隧道下穿施工對既有線路影響探究

何興武

摘要：在城市不斷發(fā)展的過程中，較多的交通工程在城市當中得到了建設(shè)。其中，地鐵可以說是現(xiàn)今城市發(fā)展當中的重要工程類型，需要能夠在建設(shè)中做好控制。在本文中，將就隧道下穿施工對既有線路影響進行一定的研究。

關(guān)鍵詞：隧道下穿施工；既有線路；影響

1 引言

地鐵是現(xiàn)今城市交通建設(shè)當中的重要組成部分，在地鐵發(fā)展的過程中，也使得城市地下隧道具有了網(wǎng)絡(luò)化以及規(guī)模化的特點。而對于很多城市來說，其在地下交通修建時缺少系統(tǒng)的規(guī)劃，同時受到建筑影響，如果在有限的空間當中修建隧道，則可能會對既有線路產(chǎn)生一定的影響。對于該種情況，即需要能夠做好影響情況的把握，以針對性措施的應(yīng)用做好問題處理，保障工程的高質(zhì)量建設(shè)。

2 影響因素分析

2.1 既有隧道對施工影響

在隧道下穿施工前，既有隧道在建設(shè)當中將對周圍地層形成擾動，并因此使土體在應(yīng)力場方面產(chǎn)生較大的變化，同時高鐵既有隧道同周邊物理力學(xué)性質(zhì)也具有較大的差別，該種情況的存在，也將影響到周邊地層應(yīng)力場。通常來說，周圍土體同既有隧道在接觸面變形方面具有較為協(xié)調(diào)的特點，同周邊土體相比，隧道結(jié)構(gòu)具有更大的強度，對此，既有隧道的存在，也將會對地層位移場以及應(yīng)力場產(chǎn)生一定的影響。

2.2 地層擾動影響

同傳統(tǒng)盾構(gòu)開挖施工不同，盾構(gòu)下穿施工中，其初始狀態(tài)為既有隧道開挖完成后達到的穩(wěn)定狀態(tài)。對于新建盾構(gòu)隧道，其隧道變形、地層固結(jié)、推進、開挖等過程中都將對地層形成擾動，因此使地層出現(xiàn)位移。對此，在既有隧道盾構(gòu)下穿施工中，對于具有穩(wěn)定狀態(tài)的地層，受到新建盾構(gòu)變形結(jié)構(gòu)、地層固結(jié)等方面的制約，最終狀態(tài)將趨于穩(wěn)定。

2.3 盾構(gòu)施工對既有隧道影響

在盾構(gòu)下穿施工中，將影響到地層的位移場，向著既有隧道傳遞，并因此使隧道區(qū)域的水土壓力、地基反力等因此發(fā)生變化，并因此使高鐵地層結(jié)構(gòu)、既有隧道同時形成傾斜、環(huán)向隧道斷面以及水平隆沉位移等情況。當縱向、環(huán)向變形同變形極限相比較高時，則將因此對高鐵既有結(jié)構(gòu)的安全與功能產(chǎn)生影響。對此，在實際下穿既有隧道施工時，即需要能夠滿足以下要求：首先，保證周邊地層運行情況處于合理范圍當中，在避免既有隧道發(fā)生變形情況的基礎(chǔ)上保障隧道結(jié)構(gòu)安全。其次，在隧道變形沉降方面，要對線路安全運行需求進行滿足。同時保障隧道盾構(gòu)施工安全。

3 施工控制措施

3.1 下穿前控制

在盾構(gòu)下穿施工前，需要能夠?qū)ο麓┊斨锌赡墚a(chǎn)生影響的區(qū)域進行充分考慮。在相關(guān)規(guī)定當中，雖然已經(jīng)具有了具體的范圍，但也需要能夠做好對應(yīng)的準備工作：第一，對下穿前盾構(gòu)施工相關(guān)實踐進行總結(jié)研究，對土層穿越地質(zhì)情況以及施工參數(shù)進行確定。在監(jiān)測盾構(gòu)施工階段數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上做好參數(shù)控制，保障施工參數(shù)具有合理的特點；第二，要對盾構(gòu)機械設(shè)備進行維護、檢查，聯(lián)系相關(guān)部門對隧道施工安全情況進行評估，以此為基礎(chǔ)對控制制度標準進行制定。

3.2 下穿時控制

在盾構(gòu)下穿過程中，為了能夠?qū)λ淼澜Y(jié)構(gòu)變形情況進行控制，即需要能夠?qū)ο麓┦┕は嚓P(guān)影響因素進行降低與排除，包括有注漿量、土艙壓力以及同步注漿壓力等，在同以往盾構(gòu)施工經(jīng)驗總結(jié)的基礎(chǔ)上做好科學(xué)措施的制定：第一，對盾構(gòu)下穿施工土艙壓力進行科學(xué)的控制，對不平衡土艙壓力以及開挖面水土壓力進行降低。根據(jù)相關(guān)資料，當盾構(gòu)達到限制范圍后，即需要能夠?qū)ν僚搲毫訌娍刂啤＞唧w來說，可以對1.1倍靜止土壓力進行應(yīng)用，同時通過刀盤轉(zhuǎn)速以及排土速度的控制實現(xiàn)土艙壓力的控制。同時，需要聯(lián)系地層穿越情況改良土體，如可以將泡沫劑以及膨脹土加入到其中，以此對土體流塑形進行改變；第二，需要對同步、二次注漿措施引起重視，對盾尾脫空以及工后沉降情況進行避免。在實際控制中，注漿壓力以及注漿量是控制當中的重點，具體來說，可以選取豎向靜止水土壓力值在1倍以上的注漿壓力，在科學(xué)控制的情況下避免隧道既有結(jié)構(gòu)隆起，增加地層擾動。對于漿液質(zhì)量以及同步注漿量，也需要能夠加強控制，對具有較好和易性、較高強度以及較好泌水性的漿液材料進行應(yīng)用，及時進行壓注，保證壓注的均勻性，對存在的空隙及時補充。之后，根據(jù)變形監(jiān)測情況對注漿量以及注漿參數(shù)進行調(diào)整，根據(jù)監(jiān)測情況調(diào)整二次注漿；第三，對后續(xù)沉降威脅進行降低，對盾構(gòu)隧道管片強度進行增強，做好管片組裝控制，保證其具有較高的精度，降低管片變形威脅。之后，根據(jù)隧道既有結(jié)構(gòu)變形情況進行二次補充注漿；第四，在下穿中，也需要同時應(yīng)用其余施工措施，如對地層進行合理監(jiān)控測量，對原構(gòu)隧道同既有隧道間關(guān)系進行監(jiān)控等。

3.3 地層加固措施

高鐵既有隧道、盾構(gòu)隧道在具體下穿施工中，地層變形可以說是使隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生變形情況的關(guān)鍵因素。在該種情況下，在施工中即需要能夠有針對性的做好周圍地層的加固，做好對應(yīng)措施的應(yīng)用，如超前注漿加固以及二次深孔注漿。從效果角度來說，這兩種加固方式所具有的差別不大，從機理角度而言，二次注漿控制盾構(gòu)施工沉降更符合該類施工，且在技術(shù)以及經(jīng)濟方面具有較高的優(yōu)勢。同時，在實際注漿加固工作開展中，需要能夠確定注漿范圍，保障加固效果。

3.4 洞頂加固措施

在隧道施工中，要通過管片注漿方式控制穿越施工區(qū)域影響。具體來說，可以在同隧道中心線10m位置，每隔兩環(huán)對對稱管片腰部注漿進行應(yīng)用，在10-50m內(nèi)，則可以間隔4環(huán)管片腰間注漿處理。在單個注漿斷面作業(yè)中，需要同時應(yīng)用兩套注漿設(shè)備注漿處理。同時，需要在此過程中做好情況把握，如區(qū)域地層具有較好的滲透性，則可以對打開式注漿措施進行應(yīng)用。而如果地層較為軟弱、滲透性不強，則可以應(yīng)用鋼花管注漿處理，嚴格按照作業(yè)要求施工，保障該項活動的順利進行。

3.5 對接結(jié)構(gòu)調(diào)整

在實際施工中，如地下強結(jié)構(gòu)在后期澆筑，在施工中同原車站在剛性連接方面存在不足，在具體施工中則將因此對維護結(jié)構(gòu)水平位移產(chǎn)生不良影響。在具體施工中，為了避免在施工中因土體移動使對接位置形成不均勻沉降，即需要能夠積極做好對接部位調(diào)整，加強基坑變形問題控制，以此保障施工活動的順利進行。除了該措施外，可以在施工中對開挖斷面進行減少，將其分解成一定數(shù)量的小斷面，進一步降低施工對環(huán)境的影響。

4 結(jié)束語

在我國交通事業(yè)不斷發(fā)展的過程中，較多的地鐵工程在城市中得到了建設(shè)，有效的提升了當?shù)氐慕煌ㄋ健Ｔ谏衔闹校覀儗λ淼老麓┦┕扔芯€路影響進行了一定的研究。在實際地鐵隧道施工中，即需要能夠?qū)κ┕^(qū)域環(huán)境以及既有工程進行充分的考慮，結(jié)合實際做好技術(shù)應(yīng)用，從多方面入手加強施工控制，最大程度降低下穿施工對既有線路的影響，保障工程的高質(zhì)量完成。

參考文獻

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（作者單位：湖南路橋建設(shè)集團有限責任公司）