在城市軌道交通高速發(fā)展的時(shí)代浪潮中，地鐵已從單一的公共交通載體躍升為城市發(fā)展的“動(dòng)脈”，驅(qū)動(dòng)著以軌道交通為導(dǎo)向的城市TOD模式蓬勃興起。隨著城市地下空間開(kāi)發(fā)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張、環(huán)境日益復(fù)雜，緊鄰運(yùn)營(yíng)地鐵的深基坑工程面臨著前所未有的挑戰(zhàn)——如何在保障地鐵結(jié)構(gòu)安全的前提下，實(shí)現(xiàn)地下空間的高效拓建？這一命題成為新時(shí)代城市地下工程建設(shè)的關(guān)鍵課題。作為深耕巖土工程領(lǐng)域多年的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，地勘院依托豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與持續(xù)的科技創(chuàng)新成果，成功攻克“復(fù)雜環(huán)境下深基坑地鐵保護(hù)設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)”，形成了一套覆蓋設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)全周期的技術(shù)體系，為超大城市復(fù)雜地下空間開(kāi)發(fā)利用安全提供了“地勘方案”。工程挑戰(zhàn)：軟土地區(qū)緊鄰地鐵的地下空間拓建難題以琨泰名苑、琨泰公寓及琨泰中心項(xiàng)目為典型代表，是國(guó)內(nèi)軟土地區(qū)首例在時(shí)速60km/h運(yùn)營(yíng)地鐵車(chē)站及盾構(gòu)兩側(cè)拓建的地下綜合體工程，工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)達(dá)特級(jí)，其復(fù)雜性堪稱(chēng)“地下工程的百科全書(shū)”。項(xiàng)目需在運(yùn)營(yíng)地鐵線路車(chē)輛高速過(guò)站不停、4個(gè)出入口同步嵌入拓建地塊的嚴(yán)苛條件下施工，同時(shí)應(yīng)對(duì)地鐵兩側(cè)11.8m與17.1m的深淺高差挑戰(zhàn)；更需在天津軟土特有的海陸交互沉積地層中，破解坑底多層承壓水與毗鄰北運(yùn)河的復(fù)雜水系難題；尤為嚴(yán)苛的是，地鐵結(jié)構(gòu)變形指標(biāo)控制在豎向12mm、水平6mm以內(nèi)，精度遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在動(dòng)態(tài)平衡中實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管控，書(shū)寫(xiě)了地下空間開(kāi)發(fā)的極限突破。 關(guān)鍵技術(shù)突破：多維度保障地鐵安全面對(duì)極限挑戰(zhàn)，地勘技術(shù)團(tuán)隊(duì)以“安全為綱、創(chuàng)新為刃”，圍繞“變形控制”核心目標(biāo)，研發(fā)形成五大關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建起覆蓋“設(shè)計(jì)-施工-監(jiān)測(cè)”的全鏈條技術(shù)體系。 采用創(chuàng)新性大分倉(cāng)開(kāi)挖設(shè)計(jì)技術(shù)團(tuán)隊(duì)突破傳統(tǒng)模式，大膽采用“大分倉(cāng)、小開(kāi)挖、遠(yuǎn)地鐵、早封閉”設(shè)計(jì)原則，經(jīng)過(guò)多輪優(yōu)化，將初始12個(gè)分倉(cāng)方案精簡(jiǎn)至6個(gè)，既節(jié)省支護(hù)造價(jià)約2000萬(wàn)元，更大幅縮短了臨近運(yùn)營(yíng)地鐵軟土深基坑的建設(shè)周期，為同類(lèi)工程提供了“分倉(cāng)設(shè)計(jì)”的標(biāo)準(zhǔn)化范式。 地鐵兩側(cè)對(duì)稱(chēng)支撐設(shè)計(jì)及撐橋一體化設(shè)計(jì)采用墻撐支護(hù)，對(duì)撐與大面積桁架支撐相結(jié)合，近地鐵側(cè)設(shè)置加強(qiáng)板，滿足支撐變形、出土棧橋及局部加載要求。同時(shí)，基坑左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置水平支撐，保證整體水平剛度，在支撐關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)采用斜撐、角撐、內(nèi)扶壁地連墻、微膨脹混凝土和軸力伺服系統(tǒng)等措施，加強(qiáng)支撐薄弱節(jié)點(diǎn)。 基坑實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)降水耦合作用控制地鐵變形措施通過(guò)按需、定量動(dòng)態(tài)降水，結(jié)合地鐵變形情況精準(zhǔn)控制地鐵兩側(cè)上部潛水水位高差，減小地鐵水平變形。主動(dòng)降低基坑底第一承壓水含水層水頭高度，利用坑底土體壓縮沉降抵消大面積開(kāi)挖造成的車(chē)站隆起變形。當(dāng)基坑內(nèi)側(cè)長(zhǎng)期降水導(dǎo)致外側(cè)承壓水水頭降低，引起隧道段基坑內(nèi)外側(cè)差異沉降增大時(shí)，及時(shí)啟動(dòng)外側(cè)回灌井，有效減小隧道差異沉降。 站頂區(qū)間動(dòng)態(tài)加載控制站體隆起措施在滿足車(chē)站及隧道區(qū)域荷載控制要求的基礎(chǔ)上，在車(chē)站和商業(yè)結(jié)構(gòu)頂板上方設(shè)置載荷板，通過(guò)動(dòng)態(tài)堆載土體和鋼材等荷重，精準(zhǔn)控制地鐵車(chē)站和隧道隆起變形。 基于智能監(jiān)測(cè)、數(shù)值分析協(xié)同一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)反饋控制措施建立數(shù)值模型，確定設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)、降水方案，根據(jù)綜合施工工況進(jìn)行模擬反演，推導(dǎo)變形數(shù)據(jù)。智能監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)自動(dòng)分析預(yù)警，及時(shí)調(diào)整施工措施，確保地鐵變形得到有效控制。 關(guān)鍵技術(shù)推廣應(yīng)用：助力多個(gè)涉軌項(xiàng)目安全施工琨泰項(xiàng)目：精細(xì)化設(shè)計(jì)保障安全2019年-2022年完成的琨泰名苑、琨泰公寓及琨泰中心基坑支護(hù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，位于天津市河北區(qū)辛莊大街。在該項(xiàng)目中，采用“深大基坑分倉(cāng)方案和施工方法研究”成果，在支護(hù)設(shè)計(jì)中運(yùn)用“數(shù)值模擬分析和設(shè)計(jì)相結(jié)合”的思路，結(jié)合“大倉(cāng)小挖”基坑設(shè)計(jì)技術(shù)理念以及“遠(yuǎn)深近淺，間隔跳倉(cāng)”的基坑設(shè)計(jì)施工方法等精細(xì)化設(shè)計(jì)措施，有效保證了基坑和地鐵的變形安全。通過(guò)這些技術(shù)手段，降低工程施工費(fèi)、材料費(fèi)及措施費(fèi)共計(jì)約6300萬(wàn)元。獲得了2024年度天津市優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)成果一等獎(jiǎng)。 南樓項(xiàng)目：結(jié)合實(shí)際控制地鐵變形2021-2022年完成的綜藝廣場(chǎng)項(xiàng)目（南樓項(xiàng)目）位于天津市河西區(qū)愛(ài)國(guó)道與大沽南路交口處西南側(cè)。該項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，應(yīng)用“緊鄰地鐵復(fù)雜環(huán)境下深基坑地鐵保護(hù)設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)”中的“安全技術(shù)控制研究”成果，在支護(hù)設(shè)計(jì)與施工中通過(guò)一系列手段有效控制了地鐵變形，保證了基坑和地鐵的變形安全，同時(shí)降低了工程成本。該技術(shù)成果在本項(xiàng)目的成功應(yīng)用，為后續(xù)類(lèi)似工程提供了可靠的實(shí)踐范例。南門(mén)外項(xiàng)目：考慮變形規(guī)律嚴(yán)格控制2022年起至今開(kāi)展的南門(mén)外大街商圈北部片區(qū)城市更新基坑支護(hù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，位于天津市和平區(qū)南門(mén)外大街與南馬路交口，分A、B、C三個(gè)地塊，總用地面積約4.6萬(wàn)㎡。項(xiàng)目緊鄰運(yùn)營(yíng)中的地鐵2號(hào)線以及建設(shè)中的地鐵7號(hào)線鼓樓站。地勘院技術(shù)團(tuán)隊(duì)在支護(hù)設(shè)計(jì)中充分考慮該成果對(duì)臨近地鐵基坑變形規(guī)律的影響，采取一系列創(chuàng)新工藝措施嚴(yán)格控制地鐵變形，確保了基坑和地鐵的安全。這不僅保障了工程的順利進(jìn)行，還降低了工程施工費(fèi)、材料費(fèi)及措施費(fèi)，為后期同類(lèi)型項(xiàng)目增強(qiáng)了巖土設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備。 技術(shù)成果：經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益雙豐收通過(guò)對(duì)上述多個(gè)復(fù)雜環(huán)境下深基坑地鐵保護(hù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的總結(jié)與提升，形成了豐碩的技術(shù)成果。在專(zhuān)利申請(qǐng)方面，已取得《地鐵雙側(cè)拓建隆沉控制的設(shè)計(jì)施工方案優(yōu)化方法及系統(tǒng)》《一種地鐵雙側(cè)拓建的開(kāi)挖沉降值預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)》《一種地下結(jié)構(gòu)的抗隆起動(dòng)態(tài)加載分析方法及系統(tǒng)》等總計(jì)20余項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利、實(shí)用新型專(zhuān)利及軟件著作權(quán)。與中建八局及北京交通大學(xué)聯(lián)合合作，依托高?？蒲袃?yōu)勢(shì)，形成分項(xiàng)專(zhuān)題報(bào)告3項(xiàng)，包括《大型地鐵拓建工程的設(shè)計(jì)施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及控制技術(shù)研究報(bào)告》等，發(fā)表了《緊鄰地鐵大型基坑群分倉(cāng)對(duì)運(yùn)營(yíng)地鐵結(jié)構(gòu)的影響分析》等核心期刊論文5篇。 這些技術(shù)成果的成功應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。不僅保障了地鐵運(yùn)營(yíng)安全，拓建工程的順利實(shí)施還有效提升了城市核心區(qū)地下空間的利用效率，贏得了業(yè)主和社會(huì)各界的一致好評(píng)。琨泰名苑、琨泰公寓及琨泰中心項(xiàng)目作為天津市在施難度最大的特級(jí)風(fēng)險(xiǎn)深基坑項(xiàng)目，吸引了天津市行業(yè)內(nèi)高校、設(shè)計(jì)院、施工企業(yè)權(quán)威專(zhuān)家多次到項(xiàng)目觀摩交流，主流媒體也多次報(bào)道項(xiàng)目紀(jì)實(shí)，極大地提升了我院在巖土工程行業(yè)的技術(shù)影響力，為后續(xù)市場(chǎng)開(kāi)拓和承接類(lèi)似工程提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，更為類(lèi)似工程提供了寶貴的借鑒。從“解決難題”到“引領(lǐng)標(biāo)準(zhǔn)”，從“單個(gè)工程”到“行業(yè)賦能”，“復(fù)雜環(huán)境下深基坑地鐵保護(hù)設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)”的突破，是我局65年來(lái)創(chuàng)新發(fā)展的一個(gè)生動(dòng)縮影。未來(lái)，我們將繼續(xù)以科技創(chuàng)新為引擎，以服務(wù)城市為己任，為地礦事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、為城市建設(shè)更安全美好的地下空間，書(shū)寫(xiě)新的輝煌篇章！
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