超过对墙顶侧移的影响，本例中，墙顶侧移增加
２１􀆰 ６７％，而墙体最大侧移增加５３􀆰 ８３％。
图７　不同的土体内摩擦角对墙体侧移的影响
Ｆｉｇ． ７　Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｌａｔｅｒａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｇｌｅｓ
由此可见，土性参数的取值对基坑变形有较大
影响，因此在基坑进行初步设计时，对地质勘探必
须投入更大的精力，以确保岩土地质勘探资料数据
的准确性，从而确保基坑设计符合实际情况，在满
足稳定、安全的前提下经济可行。
４　结语
１）模拟结果与监测值相差不大，趋势一致，表
明建立的计算模型合理，参数选取恰当，可以根据
　　　
模拟结果分析地下连续墙的侧移变形，数值模拟方
法用于基坑工程的动态设计可行。
２）不能盲目通过增加墙体的入土深度来控制
其最大侧移值，因围护结构入土深度满足基坑变形
稳定性要求后，再继续增加入土深度对控制其侧移
的效果并不明显。
３）必须重视基坑工程的岩土勘察报告质量。
因为土体的弹性模量和内摩擦角对围护结构的变
形影响显著，土性参数选取与实际的一致性直接影
响基坑工程设计的安全性和经济性。
参考文献：
［ １ ］　刘勇， 冯志， 黄国超， 等． 北京地铁工程深基坑围护结构变
形研究［Ｊ］． 地下空间与工程学报， ２００９（２）： ３２９⁃３３５．
［ ２ ］　刘杰， 姚海林， 任建喜． 地铁车站基坑围护结构变形规律监
测与数值模拟［Ｊ］． 岩土力学， ２０１０ （Ｓ２）： ４５６⁃４６１．
［ ３ ］　李四维， 高华东， 杨铁灯． 深基坑开挖现场监测与数值模拟
分析［Ｊ］． 岩土工程学报， ２０１１ （Ｓ１）： ２９１⁃２９８．
［ ４ ］　任建喜， 张引合， 张琨， 等． 西安地铁车站深基坑变形规律
ＦＬＡＣ 模拟研究［Ｊ］． 铁道工程学报， ２０１１ （３）： ９０⁃９３．
［ ５ ］　冯勇慧， 王跃君， 董建华． 基于ＦＬＡＣ３Ｄ的地铁车站深基坑开
挖变形三维数值分析［Ｊ］． 中国建材科技， ２０１３（４）： ９２⁃９６．
［ ６ ］　张明聚， 何欢， 李春辉， 等． 明挖地铁车站围护结构受力变
形监测与数值模拟分析［Ｊ］． 北京工业大学学报， ２０１３（６）：
８７５⁃８８０．
［ ７ ］　高立新． 地铁车站深基坑变形规律监测及ＦＬＡＣ 模拟研究
［Ｄ］． 西安： 西安科技大学， ２００９．
［ ８ ］　张磊． 某深基坑工程施工监测及有限元模拟分析［Ｄ］． 哈尔
滨： 哈尔滨工业大学， ２０１１．
（上接第８２ 页）
表４　风险管控措施
Ｔａｂｌｅ ４　Ｒｉｓｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ
风险管控措施
地铁自身沉降建立与地铁主管部门的定期沟通机制
勘察设计问题
①勘查设计委托资质单位开展
②委托资质单位开展专题评价
③组织对设计文件及评价报告的专家审查
施工问题
①优化平面布置，减少场内运输和基坑周边材
料的堆置
②增加２ 道高压旋喷桩止水帷幕
③第３ 方进行基坑监测以及地铁变形监测
④在土方开挖时，严格遵循基坑工程“时空效
应”理论均匀开挖
⑤加强支撑结构强度
⑥加快施工
⑦临近地铁内支撑拆除采用静态破碎拆除
监测数据问题
委托专业单位开展监测，定期就监测结果与地
铁方沟通
突发事故影响
①设置基坑明排水系统
②委托专业单位编写专题预案
③加强应急演练
④加强基坑现场巡视与应急材料准备
段，标志着深圳项目基坑施工对沿线地铁的安全风
险彻底消除。根据监测报告，地铁隧道结构最大累
计水平位移３１􀆰 １ｍｍ，最大累计沉降２８􀆰 ２ｍｍ，经地
铁主管部门检查，在深圳项目基坑施工期间，沿线
地铁隧道虽然存在由于隧道沉降、位移造成区段轨
道竖曲线、平曲线同步发生变化的情况，但隧道未
发现严重渗水、裂缝等情况，相应风险可控，说明基
坑施工对沿线地铁产生的影响在可接受范围内。
５　结语
深圳项目在基坑开挖施工过程中，由于建设单
位高度关注沿线地铁风险，通过督促施工单位采取
有效的防范措施，克服了施工过程中出现的各种不
利情况，确保了沿线地铁运营安全。
参考文献：
［ １ ］　邓俊． 邻近运营地铁车站的深基坑施工保护技术［Ｊ］． 建筑施
工，２０１０，３２（８）：７６９⁃７７１．
［ ２ ］　苏启德． 浅析地铁隧道沉降原因［ Ｊ］． 民营科技， ２０１０
（３）：１５３．
［ ３ ］　骆建军，张顶立，王梦恕，等． 地铁施工对邻近建筑物安全风
险管理［Ｊ］． 岩土力学，２００７，２８（７）：１４８０⁃１４８２．

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