張小林［英泰克工程顧問（上海）有限公司， 上海 200122］

1 工程概況

某既有地鐵車站已經(jīng)運(yùn)營15年，新建車站與既有線換乘。新建線采用盾構(gòu)施工法，新建區(qū)間線始發(fā)站需要下穿既有線車站，長度為21.9 m；新建隧道頂面離既有車站底板最近處為850 mm；既有車站底板設(shè)置φ1 600 mm抗拔樁，開挖面邊線與抗拔樁最近距離100 mm；既有線兩邊原圍護(hù)結(jié)構(gòu)嵌入新建隧道；盾構(gòu)掘進(jìn)受原圍護(hù)結(jié)構(gòu)影響且會影響到既有線運(yùn)行安全，下穿段初步設(shè)計采用礦山法初支盾構(gòu)空推施工。

2 施工重難點(diǎn)分析

2.1 小凈距

下穿位置距離既有線隧道最近處只有850 mm，且該部位為礫質(zhì)黏性土，易坍塌。既有線對下方土體擾動的反應(yīng)十分敏感，沉降控制要求十分嚴(yán)格，只有6 mm，如同“在動脈血管旁做手術(shù)”，稍有不慎，就會影響到既有線列車的運(yùn)行安全。

2.2 管棚施工精度控制

由于暗挖隧道距離車站底板僅850 mm，施工中應(yīng)避免管棚和超前小導(dǎo)管打入車站底板內(nèi)；全斷面注漿過程中要控制好注漿壓力以及注漿量，避免造成車站底板隆起，影響地鐵運(yùn)營。因此，管棚、超前小導(dǎo)管和全斷面注漿的精度控制十分關(guān)鍵。

2.3 防沉降影響

暗挖滲漏水不但會造成地下水位流失，給周圍環(huán)境造成較大影響，還會引起既有線車站沉降，導(dǎo)致運(yùn)營地鐵存在降速、停車等安全風(fēng)險。

2.4 減少對車站運(yùn)行的影響

既有線車站側(cè)墻破除時震動較大，會擾動土體，使車站沉降超限；破除施工的震動和噪聲會對既有線地鐵正常運(yùn)營產(chǎn)生較大影響，降低舒適度。

3 確定施工方法

該工程地面位置對應(yīng)城市主干道與次干道交叉路口，地面沒有施工作業(yè)空間；除對既有線車站影響較大以外，與周邊建構(gòu)筑物距離較遠(yuǎn)，影響較小。下穿段隧道穿越的土層為礫質(zhì)黏性土和全風(fēng)化花崗巖；暗挖施工是下穿整個過程的關(guān)鍵。

3.1 超前支護(hù)

采用管棚和超前小導(dǎo)管注漿加固拱部地層。管棚采用φ76 mm×5 mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距0.3 m，外插角度1°，暗挖隧道總長度21.9 m，在既有線車站南端圍護(hù)結(jié)構(gòu)向北打設(shè)21.9 m到達(dá)北端圍護(hù)結(jié)構(gòu)；采用φ42 mm超前小導(dǎo)管，小導(dǎo)管縱向每2榀鋼架打設(shè)一環(huán)，長3.5 m，拱部環(huán)向150°布置，環(huán)向間距0.3 m，其與水平面之間的夾角為10°～12°。采用雙液漿：水泥漿∶水玻璃＝1∶0.8（體積比），水泥漿∶水灰＝1∶1（重量比）。注漿壓力0.5 MPa～1.0 MPa。

3.2 全斷面注漿

暗挖段下穿運(yùn)營地鐵既有線車站，現(xiàn)場無降水條件，為保證現(xiàn)場施工條件，加固土體以及加強(qiáng)止水效果。該暗挖段采用洞內(nèi)全斷面注漿，注漿范圍為開挖面外3 m，注漿管采用φ42 mm鋼管，打設(shè)間距水平0.8 m，環(huán)向1.2 m，沿隧道掘進(jìn)方向5 m/環(huán)，每循環(huán)搭接3 m，采用雙液漿：水泥漿∶水玻璃＝1∶0.8（體積比），水泥漿∶水灰＝1∶1（重量比）。注漿壓力0.5 MPa～1.0 MPa。

3.3 破除既有線車站側(cè)墻

既有線車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計為人工挖孔咬合方樁，樁厚1 000 mm，采用凹凸樁，樁芯砼強(qiáng)度等級為C30，迎土面配筋最大為φ28 mm，背土面配筋最大為φ32 mm，樁主筋凈距保護(hù)層厚50 mm，樁長大部分進(jìn)入隧道范圍。人工挖孔樁外側(cè)采用φ600 mm旋噴樁止水帷幕。暗挖段施工時須破除隧道范圍內(nèi)部分。

上下臺階均挖到車站側(cè)墻后，先施作洞門環(huán)梁。在墻體上打孔對墻后土體打設(shè)注漿管進(jìn)行注漿加固，探孔檢驗加固質(zhì)量合格后對上臺階墻體進(jìn)行破除。為降低對車站的影響，采用水鉆＋人工修邊破除的方式分塊進(jìn)行破除。

3.4 土方開挖支護(hù)

下穿車站采用交叉中隔墻法（Cross Diaphragm，CRD）法開挖施工，初支采用鋼格柵＋300 mm厚C25噴射混凝土，步距0.5 m。施工步驟具體如下。

第一步：施作拱部超前支護(hù)，注漿加固地層，開挖左上方土體。

第二步：開挖左下方土體，及時封閉支護(hù)。

第三步：施作右上方超前支護(hù)，注漿加固地層，開挖土體，施作初期支護(hù)。

第四步：開挖右下方土體，施作初期支護(hù)。

第五步：初期支護(hù)，封閉成環(huán)后拆除支撐。

3.5 端頭墻施工

隧道上臺階開挖至設(shè)計里程后，連立3榀格柵，安裝上臺階玻璃纖維筋封端墻后打設(shè)玻璃纖維錨桿和注漿管，然后噴射混凝土施作端頭墻，封堵掌子面，待封端墻強(qiáng)度滿足要求后對封端墻后土體進(jìn)行注漿加固，下臺階封端墻參照上臺階施工。端頭墻厚度為1 000 mm。

4 施工控制措施

4.1 管棚、超前小導(dǎo)管、全斷面注漿的精度控制

根據(jù)現(xiàn)場管棚施工實(shí)際地層和設(shè)計要求，采用“導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)”施工方法，即在管棚鋼管上安裝楔形板導(dǎo)向鉆頭，利用水平鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)和頂推力將鋼管施工至設(shè)計支護(hù)位置，施工中可依據(jù)鋼管中安裝的測量儀器對施工角度測量和控制糾偏。超前小導(dǎo)管鉆孔前，加強(qiáng)工作面測量、放線、定孔位，外插角嚴(yán)格控制在10°～12°。全斷面注漿過程中壓力和動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)雙控，堅決杜絕因注漿壓力或量過大而影響車站等周邊建筑物管線，主要采取的預(yù)防措施為加強(qiáng)監(jiān)測量控，對既有線車站實(shí)行自動化監(jiān)測。以注漿壓力不超過1.0 MPa，每延米注漿量不超過設(shè)計值21.41 m3，且既有線車站不發(fā)生變形為控制標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 破除既有線車站側(cè)墻

全斷面注漿加固地層，施作超前支護(hù)，先施作洞門環(huán)梁，環(huán)梁完成后，人工切除部分人工挖孔樁。在側(cè)墻內(nèi)側(cè)密排3榀格柵。上下臺階均開挖到達(dá)側(cè)墻后，在墻體打孔對墻后土體進(jìn)行注漿加固。注漿加固后對墻后土體探孔取樣，檢驗加固效果，效果合格后方可切割墻體。使用水鉆按先上后下、先中間后兩邊的順序?qū)w進(jìn)行切割，切割完成后用風(fēng)鎬對墻體進(jìn)行修邊。在墻體范圍內(nèi)安裝格柵，并與上榀格柵和墻體鋼筋焊接。

4.3 土方開挖及支護(hù)

嚴(yán)格遵循淺埋暗挖法“管超前，嚴(yán)注漿，短開挖，強(qiáng)支護(hù)，早成環(huán)，勤量測”的施工原則指導(dǎo)施工；做好地質(zhì)核對工作，如發(fā)現(xiàn)與勘察報告不符立即向設(shè)計提出；超前支護(hù)方面，根據(jù)工作面地質(zhì)情況擬定注漿的方案，精心布管，嚴(yán)格注漿工作，控制好注漿壓力，密切關(guān)注注漿量，確保達(dá)到理想的加固效果；嚴(yán)格控制開挖循環(huán)進(jìn)尺，對不良地質(zhì)地段適當(dāng)縮短開挖進(jìn)尺，環(huán)形開挖留核心土，噴混凝土封閉開挖工作面，并選用具有足夠剛度和早強(qiáng)的支護(hù)設(shè)計，如適當(dāng)加厚噴混凝土層，早強(qiáng)噴射混凝土，及早成環(huán)。必要時增設(shè)臨時鋼支撐措施，以控制圍巖變形；及時進(jìn)行初支背后注漿，使沉降可控，確保施工安全；加強(qiáng)監(jiān)控量測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)科學(xué)設(shè)定施工參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況隨時作出調(diào)整，確保施工安全；右線下穿時加強(qiáng)監(jiān)測，如沉降控制控制效果不佳，則不進(jìn)行左線側(cè)墻破除以及下穿車站部分土體開挖，如已進(jìn)行側(cè)墻破除和下穿部分土體開挖，則立即封閉掌子面，暫停開挖，以此控制沉降。

如經(jīng)過以上措施后拱頂土體依然松散，應(yīng)適當(dāng)縮短開挖進(jìn)尺并立即架立格柵，在網(wǎng)片上鋪塑料布后安裝在格柵背土側(cè)，預(yù)埋注漿孔后立即噴混凝土成環(huán)，封閉掌子面后低壓注漿；對既有線車站采用自動化監(jiān)測，建立自動化監(jiān)測、運(yùn)營單位聯(lián)動機(jī)制，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)適時調(diào)整注漿參數(shù)。

4.4 全斷面注漿

由于施工環(huán)境特殊，無降水條件，隧道開挖前需要進(jìn)行全斷面注漿來止水。全段面注漿效果是控制沉降以及保證施工環(huán)境的關(guān)鍵，超前注漿加固拱部土體可防止坍塌。選擇專業(yè)的施工隊伍，配備經(jīng)驗豐富、技術(shù)素質(zhì)高的操作機(jī)手。嚴(yán)格控制循環(huán)注漿進(jìn)尺長度。以設(shè)計注漿壓力為參考，以低壓注漿，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)適時調(diào)整注漿量和注漿壓力。注漿過程中如遇到注漿量持續(xù)上升而壓力無變化的情況，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整漿液配比，縮短漿液凝固時間并進(jìn)行間歇式反復(fù)注漿。對既有地鐵線受影響范圍采用自動化監(jiān)測，建立自動化監(jiān)測、運(yùn)營單位聯(lián)動機(jī)制，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)適時調(diào)整注漿參數(shù)。

后續(xù)可以補(bǔ)充注漿。通過初支預(yù)留的注漿管對初支背后進(jìn)行注漿，注漿采用水泥漿，水泥漿的配比為1∶1，可根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)調(diào)整。在注漿過程中要注意控制注漿壓力，參考設(shè)計值，以低壓注漿，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時調(diào)整；應(yīng)隨時觀察出水點(diǎn)及周邊節(jié)理裂隙的滲漏水情況，如出現(xiàn)串漿、漏漿等現(xiàn)象，應(yīng)采取表面封堵、間歇注漿、加濃漿液等技術(shù)措施及時進(jìn)行處理。注漿時若采用間歇注漿方式，間歇時間應(yīng)視漿液的膠凝時間而定，稍短于漿液膠凝時間。對于經(jīng)過堵水注漿后仍然有個別滲水點(diǎn)漏水的情況，采用輔助措施，即使用水不漏進(jìn)行封堵，將滲水點(diǎn)鉆出一個孔，將和好拌勻的水不漏（水灰比0.35∶1）做成圓錐狀，待凝固半分鐘左右，迅速將其塞入孔中，按壓1 min左右，即可將滲水點(diǎn)堵住。

4.5 暗挖段回填

為防止既有線變形及影響運(yùn)營安全且保證盾構(gòu)施工管片安裝質(zhì)量，現(xiàn)場采用砂漿回填；小里程處玻璃纖維筋封端墻分3次安裝，每次安裝高度為洞身高度的1/3，即砂漿由底部至頂部分三次回填，每層封端墻安裝好后澆筑回填砂漿，當(dāng)最上面一層砂漿澆筑時預(yù)埋注漿軟管，對拱頂混凝土澆筑不密實(shí)部位進(jìn)行注漿，從而保證了車站沉降和盾構(gòu)掘進(jìn)初始值的收集。

5 施工總結(jié)

對于新建隧道下穿既有隧道開挖支護(hù)，要嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行；注漿加固要求注漿壓力與注漿量雙控管理，確保達(dá)到理想的加固效果；對既有線采取自動化監(jiān)測，隨時掌握監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整注漿參數(shù)及開挖參數(shù)，防止注漿隆起，以有效地減少對既有車站的破壞，保證正常通車；側(cè)墻既是圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也是車站主體結(jié)構(gòu)，需要植筋做洞門環(huán)梁控制沉降，為了不影響運(yùn)營、減少噪聲，采用藥劑靜態(tài)破碎，取得不錯效果。開挖及失水引起沉降，要求監(jiān)控補(bǔ)點(diǎn)及時跟上，要求及時掌握監(jiān)測準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。總之，下穿既有車站的施工技術(shù)是能夠得到保證的。

6 結(jié) 語

暗挖下穿車站施工方法及工藝較多，施工質(zhì)量及施工安全也能得到保證，但要想提高工作效率、保證工期，則需要通過數(shù)據(jù)分析和對比論證后選擇最相適應(yīng)的施工方法。