深圳地鐵3號線紅嶺站—老街站區(qū)間隧道設(shè)計

趙巧蘭

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，北京 100055)

1 工程概況

深圳地鐵3號線紅嶺站—老街站區(qū)間由左右分修的兩條單線隧道組成，受老街站的控制(為滿足與1號線同站臺平行換乘的方式，車站采用上下重疊的側(cè)式站臺形式)，左右線以14 m的線間距從紅嶺站平行出發(fā)，以R=400 m的曲線下穿多幢房屋后到達寶安南路。之后左右線在平面上線間距逐漸縮小，縱斷面上軌面高程差逐漸增大，下穿變電站、筆架山渠和多幢房屋后以左線在上、右線在下的上下重疊方式抵達桂圓路。過桂園路后左右線一直上下重疊，以R=350 m的曲線下穿布吉河、星港中心預(yù)留通道和廣深鐵路橋后，左右線隧道以1.6 m的凈距接入老街站。區(qū)間右線長1 261 m、左線長1 272.059 m，左右線隧道上下重疊及過渡段長度約380雙延米。區(qū)間隧道下穿廣深鐵路橋時，對廣深鐵路橋的橋樁進行了托換。

區(qū)間隧道下穿布吉河時呈上下重疊狀態(tài)，河床底與上方的左線隧道間凈距約6 m;其余位置區(qū)間左線隧道的覆土厚度10.35～13.0 m、右線隧道的覆土厚度10.35～33.5 m，隧道埋深變化較大。區(qū)間隧道左右線均有約280 m的長度位于全斷面微風(fēng)化花崗巖地層中，且右線隧道有約40 m的長度段全斷面微風(fēng)化花崗巖地層的飽和單軸抗壓強度達到159 MPa，區(qū)間隧道其余段基本位于花崗巖殘積層、花崗巖全、強、中風(fēng)化層中，地下水豐富，補給快。

區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工，紅嶺站東端設(shè)盾構(gòu)始發(fā)井，老街站西端設(shè)盾構(gòu)接收井，采用2臺盾構(gòu)機從紅嶺站掘進至老街站后吊出。區(qū)間設(shè)聯(lián)絡(luò)通道及廢水泵房1座，設(shè)右線廢水泵房1座，聯(lián)絡(luò)通道及廢水泵房均采用礦山法施工。

2 工程重點及難點分析

紅嶺站—老街站區(qū)間隧道所處的周邊環(huán)境、工程及水文地質(zhì)條件復(fù)雜，且本區(qū)間存在小凈距上、下重疊及過渡段，高強度微風(fēng)化硬巖掘進段等，主要工程重點及難點有以下幾個方面。

(1)對下穿密集的建(構(gòu))筑物及管線的保護

區(qū)間隧道穿越地段商業(yè)繁榮、人流密集、道路縱橫交錯(主要道路有紅嶺中路、紅桂路、寶安南路、桂圓路、解放路)，地面交通繁忙，道路下管線密集;隧道下穿了40多幢房屋建筑，房屋基礎(chǔ)多為獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ);部分房屋為磚混結(jié)構(gòu);隧道還下穿了筆架山渠、布吉河、星港中心預(yù)留地鐵通道及廣深鐵路橋。筆架山渠為混凝土結(jié)構(gòu)，距隧道結(jié)構(gòu)約10.0 m;區(qū)間隧道下穿廣深鐵路橋19號橋墩樁基，共16根樁需進行托換，其中1、2、3線橋橋樁均為4根φ550 mm的預(yù)制打入摩擦樁、4線橋橋樁為4根φ800 mm鉆孔灌注摩擦樁。

區(qū)間隧道所穿越地層大部分段落為花崗巖或花崗片麻巖的殘積層和全、強風(fēng)化地層，地下水豐富，補給快;地層土質(zhì)不均，局部夾硬的團塊或同一開挖斷面上軟下硬;另外區(qū)間隧道存在380雙延米的上下重疊及過渡段，重疊隧道的施工對地面沉降會產(chǎn)生疊加影響，施工過程對地面建(構(gòu))筑物的最大沉降和不均勻沉降控制難度大。

(2)對砂層及富水性地層段的處理

本段區(qū)間下穿布吉河及其古河道，通過了一段飽和含水砂層，地下水發(fā)育(承壓水)，地下水有一定壓力和流速，在盾構(gòu)掘進時，地下水帶著砂礫很容易從盾構(gòu)機的螺旋輸送機中涌出，從而使掌子面垮塌，造成地面塌陷，發(fā)生施工事故。

(3)在高強度微風(fēng)化花崗巖中的掘進

本段區(qū)間隧道在里程YDK7+130.000～YDK7+927.800段位于花崗巖的微風(fēng)化巖層中，微風(fēng)化花崗巖的飽和單軸試驗抗壓強度fr=30.60～159.0 MPa，其中盾構(gòu)機在高強度微風(fēng)化花崗巖中掘進長度約為400 m。當巖石強度超過100 MPa時，盾構(gòu)掘進將十分困難，對盾構(gòu)的刀盤及刀具磨損嚴重，需經(jīng)常更換刀具。

(4)上軟下硬地層中的掘進

本段區(qū)間隧道長度范圍內(nèi)巖面起伏較大、隧道埋深變化較大，整個區(qū)間存在幾百米的上軟下硬地段。盾構(gòu)掘進過程中，容易對盾構(gòu)機刀具造成損壞，盾構(gòu)機發(fā)生偏移或被卡住，在軟層超挖，引起土層擾動或缺失，注漿不及時，易產(chǎn)生地面沉降甚至塌陷。若盾構(gòu)機土倉壓力過大，還會引起地面隆起。

(5)重疊隧道段的設(shè)計

由于1號線和3號線在老街站換乘，為滿足與1號線方便、快捷的換乘，3號線老街站采用左右線上下重疊的側(cè)式站臺方式，與之相適應(yīng)，車站兩端的區(qū)間也由左右平行逐漸過渡到上下重疊的結(jié)構(gòu)型式，受區(qū)間沿途的環(huán)境條件影響，本區(qū)間上下重疊及過渡段總長度約380 m，需對重疊隧道上下洞的相互影響、先后施工順序、兩隧道間最小凈距的取值以及上下洞的加強處理措施進行分析研究。

(6)對廣深鐵路橋托換后舊樁的處理

區(qū)間隧道下穿廣深鐵路橋19號橋墩樁基，共16根橋樁侵入?yún)^(qū)間隧道輪廓范圍內(nèi)，進行了托換，其中1、2、3線19號墩既有橋樁均為4根φ550 mm的預(yù)制打入摩擦樁、4線19號墩既有橋樁為4根φ800 mm鉆孔灌注摩擦樁，需考慮盾構(gòu)機通過橋樁時的處理措施。

3 設(shè)計方案

本區(qū)間隧道通過地段的地質(zhì)條件復(fù)雜，地層起伏較大，主要從花崗巖的可塑狀殘積土、硬塑狀殘積土、全、強風(fēng)化地層中穿越，局部地段從中、微風(fēng)化巖層和砂層中穿越。另外，區(qū)間隧道要穿過布吉河古河道和布吉河，地層的富水性、透水性均較強，對隧道施工影響較大。區(qū)間隧道下穿密集的建筑群，建筑物絕大部分為6～8層的獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)，地面沉降控制嚴格。另外，區(qū)間隧道還下穿筆架山渠、星港中心預(yù)留地鐵通道及廣深鐵路橋。綜合考慮區(qū)間隧道所處的周邊環(huán)境、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，區(qū)間隧道設(shè)計采用盾構(gòu)法進行施工，盾構(gòu)機的配置要滿足在高強度微風(fēng)化花崗巖中的掘進要求。

針對本區(qū)間的重難點問題，采取了如下的解決方案。

3.1 對下穿密集的建(構(gòu))筑物及管線的保護

(1)建立完善的變位監(jiān)制系統(tǒng)，在隧道的兩側(cè)、房屋基礎(chǔ)及周邊埋設(shè)沉降觀測點，進行系統(tǒng)、全面的跟蹤測量，實行信息化施工。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整盾構(gòu)的掘進施工參數(shù)，以驗證選擇施工參數(shù)的合理性，保持盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定，從而從盾構(gòu)施工工藝上控制地層損失，減少建筑物變形。

(2)根據(jù)房屋的結(jié)構(gòu)型式及與隧道的關(guān)系，制定房屋最大沉降量、沉降差的警戒值和控制值。

(3)在曲線段，為減少盾構(gòu)軸線與線路軸線偏角過大，造成因超挖及地層損失過大而引起的地面變形，需放慢掘進速度，勤糾偏、小糾偏，及時調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)。

(4)在襯砌環(huán)脫出盾尾的同時，及時同步壓漿，并適當加大壓漿量，填充隧道和地層間的建筑空隙;同時還應(yīng)加強盾尾的密封。在盾構(gòu)后約5環(huán)處再向襯砌背面進行二次注漿，以彌補同步壓漿的不足。

(5)采用以上措施后，根據(jù)監(jiān)測信息，當房屋沉降較大并接近控制值時，應(yīng)停止盾構(gòu)掘進，從地面在基礎(chǔ)下方布置豎向或斜向袖閥注漿管，根據(jù)量測反饋資料進行跟蹤注漿，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿(漿液配合比1∶1;水泥漿水灰比1∶1，水玻璃模數(shù)m=2.6，濃度Be'=35)。注漿過程中應(yīng)注意控制注漿壓力，防止注漿壓力過大，造成對房屋基礎(chǔ)的破壞。

3.2 對砂層及富水性地層段的處理

(1)下穿布吉河段的處理措施

區(qū)間隧道以左線在上、右線在下的上下重疊狀態(tài)下穿布吉河，布吉河河床距左線隧道頂最小厚度約6 m，左右線隧道間凈距為2.6～3.4 m。布吉河河面寬度31 m，四季流水不斷，河水深隨季節(jié)與下雨量變化而變化，深度一般在0.5 m左右。下穿布吉河段右線隧道穿越地層為全斷面微風(fēng)化花崗巖層，布吉河對其施工影響較小;左線隧道穿越地層上部為殘積層和全風(fēng)化花崗巖層、下部為中至微風(fēng)化花崗巖層的軟硬不均地層，且隧道頂部主要為透水性很強的砂層，因此布吉河對左線隧道施工影響較大。

為保證盾構(gòu)機順利通過布吉河段，對布吉河范圍內(nèi)地層進行預(yù)加固處理，為達到較好的加固效果，根據(jù)地層條件，采用三重管旋噴樁對布吉河底土體進行加固。加固范圍:橫向?qū)挾热?8 m，即隧道洞身及兩側(cè)各6 m范圍;深度為上至布吉河底、下至中風(fēng)化花崗巖層頂;長度為布吉河河道及兩側(cè)河堤的范圍。加固順序:采取先外后內(nèi)的施工順序，即先進行外圍施工，后進行內(nèi)部施工，以使加固漿液固結(jié)在加固區(qū)內(nèi)，確保加固質(zhì)量。加固完成后要求加固土體28 d的無側(cè)限抗壓強度≥2 MPa，滲透系數(shù)≤10-6cm/s。由于布吉河常年有水，通過在布吉河河道內(nèi)倒邊筑島圍堰完成了布吉河的加固施工。

(2)星港中心—老街站段地層加固

該段左、右線隧道呈左線在上、右線在下的上下重疊狀態(tài)，左線隧道覆土厚度約10 m，上下隧道間凈距為1.6～1.8 m。該段要穿越已完成樁基托換的廣深鐵路橋，受管線遷改、廣深鐵路橋樁基托換施工及老街站施工的影響，該段環(huán)境條件尤其復(fù)雜。左線隧道所穿越地層為中粗砂層和殘積層、右線隧道所穿越地層為殘積層和全風(fēng)化花崗片麻巖層，局部為上軟下硬地層，上下隧道間所夾地層為殘積層和全風(fēng)化花崗片麻巖層。星港中心—老街站間隧道長50 m，其中老街站盾構(gòu)端頭旋噴樁加固段長6 m，該加固段和廣深鐵路橋樁基托換地基加固處理段連成一體共長31.5 m，剩下的19.5 m長段落，在盾構(gòu)機到達之前，采用φ600@450 mm的密排旋噴樁從地面進行加固處理，加固寬度范圍為盾構(gòu)隧道及其兩側(cè)各3 m的范圍、加固深度范圍為上隧道頂以上3 m至下隧道底以下3 m的范圍，加固后要求加固土體的28 d無側(cè)限抗壓強度大于1.5 MPa，滲透系數(shù)小于10-6cm/s。

3.3 在高強度微風(fēng)化花崗巖中的掘進

首先針對該區(qū)間地層進行盾構(gòu)機選型，選用硬巖盾構(gòu)機，刀盤厚度和強度均較通常盾構(gòu)機刀盤有所增加，相對破巖能力有所增強。在微風(fēng)化花崗巖地層中掘進時，盾構(gòu)機可以使用敞開模式，采取小推力、高轉(zhuǎn)速，以滾刀破巖為主的掘進模式;掘進過程中向土倉內(nèi)注入泡沫，減小刀盤的扭矩，減小刀具的磨損量;掘進期間經(jīng)常、有計劃地檢查刀具狀況，避免造成刀具偏磨、刀盤磨損;注意保持盾構(gòu)機姿態(tài)和保證注漿量，控制管片姿態(tài)，避免管片上浮;利用降低推進速度、刀盤正反轉(zhuǎn)等措施對盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)角度進行滾動角的控制。

3.4 上軟下硬地層中的掘進

在上軟下硬地層中掘進，為保護盾構(gòu)及其刀具，不宜追求太高的施工進度。在此地層掘進必須控制掘進參數(shù)，推力不宜太大，刀盤轉(zhuǎn)數(shù)不宜太快，刀具貫入量不宜太深。同時掘進期間要經(jīng)常、有計劃地檢查刀具、刀盤狀況。具體措施如下。

(1)及時檢查刀具磨損狀況并及時更換，在進入上軟下硬地層之前必須提前停機，對刀具做全面的檢查，確保刀具的完好性。

(2)對上軟下硬的地層，不宜建立土壓平衡時，采用氣壓輔助方式掘進，控制地層沉降。減小貫入量，降低掘進速度。

(3)要嚴格控制盾構(gòu)機掘進姿態(tài)。

(4)注意泡沫劑等改善土體及刀具環(huán)境的添加劑使用。

(5)要注意對每環(huán)出土量的控制。

(6)加大地面沉降監(jiān)測和周邊建筑物監(jiān)測的頻率，并及時根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)合理調(diào)整掘進參數(shù)。

3.5 重疊隧道段的設(shè)計

(1)兩隧道間最小凈距的取值

根據(jù)計算分析及工程類比，本次設(shè)計重疊隧道段兩隧道間最小凈距按1.6 m考慮，即上下隧道最小軌面高差取7.6 m。

(2)上下洞的先后施工順序

采用有限元數(shù)值模擬方法對重疊隧道段施工順序進行研究，研究結(jié)論為:先上洞再下洞的沉降量和管片內(nèi)力都略小于先下洞再上洞，但差別很小，且無論采用哪種施工順序，先期施工隧道均會因后期隧道施工過程中盾構(gòu)機盾首的擠壓和盾尾的地層損失而發(fā)生徑向變形和縱向撓曲，但這些均可以通過對盾構(gòu)管片的加強及施工過程中對先期施工隧道采取縱、徑向加固措施等來保證先期施工隧道的安全。因此，兩種施工順序均應(yīng)為可行方案，但也都具有風(fēng)險。但考慮先上洞再下洞施工工序相當于在重疊隧道下洞上方附加了已建成建筑物，安全風(fēng)險相對更高，從而推薦了“先下后上”的施工順序。

區(qū)間采用2臺盾構(gòu)機從紅嶺站先后始發(fā)后掘進至老街站后吊出，右線盾構(gòu)機2008年11月14日始發(fā)、左線盾構(gòu)機2009年6月10日始發(fā)，雖然右線盾構(gòu)機提前了7個月始發(fā)，但因受盾構(gòu)機機況和區(qū)間隧道穿越地層的影響，至2009年9月初，左右線隧道均掘進至500 m長度時，左線隧道已超過右線隧道，受工期影響，最終本區(qū)間重疊隧道段采用了“先上后下”的施工順序。

(3)重疊隧道上下洞的相互影響

對于重疊隧道，當后行隧道施工時，必然會對已建成的先行隧道產(chǎn)生影響。本區(qū)間重疊隧道段采用“先上后下”的施工順序，通過數(shù)值模擬分析，得出如下研究結(jié)論。

重疊隧道施工過程中，做好掘進管理，嚴格控制施工參數(shù)，對于減小地層擾動和對既有結(jié)構(gòu)的影響，控制地表沉降都是首要對策。

適當增加上洞隧道的柔性，減小剛度，可有效降低上洞結(jié)構(gòu)內(nèi)力。

為有效降低下洞施工對上洞既有結(jié)構(gòu)的影響，可在下洞盾構(gòu)機工作面前后一定范圍內(nèi)對應(yīng)的上洞結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置臨時內(nèi)支撐系統(tǒng)，增加縱向剛度，并承擔(dān)施工過程中的臨時剪力和彎矩。

下洞施工過程中，上洞螺栓所受剪力較大，須采用高強螺栓。

隨著下洞盾構(gòu)機的推進，地表發(fā)生位移的范圍增大，盾構(gòu)機后的地表點沉降值增加;在盾構(gòu)機前的一定范圍內(nèi)，會產(chǎn)生地表隆起;距隧道中線左、右各25 m范圍均處于沉降槽范圍。

在下洞盾構(gòu)隧道施工過程中，上洞盾構(gòu)隧道產(chǎn)生了類似地表隆起的位移，使上洞盾構(gòu)拱頂處受拉、拱底處受壓，即上洞盾構(gòu)隧道整體在下洞盾構(gòu)機附近受負彎矩作用。

上洞列車通過時，下洞所受到的振動速度、結(jié)構(gòu)內(nèi)力均很小，不會對下洞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損壞。

(4)上下洞的加強措施

①結(jié)構(gòu)的加強措施

根據(jù)重疊隧道上下洞的相互影響分析結(jié)果，上下洞的襯砌結(jié)構(gòu)均做了加強處理。考慮到管片模板的成本，盾構(gòu)管片厚度、寬度均與單洞情況相同，采用厚300 mm，分為6塊的1.5 m寬通用環(huán)，通過加大管片配筋量和加強管片之間的連接螺栓，來滿足管片的各項受力要求。具體為:對上下洞管片主筋及分布筋均進行加強，主筋采用8φ20 mm+4φ22 mm，分布筋采用 φ14 mm;管片連接螺栓:上下洞、環(huán)縱向均采用M27、8.8級連接螺栓。同時，管片采用錯縫拼裝方式，以增大襯砌的空間剛度。

②上下洞間土體的加固

本區(qū)間上下重疊及過渡段長度約380 m，其中有220 m上下洞間所夾地層為微風(fēng)化巖層，無需進行加固處理;有160 m上下洞間所夾地層為殘積層和全風(fēng)化花崗片麻巖層，對上下洞間所夾土體進行了注漿加固處理。具體為:在上洞掘進過程中，應(yīng)首先加大同步注漿量和注漿壓力，以保證盾尾的土體與管片空隙及相鄰?fù)馏w的密實性;在二次注漿孔中設(shè)置一定長度的注漿管，深入地層中，通過注漿管向上下洞間所夾土體進行注漿，以提高夾土體的強度，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿(漿液配合比1∶1;水泥漿水灰比1∶1，水玻璃模數(shù)m=2.6，濃度Be'=35)，要求加固后的土體無側(cè)限抗壓強度不小于0.4 MPa。在下洞施工中也應(yīng)加大同步注漿和二次注漿量，并采用同樣的方式向洞間所夾土體進行注漿。

③上洞臨時保護支架

上洞隧道貫通后，將為重疊隧道定制的液壓支撐臺車(由4節(jié)組成，總長22.5 m)從紅嶺站下井、組裝，推進至上洞隧道內(nèi)，各個支撐臺車之間采用型鋼連接，將四節(jié)支撐臺車連成一個剛性體，對上洞隧道管片進行支撐。下洞隧道掘進過程中，保持盾體刀盤位于剛性液壓臺車1/3處相對位置不變，液壓支撐臺車隨盾構(gòu)機同步向前推進，直至下洞隧道貫通。通過支撐臺車增加上洞隧道縱向剛度，從而減小上洞隧道變形。

(5)對廣深鐵路橋托換后舊樁的處理

為避免對盾構(gòu)機的掘進造成障礙，經(jīng)分析研究，在盾構(gòu)機到達前對廣深鐵路橋19號橋墩的舊樁分別采取了如下處理措施:1、2、3線橋共12根φ550 mm的預(yù)制打入摩擦樁，采用特制套管鉆機進行拔除;4線橋4根φ800 mm鉆孔灌注摩擦樁，采用人工挖孔樁進行破除。

4 工程實施與初設(shè)方案的差異

(1)對線路進行了調(diào)整

2009年7月經(jīng)現(xiàn)場量測發(fā)現(xiàn)，受區(qū)間隧道穿越地層左右軟硬不均、盾構(gòu)機機況較差及盾構(gòu)機刀具磨損嚴重等諸多因素影響，本區(qū)間右線隧道在160環(huán)處向曲線外側(cè)最大偏移185 mm，在300環(huán)(切口環(huán))處向曲線內(nèi)側(cè)偏移199 mm，為避免對已完成的隧道進行改造，通過對線路方案進行優(yōu)化，同時對區(qū)間隧道內(nèi)的設(shè)備布置進行適當調(diào)整，使得發(fā)生偏移的區(qū)間隧道滿足使用要求。

(2)布吉河河床的加固處理

區(qū)間隧道以上下重疊狀態(tài)下穿布吉河，河床距上洞左線隧道頂最小距離約6 m，上下隧道間凈距為2.6～3.4 m。右線隧道在該段穿越地層為全斷面＜12-4＞微風(fēng)化花崗巖層，左線隧道在該段穿越地層上部為殘積層和全風(fēng)化花崗巖層、下部為中至微風(fēng)化花崗巖層的軟硬不均地層，且隧道頂部主要為透水性很強的砂層。初步設(shè)計階段未對布吉河河床進行加固處理，施工階段經(jīng)反復(fù)分析論證，并與類似工程對比，為規(guī)避工程風(fēng)險，在盾構(gòu)機通過前采用三重管旋噴樁對布吉河底土體進行了加固處理。

(3)星港中心地下室圍護結(jié)構(gòu)處理

星港中心的建設(shè)超前于地鐵3號線的建設(shè)，在星港中心設(shè)計階段根據(jù)地鐵線網(wǎng)規(guī)劃，為3號線預(yù)留了通道，初步設(shè)計階段因主觀認為星港中心的預(yù)留通道會滿足地鐵區(qū)間隧道的穿越要求，未對星港中心的資料進行仔細的調(diào)查分析，設(shè)計文件中未包含區(qū)間隧道穿越星港中心預(yù)留通道的相關(guān)處理措施。施工階段對星港中心資料進行搜集后發(fā)現(xiàn)，星港中心基礎(chǔ)為樁基，建設(shè)時已按地鐵規(guī)劃在樁基礎(chǔ)中間預(yù)留出10 m的通道;星港中心地下室的基坑圍護結(jié)構(gòu)采用φ1 000 mm@1 300 mm的鉆孔灌注樁+錨索外支撐的支護方式，圍護樁主筋采用φ28 mm、φ25 mm鋼筋，樁外側(cè)采用φ900 mm旋噴樁作為止水帷幕，布吉河側(cè)基坑圍護樁每樁豎向設(shè)2道拉錨，解放路側(cè)基坑圍護樁每隔一樁每樁豎向設(shè)2道拉錨;圍護樁和部分錨索已侵入隧道范圍內(nèi)。因圍護樁鋼筋和錨索盾構(gòu)機均難以切削，綜合考慮工期因素，最終確定了采用緊貼星港中心圍護樁在其外側(cè)拉深槽的方式將侵入盾構(gòu)隧道輪廓范圍內(nèi)的圍護樁和錨索一并處理掉的處理方案，在布吉河側(cè)和解放路側(cè)各設(shè)置一施工豎井進行星港中心基坑圍護樁和錨索的處理，豎井圍護樁僅施作三面，星港中心側(cè)利用星港中心基坑圍護樁。豎井圍護結(jié)構(gòu)采用φ1 200@1 300 mm鉆孔灌注樁，樁間采用φ600 mm三重管旋噴樁進行止水。豎井圍護樁在紅—老區(qū)間盾構(gòu)隧道輪廓范圍內(nèi)采用玻璃纖維筋，其余部位采用普通鋼筋。

(4)星港中心預(yù)留通道空洞處理

區(qū)間隧道施工過程中發(fā)現(xiàn)，星港中心預(yù)留通道處隧道輪廓線至預(yù)留通道處地下室底板底3.6 m范圍全部為地下空洞，空洞寬度達預(yù)留通道兩側(cè)側(cè)墻，為保證施工的順利進行同時為避免管片拼裝后上浮，經(jīng)研究決定對星港中心預(yù)留通道內(nèi)的空洞采取“先回填，后通過“的方案進行處理，回填材料采用C20素混凝土，回填高度以保證管片拼裝后不上浮為準。

(5)重疊隧道段施工順序調(diào)整

根據(jù)國內(nèi)的工程類比及理論模擬計算分析，初步設(shè)計階段重疊隧道段(左線在上、右線在下)推薦采用“先下后上”的施工順序，施工階段受先始發(fā)的右線盾構(gòu)機機況和區(qū)間隧道穿越地層的影響，為確保工期，經(jīng)采取相應(yīng)的加強措施后，最終本區(qū)間重疊隧道段采用了“先上后下”的施工順序。區(qū)間右線盾構(gòu)機2008年11月14日始發(fā)，右線隧道2010年8月10日貫通;區(qū)間左線盾構(gòu)機2009年6月10始發(fā)，左線隧道2010年6月14日貫通。

(6)區(qū)間工程籌劃的調(diào)整

初步設(shè)計階段本區(qū)間擬投入1臺盾構(gòu)機，從紅嶺站右線下井始發(fā)掘進至老街站吊出，然后盾構(gòu)機轉(zhuǎn)場至紅嶺站，再次從紅嶺站右線下井，平移至左線始發(fā)掘進至老街站吊出。針對本區(qū)間微風(fēng)化硬巖段落長、巖石強度高的特點，施工單位定制了1臺相比海瑞克盾構(gòu)機刀盤厚度和強度有所增加、相對破巖能力有所增強的威爾特硬巖盾構(gòu)機，但受本臺盾構(gòu)機機況和區(qū)間隧道穿越地層的影響，該臺盾構(gòu)機2008年11月14日始發(fā)后，歷經(jīng)9個多月至2009年8月22日只掘進了480 m。因單臺盾構(gòu)機已不能滿足工期要求，施工單位又投入另外1臺海瑞克盾構(gòu)機進行區(qū)間左線的施工，該盾構(gòu)機從紅嶺站右線下井后，平移至左線，2009年6月10日進行始發(fā)。

(7)增加了盾構(gòu)接收平臺

初步設(shè)計階段，無論是本區(qū)間的設(shè)計還是老街站的設(shè)計文件中，均未對重疊隧道上洞盾構(gòu)機的接收進行考慮，施工圖階段，經(jīng)計算分析及綜合研究，設(shè)計了一個由鋼管立柱和型鋼縱橫梁組成的重疊隧道接收平臺，圓滿地完成了盾構(gòu)機的到達作業(yè)。

5 設(shè)計經(jīng)驗及缺陷總結(jié)

5.1 設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)

(1)盾構(gòu)機的機況對盾構(gòu)區(qū)間施工的順利程度影響較大

本區(qū)間原計劃投入一臺盾構(gòu)機完成區(qū)間左右線的施工，因針對本區(qū)間地質(zhì)情況專門定制的威爾特硬巖盾構(gòu)機機況較差，造成區(qū)間右線施工緩慢，刀具更換頻繁，而且整個刀盤、刀箱變形嚴重，不得不在隧道掘進過程中停機在地下進行刀箱的割除、更換以及刀盤的加固，以致本區(qū)間右線1 215 m的長度用了21個月的時間方掘進完成。

(2)液壓支撐臺車的使用

重疊隧道段，為有效降低后行隧道施工對先行已建成隧道的影響，通過計算分析及工程類比，采取在先行隧道內(nèi)架設(shè)臨時內(nèi)支撐系統(tǒng)，來承擔(dān)因后行隧道的近接施工對先行隧道所產(chǎn)生的附加荷載。根據(jù)計算，臨時內(nèi)支撐系統(tǒng)只需在后行隧道施工影響范圍內(nèi)的先行隧道內(nèi)局部架設(shè)，隨著后行隧道盾構(gòu)機的掘進，先行隧道內(nèi)的臨時內(nèi)支撐系統(tǒng)必須提供持續(xù)支撐。對比類似工程中曾采用過的“一字撐”、“米字撐”、“十字撐加鋼環(huán)”方案，雖各種支撐方案結(jié)構(gòu)簡單，傳力明確，但安裝和倒運工作非常困難，針對本區(qū)間重疊隧道段落較長的特點，經(jīng)多方研究討論，定制了針對重疊隧道的液壓支撐臺車，后行隧道掘進過程中，先行隧道內(nèi)架設(shè)的液壓支撐臺車隨后行隧道盾構(gòu)機同步向前推進，直至重疊隧道段施工完成。相對于其他臨時內(nèi)支撐系統(tǒng)，液壓支撐臺車所增加費用不多，但其在施工中向前移動非常方便，并且實現(xiàn)了連續(xù)不間斷的支撐，且有效的實現(xiàn)了對先行隧道的保護。

5.2 設(shè)計不足及建議

(1)采用盾構(gòu)機進行長距離硬巖掘進應(yīng)慎重

本區(qū)間右線長1215 m，在硬巖中穿行時基本處于全斷面硬巖內(nèi)，全斷面硬巖段約占總長的63.4%，使用的是威爾特盾構(gòu)機，盾構(gòu)機2008年11月14日始發(fā)，歷時21個月至2010年8月10日方貫通，平均每天掘進長度不到2 m;左線長1274.4 m，全斷面硬巖段約占總長的21%、上軟下硬段約占總長度的34.5%，使用的是海瑞克盾構(gòu)機，盾構(gòu)機2009年6月10日始發(fā)，用時12個月至2010年6月14日貫通，平均每天掘進長度約3.5 m。本區(qū)間微風(fēng)化花崗巖的飽和單軸試驗抗壓強度fr=30.60～159.0 MPa，其中盾構(gòu)機在高強度微風(fēng)化花崗巖中掘進長度約為400 m。

本區(qū)間左線采用的盾構(gòu)機機況非常好，在進行本區(qū)間的掘進前，僅用了3個月的時間就將長830多m的、在殘積層和全、強風(fēng)化地層中穿行的區(qū)間掘進完成，平均每天掘進長度9 m多，但在本區(qū)間掘進時，受巖石強度影響，平均每天掘進長度僅約3.5 m。對于右線，因位于左線下方，巖石強度更高，盾構(gòu)機平均每天掘進長度不到2 m，這樣的掘進速度雖和威爾特盾構(gòu)機的機況有一定的關(guān)系，但最主要的原因還是區(qū)間隧道穿越地層強度過高，這樣的地層采用盾構(gòu)法施工，不但對工期造成了很大的影響，也造成很大的投資增加，而且2009年3月4日紅桂二街右線盾構(gòu)機盾尾處的地面塌陷也造成了一定的社會影響。

本區(qū)間原計劃只投入1臺盾構(gòu)機，后因無法滿足工期要求增加了1臺盾構(gòu)機;區(qū)間左右線盾構(gòu)機掘進過程中均換刀頻繁，區(qū)間隧道每延米換刀增加的費用約1萬元;右線盾構(gòu)機在掘進過程中整個刀盤、刀箱變形嚴重，不得不在隧道掘進過程中停機在地下進行了刀箱的割除、更換以及刀盤的加固。因此，以后進行工法選擇時，采用盾構(gòu)機進行長距離硬巖掘進應(yīng)慎重。

(2)為地鐵預(yù)留通道應(yīng)注意問題

當規(guī)劃地鐵線路需下穿擬建建筑物時，如建筑物采用樁基礎(chǔ)，建筑樁基設(shè)計時為規(guī)劃地鐵線路預(yù)留出通道是十分必要的，但同時要注意如根據(jù)地質(zhì)條件將來的地鐵線路將采用盾構(gòu)法施工，在進行建筑物地下室基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計時，也要為地鐵線路預(yù)留出通道，避免只強調(diào)了建筑物主體結(jié)構(gòu)的預(yù)留而不關(guān)注其地下室的基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計而為后來的地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道施工造成障礙。另外，也要對預(yù)留通道處地鐵區(qū)間隧道頂?shù)母餐梁穸忍岢鲆?，使其滿足區(qū)間隧道的施工安全要求及隧道建成后的抗浮要求。

［1］中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.老街站—曬布站區(qū)間-太陽廣場基礎(chǔ)加固工程施工圖［Z］.北京:中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，2007.

［2］中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.老街站—曬布站區(qū)間-管片內(nèi)力計算分析報告［Z］.北京:中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，2008.

［3］中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.老街站—曬布站區(qū)間-區(qū)間隧道三維計算分析報告［Z］.北京:中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，2008.

［4］中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.老街站—曬布站區(qū)間-區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)施工圖［Z］.北京:中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，2008.

［5］中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.老街站—曬布站區(qū)間-重疊隧道段上下洞間土體加固及施工臨時措施施工圖［Z］.北京:中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，2008.

［6］中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.老街站—曬布站區(qū)間-區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)施工圖變更設(shè)計［Z］.北京:中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司，2009.

［7］北京城建設(shè)計研究總院.GB50517—2003 地鐵設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2003.

［8］中華人民共和國建設(shè)部.GB50010—2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［9］中華人民共和國鐵道部.TB10003—2005 鐵路隧道設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［10］仇文革，張志強.深圳地鐵重疊隧道近接施工影響的數(shù)值模擬分析［J］.鐵道標準設(shè)計，2000(11).

［11］朱益海.地鐵雙層隧道試驗研究［J］.中國鐵道科學(xué)，2001(6).

［12］呂奇峰，等.重疊隧道施工順序研究［J］.鐵道標準設(shè)計，2010(10).

［13］林剛.地鐵重疊隧道施工順序研究［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2006，43(6).