新建地鐵車(chē)輛段下穿既有地鐵施工技術(shù)

劉鵬

摘 要：地鐵工程屬于城市的基礎(chǔ)性建設(shè)，給人們的出行帶來(lái)極大的便利，并且在城市實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。目前，我國(guó)有很多城市都建有城市地鐵，但是在運(yùn)行過(guò)程中，有些舊的地鐵工程已滿(mǎn)足不了現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，因此需要進(jìn)行新的地鐵工程建設(shè)，在這個(gè)過(guò)程中，可能會(huì)遇到新舊隧道重合的問(wèn)題，本文將對(duì)新建地鐵車(chē)輛段下穿既有地鐵施工技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：新建隧道;下穿地鐵施工技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家加大了對(duì)交通建設(shè)的投資力度，許多大中城市都將地鐵工程建設(shè)作為推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要措施。

一、工程概況

某城市地鐵6號(hào)線垂直下穿地鐵4號(hào)線盾構(gòu)隧道。4號(hào)線為既有區(qū)間盾構(gòu)隧道，單線隧道直徑為6 m;6號(hào)線暗挖段采用了單線單洞馬蹄形斷面、復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)，隧道埋深16.6～20.32 m。下穿段6號(hào)線區(qū)間隧道拱頂與既有4號(hào)線盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)仰拱的凈距約2.61 m。該區(qū)域內(nèi)地層主要為圓礫卵石層、中粗砂層。

二、施工過(guò)程

本隧道施工采取B區(qū)基坑為先導(dǎo)，兩端基坑相適時(shí)接應(yīng)，盡可能實(shí)現(xiàn)相同工序平行展開(kāi)，不同部位流水作業(yè)。為嚴(yán)格控制地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形，徹底解決地鐵隧道上浮的問(wèn)題，更好地保護(hù)地鐵隧道，基層加固采取從地面直接施工，隧道B區(qū)基坑采取控制性拉槽分段放坡開(kāi)挖、預(yù)留2m厚人工清底并及時(shí)施作地鐵隧道抗浮結(jié)構(gòu)體系的方法進(jìn)行施工?；娱_(kāi)挖完成后，及時(shí)施工隧道主體結(jié)構(gòu)并回填，施工全程進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)并及時(shí)反饋指導(dǎo)施工，同時(shí)定期向地保辦上報(bào)隧道變形情況。具體施工步驟為：

（1）首先在電力管廊及地鐵隧道兩側(cè)沿地鐵隧道方向K0+477.805和K0+526.553處施作兩排鉆孔灌注樁。然后施作兩端雙排咬合旋噴樁，完全封閉基坑。并對(duì)電力管廊、地鐵隧道區(qū)間范圍全斷面注漿。

（2）從第二塊混凝土板中線開(kāi)始，分段向兩邊分臺(tái)階放坡開(kāi)挖。當(dāng)開(kāi)挖到底后，及時(shí)進(jìn)行抗浮錨桿與鋼筋混凝土壓板的施工，架設(shè)空間桁架支撐結(jié)構(gòu)。并對(duì)邊坡進(jìn)行噴錨支護(hù)，施作護(hù)坡平臺(tái)段抗浮結(jié)構(gòu)。

（3）施作隧道主體結(jié)構(gòu)及防水施工。最后隧道頂板范圍內(nèi)堆載預(yù)壓，回填至設(shè)計(jì)路面。

三、施工保護(hù)措施

1采用回旋鉆機(jī)施工鉆孔樁

隧道B區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ120cm的灌注樁，由于地鐵隧道結(jié)構(gòu)對(duì)震動(dòng)比較敏感，如采用傳統(tǒng)的沖孔樁機(jī)施工方法會(huì)產(chǎn)生沖擊震動(dòng)，勢(shì)必引起隧道結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，導(dǎo)致安全隱患。為保證地鐵結(jié)構(gòu)安全，采用回旋鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔灌注樁的施工。該方法采用鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)切削土巖，泥漿循環(huán)排渣，不會(huì)產(chǎn)生沖擊震動(dòng)，成樁施工質(zhì)量有保證，滿(mǎn)足對(duì)地鐵隧道的安全保護(hù)要求。

2袖閥管全斷面注漿

為防止基坑開(kāi)挖后軟弱地基對(duì)地鐵隧道的影響，采取在B區(qū)地鐵隧道結(jié)構(gòu)邊線外對(duì)地鐵隧道進(jìn)行全斷面注漿加固處理，注漿范圍：平面范圍為距地鐵隧道左（右）線之間結(jié)構(gòu)邊線外1.5m全部土體，地鐵隧道結(jié)構(gòu)邊線外側(cè)1.5～5m以?xún)?nèi)的土體;立面范圍為隧道基底至基底下12m。注漿施工在地面進(jìn)行，采用袖閥管注漿，單根管長(zhǎng)16m，注漿管間距為100cm×100cm，梅花形布置，采用分段后退式注漿方式。

3基坑開(kāi)挖與鋼桁架支撐施工

基坑開(kāi)挖在地表注漿加固施工完后進(jìn)行，采用沿隧道中線拉槽開(kāi)挖，對(duì)稱(chēng)分段刷坡方式進(jìn)行施工，減少每次開(kāi)挖量，防止因大面積開(kāi)挖隧道上覆土體而引起地基反彈，造成地鐵隧道變形。采用兩臺(tái)挖掘機(jī)沿隧道中線放坡拉槽開(kāi)挖，采用分層分段開(kāi)挖，底槽開(kāi)挖寬度控制在8m以?xún)?nèi)，放坡開(kāi)挖坡度為1：1.5，開(kāi)挖盡量采用輕型挖掘機(jī)，必要時(shí)采用人工開(kāi)挖，防止重型設(shè)備集中荷載壓壞地鐵隧道。隨著開(kāi)挖到底后及時(shí)組織地鐵隧道抗浮結(jié)構(gòu)壓頂保護(hù)施工，壓頂保護(hù)施工完成后繼續(xù)沿隧道橫向?qū)ΨQ(chēng)分段刷坡，基坑開(kāi)挖時(shí)加強(qiáng)對(duì)地鐵隧道的監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析，反饋指導(dǎo)施工，確保處于可控狀態(tài)。由于隧道B區(qū)基坑受電力管廊和地鐵線的影響，無(wú)法設(shè)置中立柱，鑒于該基坑跨度較大，設(shè)計(jì)采用鋼管支撐、鋼桁架支撐體系。支撐體系施工時(shí)，先將鋼托盤(pán)焊裝在提前預(yù)埋于冠梁內(nèi)的鋼板上，然后采用2臺(tái)80T履帶吊車(chē)將組裝好的單根φ600mm，t=14mm的鋼管支撐吊裝就位，再采用φ299mm，t=6mm鋼管將相臨的兩根鋼支撐焊接為一組。每組鋼支撐和它們之間連接的φ299mm鋼管共同組成空間桁架。由于隧道B區(qū)基坑受電力管廊和地鐵線的影響，無(wú)法設(shè)置中立柱，鑒于該基坑跨度較大，設(shè)計(jì)采用鋼管支撐、鋼桁架支撐體系。支撐體系施工時(shí)，先將鋼托盤(pán)焊裝在提前預(yù)埋于冠梁內(nèi)的鋼板上，然后采用2臺(tái)80T履帶吊車(chē)將組裝好的單根φ600mm，t=14mm的鋼管支撐吊裝就位，再采用φ299mm，t=6mm鋼管將相臨的兩根鋼支撐焊接為一組。每組鋼支撐和它們之間連接的φ299mm鋼管共同組成空間桁架，如圖3所示。

4抗浮錨桿與鋼筋混凝土壓板施工

為解決地鐵隧道抗浮問(wèn)題，在隧道節(jié)段基底設(shè)置抗浮錨桿和鋼筋混凝土壓板，對(duì)地鐵形成保護(hù)框架，限制其變形。錨桿采用直徑Φ32mm@100cm，單根長(zhǎng)度均為12米，整個(gè)基坑底共設(shè)4塊壓頂鋼筋混凝土板，每塊板兩端各設(shè)5根錨桿，共40根。錨桿成孔直徑為φ80mm，注漿材料采用42.5R普通硅酸水泥，水泥漿的水灰比不大于0.45?？垢″^桿施工完成并檢測(cè)合格后，在圖2抗浮錨桿與鋼筋混凝土壓板縱剖面圖基底設(shè)置鋼筋混凝土壓板，將地鐵隧道兩側(cè)的錨桿與壓板聯(lián)為一體，防止基底土體回彈造成地鐵隧道上浮。鋼筋混凝土壓板設(shè)計(jì)為11500mm（長(zhǎng)）×5000mm（寬）×500mm（厚），橫縱面鋼筋均采用Φ25mm@100mm布置，拉筋采用Φ14mm@300mm×300mm布置，板混凝土設(shè)計(jì)為C30普通混凝土，采用現(xiàn)澆法施工。

5主體結(jié)構(gòu)施工

隧道B區(qū)主體結(jié)構(gòu)待土方開(kāi)挖及鋼筋混凝土壓板施工完成后，在混凝土壓板上重新鋪設(shè)墊層混凝土再進(jìn)行施工，隧道結(jié)構(gòu)與混凝土壓板為即獨(dú)立又相互作用的聯(lián)合受力體。隧道B區(qū)主體結(jié)構(gòu)分為二段，即跨電力管廊段和跨地鐵隧道段，按“水平分段、豎向分層、逐層由下往上平行順筑”施工。結(jié)構(gòu)按先底板、后側(cè)墻、再換撐及頂板的順序進(jìn)行組織。采用人工現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋，大塊定形鋼模和滿(mǎn)堂支架立模，商品混凝土泵送入模。防水施工、鋼筋制安、模板腳手架架設(shè)、混凝土澆筑等施工項(xiàng)目按工序施工的先后順序配合結(jié)構(gòu)施工平行進(jìn)行。

6監(jiān)測(cè)措施

由于隧道基坑距地鐵既有線隧道較近，在基坑開(kāi)挖施工期間可能會(huì)對(duì)既有線隧道產(chǎn)生一定的影響。為了解施工期間對(duì)既有線的影響程度，確保既有線隧道的結(jié)構(gòu)安全，需對(duì)既有隧道進(jìn)行全過(guò)程的監(jiān)控量測(cè)，通過(guò)及時(shí)反饋、分析監(jiān)測(cè)信息來(lái)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，做到信息化施工。根據(jù)設(shè)計(jì)文件以及相關(guān)規(guī)范，結(jié)合類(lèi)似工程中的施工及監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，兼顧監(jiān)測(cè)方便、快速，能夠準(zhǔn)確指導(dǎo)施工，確定地鐵隧道的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及頻率。

四、結(jié)語(yǔ)

本文介紹了下穿某地鐵4號(hào)線區(qū)間盾構(gòu)隧道的6號(hào)線暗挖段施工技術(shù)，闡述了合理有序的施工過(guò)程，并詳細(xì)介紹了施工過(guò)程中采取的一系列施工保護(hù)措施。當(dāng)新建隧道工程上跨既有地鐵隧道時(shí)，為降低施工工程對(duì)既有地鐵隧道的不利影響，保證地鐵隧道的安全，可采用回旋鉆機(jī)施工鉆孔樁、袖閥管全斷面注漿、分層分段開(kāi)挖基坑、鋼桁架支撐體系、抗浮錨桿及鋼筋混凝土壓板等一系列措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李兆平，李銘凱，黃慶華.地鐵車(chē)站下穿既有鐵路站場(chǎng)施工技術(shù)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2015，24（6）.

[2]胥權(quán).淺析城市地鐵隧道下穿既有建筑物施工技術(shù)——以重慶軌道交通一號(hào)線為例[J].城市建設(shè)理論研究2016（30）.