在城市轨道交通高速发展的时代浪潮中，地铁已从单一的公共交通载体跃升为城市发展的“动脉”，驱动着以轨道交通为导向的城市TOD模式蓬勃兴起。随着城市地下空间开发规模持续扩张、环境日益复杂，紧邻运营地铁的深基坑工程面临着前所未有的挑战——如何在保障地铁结构安全的前提下，实现地下空间的高效拓建？这一命题成为新时代城市地下工程建设的关键课题。作为深耕岩土工程领域多年的技术团队，地勘院依托丰富工程实践经验与持续的科技创新成果，成功攻克“复杂环境下深基坑地铁保护设计施工关键技术”，形成了一套覆盖设计、施工、监测全周期的技术体系，为超大城市复杂地下空间开发利用安全提供了“地勘方案”。以琨泰名苑、琨泰公寓及琨泰中心项目为典型代表，是国内软土地区首例在时速60km/h运营地铁车站及盾构两侧拓建的地下综合体工程，工程风险等级达特级，其复杂性堪称“地下工程的百科全书”。项目需在运营地铁线路车辆高速过站不停、4个出入口同步嵌入拓建地块的严苛条件下施工，同时应对地铁两侧11.8m与17.1m的深浅高差挑战；更需在天津软土特有的海陆交互沉积地层中，破解坑底多层承压水与毗邻北运河的复杂水系难题；尤为严苛的是，地铁结构变形指标控制在竖向12mm、水平6mm以内，精度远超行业标准。在动态平衡中实现风险管控，书写了地下空间开发的极限突破。面对极限挑战，地勘技术团队以“安全为纲、创新为刃”，围绕“变形控制”核心目标，研发形成五大关键技术，构建起覆盖“设计-施工-监测”的全链条技术体系。技术团队突破传统模式，大胆采用“大分仓、小开挖、远地铁、早封闭”设计原则，经过多轮优化，将初始12个分仓方案精简至6个，既节省支护造价约2000万元，更大幅缩短了临近运营地铁软土深基坑的建设周期，为同类工程提供了“分仓设计”的标准化范式。采用墙撑支护，对撑与大面积桁架支撑相结合，近地铁侧设置加强板，满足支撑变形、出土栈桥及局部加载要求。同时，基坑左右两侧对称设置水平支撑，保证整体水平刚度，在支撑关键节点采用斜撑、角撑、内扶壁地连墙、微膨胀混凝土和轴力伺服系统等措施，加强支撑薄弱节点。通过按需、定量动态降水，结合地铁变形情况精准控制地铁两侧上部潜水水位高差，减小地铁水平变形。主动降低基坑底第一承压水含水层水头高度，利用坑底土体压缩沉降抵消大面积开挖造成的车站隆起变形。当基坑内侧长期降水导致外侧承压水水头降低，引起隧道段基坑内外侧差异沉降增大时，及时启动外侧回灌井，有效减小隧道差异沉降。在满足车站及隧道区域荷载控制要求的基础上，在车站和商业结构顶板上方设置载荷板，通过动态堆载土体和钢材等荷重，精准控制地铁车站和隧道隆起变形。 基于智能监测、数值分析协同一体化平台，实现动态反馈控制措施建立数值模型，确定设计、监测、降水方案，根据综合施工工况进行模拟反演，推导变形数据。智能监测分析系统自动分析预警，及时调整施工措施，确保地铁变形得到有效控制。2019年-2022年完成的琨泰名苑、琨泰公寓及琨泰中心基坑支护设计项目，位于天津市河北区辛庄大街。在该项目中，采用“深大基坑分仓方案和施工方法研究”成果，在支护设计中运用“数值模拟分析和设计相结合”的思路，结合“大仓小挖”基坑设计技术理念以及“远深近浅，间隔跳仓”的基坑设计施工方法等精细化设计措施，有效保证了基坑和地铁的变形安全。通过这些技术手段，降低工程施工费、材料费及措施费共计约6300万元。获得了2024年度天津市优秀勘察设计成果一等奖。2021-2022年完成的综艺广场项目（南楼项目）位于天津市河西区爱国道与大沽南路交口处西南侧。该项目结合现场实际情况，应用“紧邻地铁复杂环境下深基坑地铁保护设计施工关键技术”中的“安全技术控制研究”成果，在支护设计与施工中通过一系列手段有效控制了地铁变形，保证了基坑和地铁的变形安全，同时降低了工程成本。该技术成果在本项目的成功应用，为后续类似工程提供了可靠的实践范例。2022年起至今开展的南门外大街商圈北部片区城市更新基坑支护设计项目，位于天津市和平区南门外大街与南马路交口，分A、B、C三个地块，总用地面积约4.6万㎡。项目紧邻运营中的地铁2号线以及建设中的地铁7号线鼓楼站。地勘院技术团队在支护设计中充分考虑该成果对临近地铁基坑变形规律的影响，采取一系列创新工艺措施严格控制地铁变形，确保了基坑和地铁的安全。这不仅保障了工程的顺利进行，还降低了工程施工费、材料费及措施费，为后期同类型项目增强了岩土设计技术经验储备。通过对上述多个复杂环境下深基坑地铁保护设计项目的总结与提升，形成了丰硕的技术成果。在专利申请方面，已取得《地铁双侧拓建隆沉控制的设计施工方案优化方法及系统》《一种地铁双侧拓建的开挖沉降值预测方法及系统》《一种地下结构的抗隆起动态加载分析方法及系统》等总计20余项发明专利、实用新型专利及软件著作权。与中建八局及北京交通大学联合合作，依托高校科研优势，形成分项专题报告3项，包括《大型地铁拓建工程的设计施工风险评估及控制技术研究报告》等，发表了《紧邻地铁大型基坑群分仓对运营地铁结构的影响分析》等核心期刊论文5篇。 这些技术成果的成功应用，取得了显著的经济和社会效益。不仅保障了地铁运营安全，拓建工程的顺利实施还有效提升了城市核心区地下空间的利用效率，赢得了业主和社会各界的一致好评。琨泰名苑、琨泰公寓及琨泰中心项目作为天津市在施难度最大的特级风险深基坑项目，吸引了天津市行业内高校、设计院、施工企业权威专家多次到项目观摩交流，主流媒体也多次报道项目纪实，极大地提升了我院在岩土工程行业的技术影响力，为后续市场开拓和承接类似工程提供了强有力的技术支撑，更为类似工程提供了宝贵的借鉴。从“解决难题”到“引领标准”，从“单个工程”到“行业赋能”，“复杂环境下深基坑地铁保护设计施工关键技术”的突破，是我局65年来创新发展的一个生动缩影。未来，我们将继续以科技创新为引擎，以服务城市为己任，为地矿事业高质量发展、为城市建设更安全美好的地下空间，书写新的辉煌篇章！
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