隧道近距離下穿既有線地鐵線路安全控制

張軍榮 中鐵三局集團(tuán)橋隧工程有限公司，成都 610083

1 引言

隨著成都地鐵飛速發(fā)展以及加快成網(wǎng)計(jì)劃的實(shí)施，成都地鐵以天府廣場(chǎng)為中心向著四面八方延伸，環(huán)線包圍的布局模式擴(kuò)張之后，隨之而來的是不同地鐵線路的交叉施工安全問題。本文以成都軌道交通8號(hào)線區(qū)間暗挖下穿成都軌道交通7號(hào)線既有線為工程背景，對(duì)暗挖隧道近距離穿越既有線地鐵線路控制措施不斷優(yōu)化，各項(xiàng)工作合理安排，配合暗挖隧道注漿加固和嚴(yán)密監(jiān)測(cè)沉降數(shù)據(jù)，通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)值分析探索出一套安全可靠的近距離下穿既有線的施工技術(shù)，該技術(shù)具有沉降少、地層穩(wěn)定快的特點(diǎn)。

2 工程概況

成都市成都軌道交通8號(hào)線殷家林站～高朋大道站區(qū)間隧道下穿7號(hào)線，穿越段采用暗挖施工，暗挖段位于神仙樹1號(hào)風(fēng)亭組活塞風(fēng)井與高朋大道站南端頭之間，暗挖段與7號(hào)線平面呈正交，位于中環(huán)路科園大道段下方，如圖1。本暗挖段工程場(chǎng)地范圍地勢(shì)起伏平緩，地貌單元為岷江水系一級(jí)階地，高程為498.53～499.08m，平均為498.82m，相對(duì)高差0.55m。暗挖隧道拱頂埋深約20m，隧道頂部距離既有7號(hào)線區(qū)間隧道約為2.3m。隧道拱頂穿越巖層主要有中密卵石層、密實(shí)卵石層，圍巖等級(jí)為Ⅵ級(jí)。

圖1 暗挖段地質(zhì)剖面圖

3 安全技術(shù)措施

3.1 技術(shù)措施

結(jié)合本工程具體情況，制定了以下安全控制措施來保障既有線安全控制。

（1）降水措施

降水方案將暗挖區(qū)間等效于1個(gè)條形基坑考慮，基坑尺寸為30×50m，通過計(jì)算，暗挖區(qū)段布置9口降水井。

（2）洞門及隧道加固

馬頭門大管棚段，拱部120°范圍內(nèi)，φ108大管棚，L=10m，環(huán)向間距0.4m；φ42×3.5mm超前小導(dǎo)管，L=2.0m，間距0.4m（環(huán)向）×0.5m（縱向），大管棚與小導(dǎo)管交錯(cuò)布置。下穿7號(hào)線段，拱部120°范圍內(nèi)，T76L自進(jìn)式管棚，L=12m，環(huán)向間距0.4m；φ42×3.5mm超前小導(dǎo)管，L=2.0m，間距0.4m（環(huán)向）×0.5m（縱向），大管棚與小導(dǎo)管交錯(cuò)布置（圖2、圖3）。其他區(qū)段，拱部120°范圍內(nèi)，φ42×3.5mm超前小導(dǎo)管，L=2.0m，間距0.4m（環(huán)向）×0.5m（縱向）。漿液為水泥漿，注漿壓力一般為0.5～2MPa。

圖2 大管棚示意圖

圖3 小導(dǎo)管示意圖

（3）暗挖隧道CRD法施工

圖4 格柵鋼架安裝圖

CRD法是分步開挖、采用人工結(jié)合小型機(jī)械開挖的方式，見表1。小型農(nóng)用車運(yùn)輸至豎井口，垂直提升至地面臨時(shí)存土場(chǎng)。鋼架為格柵鋼架，間距0.5m，采用Φ22連接筋，環(huán)向間距1.0m。每榀格柵設(shè)10根Φ42鎖腳錨管，錨管長(zhǎng)3m，下傾角45°。中隔壁及臨時(shí)仰拱厚0.25m，噴射C25早強(qiáng)砼支護(hù)，全斷面沿拱架內(nèi)外側(cè)設(shè)雙層φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸150mm×150mm，見圖4。

各部開挖支護(hù)完畢后，分段拆除臨時(shí)仰拱，不拆除中隔壁施做防水層（防水保護(hù)層）及二次襯砌，待二襯混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除中隔壁。

（4）洞內(nèi)管棚加固

下穿既有7號(hào)線段區(qū)間隧道采用T76L自進(jìn)式管棚超前支護(hù)，縱向設(shè)置3環(huán)，每環(huán)長(zhǎng)12m，相鄰兩環(huán)之間水平搭接長(zhǎng)度不小于3m，管棚環(huán)向間距400mm，外插角6～8°，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。

（5）壁后回填注漿

壁后注漿：壁后注漿管采用Φ42鋼花管，壁厚3.5mm，制作成小導(dǎo)管型式，管長(zhǎng)1m，間距1.0m×1.0m（環(huán)向×縱向），注漿常采用水泥砂漿，其配比為：水灰比=0.5～1.0，灰砂比=1∶2～1∶2.5。

表1 CRD法臨時(shí)支護(hù)參數(shù)表

3.2 監(jiān)測(cè)布置

隧道監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為：地表沉降、拱頂下沉、凈空收斂、地下水位。

地表沉降監(jiān)測(cè)布置見圖5、圖6。

拱頂下沉、隧道凈空收斂采用隧道收斂計(jì)（SWJ-IV）/激光測(cè)距儀，拱頂下沉測(cè)點(diǎn)與收斂變形測(cè)點(diǎn)布置在同一斷面上，測(cè)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)，在隧道拱頂部位埋設(shè)1個(gè)帶掛鉤的預(yù)制測(cè)點(diǎn)，埋設(shè)深度約15cm，用早強(qiáng)錨固劑固定。

圖5 地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

圖6 暗挖隧道拱頂下沉測(cè)點(diǎn)布置示意圖

（1）水位監(jiān)測(cè)

了解降水對(duì)周邊地下水位影響情況和檢驗(yàn)區(qū)間施工中降水效果。地下水位監(jiān)測(cè)采用鋼尺水位計(jì)。

（2）監(jiān)測(cè)控制值及監(jiān)測(cè)頻率

表2 監(jiān)測(cè)控制值

表3 監(jiān)測(cè)頻率

4 結(jié)論

由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以得出：暗挖隧道穿越既有線7號(hào)線時(shí)道床、結(jié)構(gòu)豎向位移在開挖初期沉降速度較大，達(dá)到0.5mm/d，累計(jì)沉降不到-6mm。10d左右穩(wěn)定。

由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以得出：暗挖隧道穿越既有線7號(hào)線時(shí)結(jié)構(gòu)水平位移向暗挖面移動(dòng)，累計(jì)移動(dòng)最大值為2mm，平均1.3mm。10d左右穩(wěn)定。

8號(hào)線穿越7號(hào)線暗挖隧道施工嚴(yán)格按照相關(guān)措施進(jìn)行施工。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，累計(jì)沉降在6mm以內(nèi)，累計(jì)水平位移在2mm以內(nèi)，沉降穩(wěn)定時(shí)間10d。控制措施效果良好，為后續(xù)相同工況的施工提供很好的借鑒作用，為成都地鐵加速成網(wǎng)積累了寶貴的施工管理經(jīng)驗(yàn)。