合肥南站5號線盾構下穿1號線成型隧道專項施工方案

【摘要】城市地鐵由單一線路發展成復雜線網，不可避免會存在很多線路間的換乘和交叉問題便愈來愈多。因此，開展盾構下穿工程中何如有效保護既有地鐵隧道的結構安全和保障地鐵的正常運營的研究具有積極意義。本文針對合肥南站軌道交通2標段區間的施工條件，通過對5號線盾構下穿1號線成型隧道專項施工方案各工序的介紹，為盾構下穿已有的成型隧道施工提供了一個可供參考的施工方案。

【關鍵詞】盾構；下穿；施工技術

【中圖分類號】U456.3

【文獻標識碼】B

1、工程概況

1.1工程范圍及主要工程量

合肥南站軌道交通2標段區間工程包括：1號線隧道左線長616.788m，右線長621.384m；5號線隧道左線長462.344m，右線長473.175m。區間隧道總長度共2173.691單線延米，采用盾構法施工。

盾構機從1號線繁華大道站盾構始發，完成繁～高區間掘進施工后，在高鐵站內完成調頭、過站，從高鐵站南端5號線端頭井始發，穿越高鐵站樁基群完成6號風井完成過站，下穿合寧高速公路后，并在高鐵站南廣場基坑下穿1號線左線成型隧道后，到達5號線中間風井。

1.2盾構重疊區域地質條件

場址范圍內地①1人工雜填土，②粘土（膨脹土）在南廣場基坑卸載過程中已經被挖除，1、5號線盾構重疊區隧道均位于粘土③層，本標段隧道穿越的地層較為單一，地質條件較好，左右線地質情況基本一致；盾構重疊區域內地下水主要為：上層滯水、第四系孔隙潛水，埋深多在0.5～1.5m，接受側向徑流補給，水量較豐富，年水位變化幅度約1.0～3.0m。區間隧道所處粘土③層，土體滲透性較差，可以認為不透水。

1.3重疊區域5號線隧道和1號線左線區間隧道的相對關系

1號線左線與5號線左、右線斜交，1號線位于上方，兩條線中間夾土層最小厚度約3.276m，按工籌安排5號線左、右線隧道先后下穿1號線左線隧道，1號線左線與5號線左線隧道間最小凈距僅3.267m，與5號線右線隧道間最小凈距僅4.26m。

2、盾構施工技術措施

結合重疊段隧道的數值模擬計算，為了保證5號線左、右線隧道先后下穿1號線左線隧道施工時1號線左線隧道的安全，按照設計圖紙要求采取以下幾點措施：

2.1重疊區地基加固

對于1號線左線范圍，1、5號線區間隧道的空間凈距≤1D（D為隧道開挖直徑），考慮從地面進行密排單管Ф600@450旋噴樁加固地層，加固豎向范圍為重疊段內1號線區間隧道頂以上1m到重疊段內5號線區間隧道結構底，加固水平范圍為1號線左線區間隧道結構兩側各3m。加固后的土體應具有良好的均勻性和較小的滲透系數，加固指標：qu=0.3～0.5Mpa。

2.2管片拉結緊固

為了抵抗下方隧道施工過程中，上方既有隧道管片環縫之間的因垂直錯動產生的剪力，同時提高下方既有隧道縱向剛度，減小其垂直彎曲變形，在重疊段開挖下方隧道時，對既有上方隧道采取管片縱向拉緊措施，同時提高該段隧道環縫螺栓強度至8.8級。

2.3檢查和保養盾構機

在5號線盾構掘進下穿1號線前，停止掘進，對盾構機所有設備系統進行徹底的檢查、維修，確保連續掘進通過1號線區間，避免在穿越過程中停機。

2.4盾構機掘進控制措施

2.4.1盾構機掘進

掘進控制是盾構順利通過1號線左線隧道的關鍵，盾構掘進應堅持“控制擾動，安全、連續、快速均衡通過”的原則，杜絕在通過接近1號線隧道時停機。盡量減少盾構施工過程中的地層變形是一個有效手段，其關鍵在于通過控制盾構掘進參數和注漿參數來減少對地層擾動和地層損失。

2.4.2盾構機姿態控制

（1）在盾構掘進過程中，以各區域千斤頂的行程、油壓以及流量控制盾構前進方向，發現偏差時及時調整千斤頂的編組和各區域千斤頂的行程、流量及油壓，加強各施工參數的設定管理。

（2）盾構掘進方向控制

本段區間為下坡段掘進，應適當加大盾構機上部油缸的推力和速度。盾構掘進線路要低于設計線路10～20mm為宜。盾構掘進線路要控制在設計線路左側偏離10～20mm為宜。右轉彎段相反。

（3）盾構掘進姿態調整與糾偏。

2.4.3同步注漿

根據公式計算和相關技術要求，注漿量應保證環形間隙理論容積的1.3～2.5倍左右。為了保證掘進中能按上述要求完全注入，采用自動同步注漿和人工管片壁后注漿雙重手段。

2.4.4二次注漿

為彌補同步注漿的不足，采用管片背后二次注漿作為補充。二次注漿采用水泥單液漿，根據監測情況調整水泥漿的初凝時間，必要時采用雙液漿進行注漿，注漿壓力控制在0.2～0.4MPa。

2.4.5渣土改良防結“泥餅”措施

（1）渣土改良

選擇合適的土體改良劑（如常用的泡沫等），并根據地質情況，進行科學的動態施工管理，改善土體的流塑性，使之切屑成流動型，不僅可以減少對刀盤面板和刀具的磨損，而且還可以防止切下來的泥沙和碎石對刀盤以及螺旋輸送機的堵塞，同時改良劑的添加對刀具起到一定的潤滑和冷卻作用，延長了刀具使用壽命。

（2）防結“泥餅”措施

在刀盤面板上設置了5個添加劑注入孔，配置了自動泡沫和添加劑注入系統，可根據需要向開挖面添加泡沫和聚合物，改善碴土的流動性、止水性，減小刀盤面“泥餅”形成的機會。

結論：

通過采用嚴謹科學的盾構施工技術措施和管理組織，使合肥南站5號線標段工程成功穿越了1號線成型隧道，在保證了1號線安全正常運營的同時，順利完成合肥南站5號線的施工。施工中采取的一系列技術措施，對類似工程施工具有一定的借鑒意義。

參考文獻：

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作者簡介：

霍婷婷（1989-），女，桂林理工大學博文管理學院，助教。

基金項目：

廣西新建本科學校轉型發展首期試點專業群建設項目.