暗挖區(qū)間隧道下穿地鐵施工技術分析

文/唐喜奎

1 前言

為了不影響地面上正常貿易往來的進行，我們需要在地下挖隧道修建地鐵，而這對地鐵的修建技術提出了更高的要求，需要相關工作人員努力減少車站結構對下穿地鐵施工技術的影響。

2 某城市7 號線工程概況

2.1 新建隧道與既有車站的關系

新建的某車站7 號線區(qū)間的修建需要下穿過已經(jīng)存在車站，即地鐵4 號線福民站，該地鐵線右邊線共長28.059m，左邊的線共長28.877m，由于兩邊的線長不一致，所以其斷面會形成矩形，甚至是弧形。左右隧道相互平行布置，之間形成的凈間距為8.9m。深圳新建的7 號地鐵線與已經(jīng)存在的車站和4 號地鐵站之間的距離僅僅為3m。已經(jīng)存在的4 號線車站為地下二層車站，即向地下挖掘的距離更大，需要通過地下連續(xù)墻進行維護，確保其能夠安全運行。但這對地下連續(xù)墻也提出了更高的要求，要求其連續(xù)墻厚為800mm，內襯需要達到400mm，底板則需要達到900mm 的標準，若沒有達到以上標準，則很有可能在行駛過程中發(fā)生危險。

某新建的7 號區(qū)間采取的下穿地鐵技術主要為全斷面注漿+CRD 平頂直強暗挖法施工，這一施工方法在最初的時候需要將頂部緊緊貼在已經(jīng)建成的4 號線主體結構底板。在正式開始修建鐵路的時候，首先在修建的過程中應該將7 號區(qū)間的相關施工準備工作做好，然后再進行施工，尤其要注意在施工過程中對于混凝土強度的要求要把握好，以便施工順利進行。整個修建過程中總共需要穿越三層建筑和地下連續(xù)墻，這也是修建鐵路過程中最關鍵的核心部分[1]。

2.2 地質情況

為了更好地在地下修建鐵路，實現(xiàn)運輸功能，應盡可能減少材料浪費、成本增加，避免人員傷亡，由此需要相關工作人員提前進行地質勘測。以新建的7 號線為例，相關工作人員需要考察區(qū)間4 號線從上到下依次經(jīng)過的安全通人工堆積層、沖洪基層以及殘積層等并進行安全檢測。經(jīng)過檢測可以得出：隧道內部使用的材料大多為花崗巖以及礫質粘性土，在后續(xù)施工之前，工作人員需要將這些材料的性質考慮在內。另外，修建地鐵還需要將地下水的含量以及賦存條件考慮在內；加強對于施工區(qū)域地質條件的勘測力度，完善地下水處理工作流程，確保施工過程的安全性和規(guī)范性，從而促進地鐵建設工程的順利完工。同時，相關工作人員還應該加強對于地質疏松情況的預防工作，切實解決地鐵施工過程中遇到的地質問題，為地鐵施工工程的順利開展打下堅實的基礎。

3 下穿地鐵修建工程難點以及應對措施

3.1 下穿地鐵修建工程難點

新建7 號線鐵路需要穿過的現(xiàn)存在的4 號線福民站，車站風險屬于一級風險，能夠輕易地引發(fā)事故。主要存在的難點包括以下幾個方面：首先，新建暗挖隧道需要對現(xiàn)有的車站進行考核，查看其是否具有再施工的條件。對于下穿地鐵修建工程而言，車站的要求是十分嚴格的，具體來講，就是在進行施工過程中全程都要做好相關防護工作，有效保證整個施工對于車站的標準要求，符合相關的技術標準；其次，軌道的變形量則控制在3mm 以內，有效規(guī)避由既有車站帶來的修建風險；再次，在既有車站附近修建暗挖隧道的安全風險指數(shù)較高。目前已經(jīng)存在的4 號線兩邊隧道的輪廓線之間的凈距離大約只有9m，再加上兩側隧道之間還存在3m 的巖土體，施工過程中施工人員要對施工情況尤其是對于距離的把握要保證好相對誤差。從巖石土體來講，在施工過程中對于有效提升巖石的硬度有著具體要求，應避免今后投入使用時出現(xiàn)事故；最后，還要控制好注漿的壓力，以便減少對現(xiàn)有4 號線車站結構的影響[2]。

3.2 應對工程難點的具體措施

有效控制工程中變形，其具體做法分為以下幾個步驟：

3.2.1 在進行數(shù)據(jù)采集的過程中要保證數(shù)據(jù)的真實性和權威性，全面突出現(xiàn)存車站的建造和施工，及時改正其中存在的不足，并作為指導施工的原始依據(jù)。

3.2.2 在開挖暗挖隧道之前，對開挖面前方的土體進行加固。加固的方法主要是超前注漿，有效減少施工隊現(xiàn)存車站結構帶來的不利影響，同時確保開挖面穩(wěn)定。

3.2.3 在挖暗道的時候，要分序分部的挖，并且在挖的工程中要注意間距，及時形成封閉的環(huán)作為支護支撐。

3.2.4 在安裝拱架的時候，要控制好輪廓尺寸，并在頂部利用鋼楔子進行固定，實現(xiàn)與既有車站4 號線底板的緊密貼合，避免在使用過程中發(fā)生位移或者偏移；同時，還要用錨桿進行腳部固定，降低沉降的可能。

3.2.5 在修建的過程中，要時刻關注檢測現(xiàn)場的情況，及時進行初期支護背后回填注漿，也就是所謂的補償注漿。

3.2.6 控制好二次襯砌，并對此過程進行實時檢測，在確保數(shù)據(jù)真實的情況下，確保二次襯砌的質量和效果。

3.2.7 盡可能采用封頂工藝解決混凝土密度、濕度以及空洞問題，提高暗挖隧道的質量。另外，還要進行安全控制，在施工過程中對下穿段隧道進行分步操作，先進行右線隧道的施工，等該線的開挖初期支護完成之后，再利用右線隧道對左右線之間的巖土體進行超前注漿加固，以此使修建出來的暗挖隧道更加牢固，有效防止行駛過程中的意外事故。

3.2.8 注漿控制的技術要點，這也是整個暗挖隧道修建鐵路的關鍵技術。對鐵道側部位的注漿工藝進行測試，通過多次實驗確定最佳的施工參數(shù)，提高修建的精準度；此外，還要采取定量、定壓的方法控制在施工過程中的各項指標標準，防止由于在注漿過程中力度控制不當造成壓力過大，進而使既有的車站結構抬升[3]。

4 下穿施工的關鍵技術

4.1 地下連續(xù)墻拆除技術

所謂地下連續(xù)墻拆除技術是指施工單位的工作人員在進行墻體拆除作業(yè)的過程中為保證整個施工的安全順利，把墻進行全面拆除；而對于連續(xù)墻指的是類似墻中墻的那種說法，在進行施工的過程中應該采用多種方法進行拆除，在拆除的過程中既要保證工程施工的質量和進度，同時還要確保在施工過程中的人員安全，突出加強對施工人員的管理以及對于地質條件的勘測。在地下進行施工作業(yè)不比地上，稍有不慎，就可能出現(xiàn)這樣或那樣的問題，尤其在高溫高鹽高濕的工作環(huán)境下更是需要施工作業(yè)人員嚴格按照操作規(guī)程進行施工，保證施工的絕對安全。

4.2 深孔注漿加固技術

根據(jù)對新建鐵路地區(qū)的勘察發(fā)現(xiàn)，下穿段附近的巖石質地比較軟弱，水理性質也比較差，碰見地下水容易分崩離析，受到外界干擾后也更容易變形，強度、承載力等都達不到施工安全的需求，易對既有車站的結構安全產(chǎn)生不利影響。在暗挖隧道正式開工之前，需要對開挖的墻面進行加固處理，即進行超前注漿，實現(xiàn)加固底層和止水的效果。

首先是加固范圍。采取超前注漿加固方法，需要提前了解每次加固能夠涉及的范圍是多少。一般而言，超前注漿加固方法會涉及開挖面以及雙線隧道外圍輪廓線3m 之內以及隧道間間隔墻土體加固；其次，需要相關工作人員關注注漿的參數(shù)，在暗挖隧道附近穿段進行多次實驗，最終確定注漿的施工參數(shù)。在隧道外圍大多采用普通的水泥和水玻璃雙液漿；而在隧道的內圍，由于對質量提出了更高的要求，則需要采用超細的水泥與水玻璃雙液漿進行混合得到的材料。另外，使用的這些材料也需要進行濃度控制，比如：水泥漿水灰比在0.8～1 之間，水玻璃的濃度為25～28Be 之間。注漿孔需要進行形狀控制，以便提高工作效率，大多將掌子面按照矩形布置；最后，是對注漿的施工效果進行檢測。若進行注漿加固，則土地兩側的限抗壓強度達到1～1.2MPa 之間，止?jié){墻的厚度達到2m，即算達到加固要求。

4.3 回填以及補償注漿技術

回填注漿技術，是指在后期進行施工過程中對于后續(xù)收尾工作的處理和解決，要保證對需要補缺的地方進行加固回填以及補充注漿，壓力保持在0.3～0.5MPa 之間，并根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況選擇注漿量。在第一期的支護填漿完成后進行填補注漿，隨后進行二次補償注漿，從而最大程度提高暗挖隧道的質量。

補償注漿技術，對于工作人員提出了具體要求，在保證安全的情況下，需要注漿的部位應進行全面注漿，確保整個施工有效收尾，填補由于漿液沉降而產(chǎn)生的空隙。

4.4 新建隧道下穿段施工技術

施工順序：在修建新一期的暗挖隧道可以預先施工，但是同樣需要對現(xiàn)場實際情況進行排查，達到施工要求之后再進行后續(xù)的開挖和其他工作。施工方向：從兩端向中間進行。施工步驟：從新建的7 號線福民站向皇崗村站的4 號線進行深孔注漿加固，并對暗挖隧道前端的掌子面進行補充注漿加固措施，然后進行前期的支護，在保證掌子面與隧道兩側空出一段間距之后，施作初期支護工作。另外，各個步驟在開挖之前，需要進行超前支護，在鋼筋處進行鎖角固定。

5 結語

在暗挖隧道修建鐵路的過程中，全面加強暗挖區(qū)間隧道下穿地鐵施工技術對于有效提升整個施工質量具有重要的作用和意義。同時，在開挖支護加固的過程中，需要確保既有車站結構的底座緊密貼合在一起，嚴格控制變形；另外，在選擇注漿參數(shù)時，相關工作人員也應當根據(jù)現(xiàn)場的實際情況謹慎選擇，進行多次實驗，無誤后再應用。