復(fù)雜地質(zhì)下穿地鐵既有線施工關(guān)鍵技術(shù)

摘 要：本文以深圳地鐵6號線翰～銀區(qū)間1#聯(lián)絡(luò)通道下穿地鐵9號線暗挖隧道施工為例，就復(fù)雜地質(zhì)條件小凈距下穿地鐵既有線施工關(guān)鍵控制技術(shù)做以介紹。主要是通過遠程自動化監(jiān)控系統(tǒng)即時監(jiān)測和分析既有地鐵的動態(tài)變化， 進行方案優(yōu)化，對可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)變形、隧道沉降等異常情況采用超前深孔注漿加固、超前小導(dǎo)管等措施，確保施工期間既有地鐵的正常安全運營，為此類似暗挖隧道施工提供一些方法做以借鑒。

關(guān)鍵詞：深圳地鐵;地鐵既有線;暗挖隧道;小凈距

隨著城市地鐵建設(shè)速度的加快以及地下空間開發(fā)力度的加大， 新建地鐵線路與既有地鐵線路小間距施工的情況日益增多，這就對施工中爆破振動、結(jié)構(gòu)變形控制等提出更高的要求。

深圳地鐵6號線與9號線在銀湖站疊線換乘，為保證區(qū)間隧道施工安全，9號線施工時將車站端頭與9號線交疊的6號區(qū)間提前施做，按照先下后上的工序，先施做下部6號線礦山法區(qū)間，然后9號線采用盾構(gòu)法上跨6號線區(qū)間，本次6號線下穿9號線區(qū)域恰好處于9號線代建段與新建6號線交叉位置。該段地層地質(zhì)上軟下硬，地下水豐富，且經(jīng)多次施工擾動，施工風(fēng)險極大。

1 工程概況

深圳地鐵6號線二期設(shè)計范圍為ZDK7+353.229～ZDK9+276.907共1923.678m;右線設(shè)計里程為YDK7+207.512～YDK9+276.907，全長2069.395m，其中YDK7+207.512～YDK7+518.137共310.625m已由9號線工程同期設(shè)計并施工，6號線二期設(shè)計范圍為YDK7+518.137～YDK9+276.907共1758.77m。本區(qū)間共設(shè)置四座聯(lián)絡(luò)通道，其中1#聯(lián)絡(luò)通道及廢水泵房中心里程YDK7+424.307（ZDK7+409.296），埋深約25.9m，1#號聯(lián)絡(luò)通道下穿地鐵9號線，距離地鐵9號線最小凈距3.616m，拱部主要位于強.風(fēng)化混合花崗巖及強風(fēng)化（砂土狀）混合巖層內(nèi)，底板主要位于強風(fēng)化混合花崗巖層內(nèi)，廢水泵房底板位于中風(fēng)化混合花崗巖層內(nèi)。

2 既有線現(xiàn)狀調(diào)查

地鐵9號線已經(jīng)于2016年10月開通運營，9號線孖銀區(qū)間右線及出場線為外徑6m，內(nèi)徑5.4 m，管片厚0.3 m的盾構(gòu)隧道，調(diào)查里程為右線YDK17+135～YDK17+235，為全面了解既有地鐵及新建地鐵隧道的情況， 本工程進行了較為詳細的調(diào)查和現(xiàn)狀評估分析， 主要成果如下：

2.1 根據(jù)超前探孔表明，下穿段地層地下水豐富，單孔最大出水量達到30L/min。新建地鐵超小凈距下穿既有線施工中， 容易發(fā)生管片滲漏水、道床裂縫、區(qū)間軌道變形及接觸網(wǎng)導(dǎo)高值變化超標(biāo)、列車發(fā)生異?；蝿拥?。在方案中應(yīng)考慮針對性措施并針對可能發(fā)生的險情進行桌面推演等。

2.2 對深圳地鐵 9 號線孖嶺站～銀湖站區(qū)間受 6 號線 1 號聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房施工影響段使用徠卡 Scan Station P40 三維激光掃描儀進行了三維激光掃描成像，并得到每環(huán)凈空水平寬度值。

2.3 根據(jù)自動化監(jiān)測方案完成監(jiān)測點布置，并完成各斷面及監(jiān)測點監(jiān)測數(shù)據(jù)初始值采集。

3 控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)相關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求，本項目變形監(jiān)測控制指標(biāo)如表1 所示：

依據(jù)深圳市《城市軌道交通安全保護區(qū)施工管理辦法》2016 版，當(dāng)實際變形值達到控制值的 60%時，須向有關(guān)單位發(fā)出黃色預(yù)警;當(dāng)達到控制值的 80%時，應(yīng)發(fā)出橙色報警;當(dāng)超過控制值時，應(yīng)發(fā)出紅色報警。且當(dāng)首次報警后，若測點以較大的速率繼續(xù)下沉變形，應(yīng)視情況繼續(xù)報警。

4 既有線變形分析

4.1 注漿階段的變形分析

超前深孔注漿期間既有地鐵累計垂直最大位移+4.2mm，累計水平最大位移+0.6mm。過程中采用自動化實時監(jiān)測配合現(xiàn)場注漿施工，確保隧道隆起在可控范圍，并為開挖施工預(yù)留沉降變形空間。

4.2 開挖支護階段的變形分析

開挖支護階段造成既有地鐵沉降1.2mm，累計垂直最大位移+3mm，累計水平最大位移+0.6mm。開挖過程嚴格安裝專項方案施工， 并采取了相應(yīng)的加強措施來增強掌子面的穩(wěn)定性， 減少周圍地層擾動導(dǎo)致既有線的變形。

5 變形控制措施

5.1 超前深孔注漿階段變形控制措施

①建立有效聯(lián)絡(luò)機制? 對既有線進行實時監(jiān)控，一旦出現(xiàn)較大變化可以及時反饋信息; 以應(yīng)急指揮部為中心，通過對講機、內(nèi)線電話等工具聯(lián)系監(jiān)測與施工作業(yè)面，可以及時有效的了解施工工況與既有線沉降數(shù)據(jù)的變化，應(yīng)急指揮部工程師接收監(jiān)測數(shù)據(jù)并迅速進行分析，調(diào)整施工參數(shù);②注漿參數(shù)控制? 在注漿過程控制每個孔單延米注漿量小于0.1m³，注漿壓力0.4～0.8Mpa，施工關(guān)鍵期加強監(jiān)測頻率為1次/（0.5）小時，來完成注漿期間對9號線沉降的控制，通過勤測勤糾，確保了順利下穿;③增設(shè)泄壓措施? 同時在右線已施工掌子面打設(shè)泄壓孔安裝泄壓閥，避免壓力突增等緊急狀況;④注漿方案優(yōu)化? 此外需控制注漿管打設(shè)角度及深度，避免對既有線結(jié)構(gòu)造成破壞，考慮漿液流動性和凝結(jié)時間問題，長短孔分階段注漿且控制注漿時間間隔。

5.2 開挖支護階段變形控制措施

聯(lián)絡(luò)通道開挖嚴格遵循十八字方針：管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測。①建立地質(zhì)超前預(yù)報制度。嚴格按設(shè)計交底要求進行超前地質(zhì)探孔，在隧道拱頂、掌子面正中進行探眼，看地層是否有變軟現(xiàn)象，或有砂層、涌水等情況，根據(jù)地質(zhì)超前預(yù)報情況同設(shè)計、監(jiān)理溝通及時調(diào)整圍巖支護參數(shù)，確保通道開挖安全。②通道開挖后及時架設(shè)鋼格柵噴射砼封閉掌子面，縮短開挖循環(huán)進尺的時間。③加強監(jiān)控量測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整支護參數(shù)，并加強初支背后注漿，保證初支的穩(wěn)定性，防止初支變形。④按照設(shè)計要求及時施做鎖腳錨管以保證施工質(zhì)量。

在施工過程中， 既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)收斂變形平均值為2.9mm，垂直及水平位移始終處于可控范圍，變形控制措施取得了預(yù)期效果，保證了既有線結(jié)構(gòu)及運營安全。

6 結(jié)語

本次下穿地鐵既有線過程中熟練的運用了自動化監(jiān)測及三維掃描技術(shù)等暗挖施工的各項先進技術(shù)，并在實際實踐中改進和完善，豐富了在復(fù)雜地質(zhì)條件小凈距穿越既有地鐵技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)驗。在深圳地鐵6號線1#聯(lián)絡(luò)通道下穿地鐵既有線施工中通過采用以上關(guān)鍵技術(shù)， 實現(xiàn)了成功穿越。望其能為類似工程提供借鑒。

作者簡歷：中鐵七局集團第三工程有限公司深圳管廊項目經(jīng)理部，楊永魁，工程師，項目副總工。