破除地鐵運營線車站圍護結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究

李官權(quán)

（上海隧道工程有限公司，上海 200030）

1 概述

隨著城市軌道交通的發(fā)展，城市交通網(wǎng)錯綜復(fù)雜，地鐵線路施工時，經(jīng)常會遇到隧道上跨/下穿既有線路和車站。然而軌道交通建設(shè)過程中，一般采用礦山法和盾構(gòu)法施工，當(dāng)盾構(gòu)法施工過程中穿越地鐵車站時，需要考慮盾構(gòu)機穿越車站圍護結(jié)構(gòu)的可行性，本文以工程實例為依據(jù)，闡述了盾構(gòu)法隧道穿越既有運營線路車站圍護結(jié)構(gòu)的方案。

2 工程概況

2.1 工程概述

深圳市13 號線共建綜合管廊主體工程科發(fā)路以南盾構(gòu)段下穿既有運營線路2 號線科苑站。因2 號線科苑站圍護結(jié)構(gòu)未預(yù)留盾構(gòu)穿越條件，設(shè)計方案為設(shè)臨時清障工作井鑿除管廊路徑斷面范圍內(nèi)的地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)方可穿越。

既有地鐵2 號線科苑站設(shè)置于高新南十道路下，位于科范南路與高新南十道十字交叉路口以東，車站為地下兩層島式站臺車站，車站呈東西向布置，東接沙河?xùn)|站，西連南山商業(yè)中心站?？圃氛炯仁巧钲诘罔F2 號線的中間站，也是地鐵2 號線與遠期13 號線的換乘站，遠期13 號線沿科苑南路南北向布置，為地下三層島式站臺車站。遠期13 號線與地失2 號線采用十字換乘方式，2 號線在上，13 號線在下?？圃氛竟こ炭偲矫嫒鐖D1 所示。

2.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)

2.2.1 工程地質(zhì)（表1）

該工點所處地層由新到老分別為為素填土、淤泥質(zhì)土、礫砂、礫質(zhì)粘性土、全風(fēng)化黑云母花崗巖、強風(fēng)化黑云母花崗巖。

2.2.2 水文地質(zhì)

2.2.2.1 地表水

該工點附近無常年性河流水分布，降雨形成的地表水體經(jīng)市政管網(wǎng)從北往南方向排泄。

2.2.2.2 地下水

（1）地下水的類型、賦存

根據(jù)地下水的賦存條作，本工點地下水主要是松散土層孔隙水，其中松散土層的孔隙水主要為黏性土層中的潛水。

松散土層孔隙潛水主要賦存于全新統(tǒng)海陸交互相沉積淤泥質(zhì)礫砂層、上更新統(tǒng)沖洪積淤泥質(zhì)礫砂、礫砂層中，一般透水性為中等～強；含較豐富的孔隙水潛水。

該層地下水受季節(jié)影響較大，根據(jù)利用勘探孔揭示，穩(wěn)定水位埋深一般為2.2-6.8m（標高-0.70-23.06m）。

素填土＜1-1＞、海陸交互相淤泥質(zhì)土層＜4-1-2＞、礫質(zhì)黏性土層＜8-1-1＞、＜8-1-2＞中，地層透水生為不透水～弱透水層。（2）地下水的補給、徑流及排泄條件

圖1 科苑站工程總平面圖

松散土層孔隙潛水的補給類型主要為海水、地表水及大氣降水，少量由道路兩側(cè)排污渠及排水溝等地表水體下滲補給。

2.3 管線概述

施工范圍內(nèi)存在管線較多，含給排水管線、電力管線和燃氣管線；后期施工清障工作井過程中，主要影響管線有：（1）北側(cè)清障井施工區(qū)域：Ф800 雨水管和Ф500 污水管，燃氣管及電力管線為近距離施工；（2）南側(cè)清障井施工區(qū)域：雨水箱涵、Ф600 給水管、Ф800 雨水管、Ф400 污水管。南北側(cè)清障井施工過程中所有管線需采取懸吊、遷改進行保護。

3 施工方案

3.1 圍護結(jié)構(gòu)概況

科苑站圍護結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)2 號線科苑站竣工資料及相關(guān)物探資料顯示，2 號線科苑站為明挖施工，圍護結(jié)構(gòu)采用0.8m厚地連墻，配筋為：內(nèi)外側(cè)主筋Ф28@150，分布筋為Ф20@200，砼標號C30，一般段嵌固深度為6.5m。地下連續(xù)墻基本墻幅寬度為6m，地下連續(xù)墻墻幅間接頭采用鎖口管。破除科苑站南北側(cè)地連墻高度分別約3.82m，面積分別約20.52m2。

3.2 施工方案概況

考慮到2 號線科苑站圍護結(jié)構(gòu)和13 號線車站附屬結(jié)構(gòu)的圍護結(jié)構(gòu)，清障工作井圍護結(jié)構(gòu)利用運營線地下連續(xù)墻同新建地下連續(xù)墻形成封閉，新舊墻相接處采用旋噴止水，新建地連墻深為既有運營線地連墻下8m，即清障井基坑底9m，墻趾進入11 1 全風(fēng)化黑云母花崗巖、個別段落進入 112-1 強風(fēng)化黑云母花崗巖。清障工作井地下連續(xù)墻墻厚800mm，采用型鋼接頭，管廊盾構(gòu)穿越范圍內(nèi)采用C30 混凝土+玻璃纖維筋。清障工作井支撐采用0.8m×0.8m 混凝土環(huán)梁，并在角部設(shè)置2m×2m×0.3m 厚混凝土板撐，清障工作井剖面圖見圖2。

表1 地層概況表

圖2 南北側(cè)清障工作井剖面圖

3.3 主要施工方案

3.3.1 水平注漿施工方案

清障工作井施工時屬深基坑開挖，開挖時采用明排降水，待基坑開挖至與車站底板同標高后進行水平注漿，以達到加固車站地板下土體的效果，水平注漿參數(shù)及材料如下：

（1）袖閥管鉆孔直徑為100mm，成鉆孔時注意，以防塌孔。鉆孔傾斜度不大于1%。鉆孔間距為400mm，梅花型布置。為減小孔間的相互影響，施工時每隔兩孔鉆孔注漿，待一排袖閥管孔注漿結(jié)束后，再對之間的袖閥管孔進行鉆孔注漿。

（2）套殼料配比（重量比）以設(shè)計參數(shù)為準。養(yǎng)護3～5 天后，抗壓強度不小于0.3MPa，套殼料經(jīng)檢測強度達到要求后方可注漿施工。

圖3 車站范圍自動化監(jiān)測橫斷面和平面布置

表2 結(jié)構(gòu)變形控制指標一覽表

（3）袖閥管接口處需使用長度為20cm 的PVC 套管連接，并采用U-PVC 膠合劑將袖閥管和連接套管粘牢；袖閥管端頭應(yīng)露出墻面20cm，并用套頭套牢，防止雜物入內(nèi)。

（4）注漿內(nèi)管采用Ф50 壁厚3.5mm 無縫鋼管，與雙塞管連。注漿時一次拔出注漿管長度不超過50cm。

（5）施工前應(yīng)進行試注試驗，套殼料配比、雙漿液的參數(shù)配比、注漿壓力、注漿速度，根據(jù)現(xiàn)場試驗調(diào)整確定。

（6）注漿過程中應(yīng)經(jīng)常檢查，記錄注漿壓力、注漿量、凝膠時間，掌子面及附近支護狀況，并根據(jù)地質(zhì)條件變化調(diào)整注漿參數(shù)。當(dāng)注漿壓力突然上升或從孔壁、地面溢漿時，應(yīng)立即停止注漿。

（7）加固后的士體強度14 天無側(cè)限抗壓強度≥1.0MPa，滲透系數(shù)k≤10-6cm/s。若達不到設(shè)計要求，不得開挖，應(yīng)及時補強。

（8）注漿工藝可根據(jù)現(xiàn)場施工情況調(diào)整。

（9）通過重要管線下方時應(yīng)注意注漿管的布置，不得破壞重要管線，注漿時應(yīng)注意控制調(diào)節(jié)注漿壓力，以免對重要管線造成損壞。

（9）地鐵2 號線地連墻墻后加固范圍為破墻邊線以外2m。

（10）注漿加固完成且土體強度達到設(shè)計要求后方可破除地連墻，地連墻破除后掌子面噴C20 砼，厚100mm。

3.3.2 地下連續(xù)墻鑿除施工方案

13 號線共建綜合管廊盾構(gòu)穿越范圍內(nèi)地下連續(xù)墻鑿除施工內(nèi)容包括：

（1）盾構(gòu)穿越范圍內(nèi)的地鐵2 號線科苑站地下連續(xù)墻，墻厚800mm；

（2）本工程采用Φ6480 土壓盾構(gòu)機，為保證盾構(gòu)順利穿越，地下連續(xù)墻鑿除范圍外擴至以盾構(gòu)機中心線為圓心，直徑為6680mm 的圓形區(qū)域，鑿除厚度共計800mm。

為了保證破除地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)過程中，既有運營線的穩(wěn)定性和安全性，需對運營線路實施監(jiān)測，包括道床頂面和軌面，監(jiān)測點布設(shè)圖見圖3，車站結(jié)構(gòu)變形指標控制表見表2。

4 結(jié)論

結(jié)合國內(nèi)盾構(gòu)法隧道施工案例，盾構(gòu)機目前無法穿越Ф28的螺紋鋼混凝土結(jié)構(gòu)，因此盾構(gòu)施工過程中遇到：（1）需做清障井進行破除，以保證盾構(gòu)施工的連續(xù)性；（2）清障井開挖過程中，為避免車站結(jié)構(gòu)和運營線路沉降過大，降水采用明排；（3）破除圍護結(jié)構(gòu)時需對既有車站底板下地層進行注漿加固，降低沉降量。