暗挖區間隧道下穿既有地鐵車站施工技術

摘要：以暗挖區間隧道下穿地鐵車站為工程背景，對施工重難點以及隧道變形控制技術進行了研究，通過對既有車站變形監測結果分析，得到如下結論：促進工作面注漿與全斷面深孔的有機結合，可以有效地促進隧道巖土體的改善，降低施工對當前既有車站結構的影響。在對隧道進行加固過程中運用背后回填及補償注漿方式，可有效防止隧道發生變形沉降問題。

關鍵詞：暗挖隧道;既有線車站;超前深孔注漿;零距離下穿

1" "工程概況

北京地鐵19號線一期工程南起新宮站，北至牡丹園，線路總長22.4km，設計運行時速為100km/h，共設車站10座。該線路串聯豐臺、西城、海淀3個行政區，是一條縱貫北京中部南北的軌道交通動脈線。積水潭站是19號線在二環內唯一一座明挖車站，位于地鐵北京道路網的核心位置，施工制約因素較多，同時積水潭站至北太平莊站區間需下穿既有的北京地鐵2號線，屬于施工特級風險源，施工難度較大。

2" "工程難點以及措施

2.1" "工程難點

工程主要面臨的困難包括：①新建隧道運用零距離穿越方法，對施工技術和安全要求較高。②需要嚴格控制隧道變形，已有車站結構變形量不得高于0.1cm，軌道的變形量不得高于0.3cm，差異變形需低于0.4cm。③礦山法交叉渡線段隧道最大開挖寬度6.9m，隧道洞身位于中風化凝灰巖內，交叉段處與正線隧道線間距較小，結構受力較復雜。④下穿2號線地下主體結構，區間隧道與2號線地下主體結構最小豎向凈距約1.9m，下穿范圍約28.5m，隧道開挖寬度約為6.9～7.3m。⑤下穿地下附屬結構區間隧道距離附屬結構最小豎向凈距約6.35m，下穿范圍約48.1m，隧道開挖寬度約為6.9～11.9m。

2.2" "應對措施

2.2.1" "變形控制

為有效降低對當前既有車站結構的影響，在進行開挖前需要進行超前注漿。進行分步驟開挖，保持規范性的開挖步距，對隧道進行初步支護。在對拱架進行安裝的過程中，需要對輪廓的尺寸進行控制。在位于頂部空隙的位置運用鋼楔子進行固定，使得鋼楔子和車站底板進行密切的接觸。運用鎖腳實施固定，防止隧道內部發生沉降的問題。

初期支護工作完成后，應及時回填注漿。按照監測數據對二次襯砌、臨時支撐進行分步驟拆除，對各段拆除的長度進行控制。運用封頂的施工手段對二次襯砌出現的混凝土表面孔洞進行處理[1]。

2.2.2" "安全控制

在下穿越之前對右線隧道進行作業，待右線完成初期支護以后，對右線周圍3m范圍內的土體進行超前注漿加固。

2.2.3" "強化注漿過程控制

在側穿段進行注漿實驗，以便得出最佳施工參數。采用定壓與定量相互結合的方式進行注漿，預防注漿壓力過高。

3" "下穿車站的控制

3.1" "連續墻的拆除

為了促進隧道口施工安全的提升，降低已有車站的影響，采取分期分部的方式對地下連續墻進行拆除。分為兩個步驟激進行拆除，一期首先對掌子面以上部位進行拆除，預留20cm作為止漿墻。對墻體輪廓進行造孔，待隧道周圍的墻體與連續墻體徹底分離后，則可實施連續性墻體的拆除。二期拆除過程中，應選用風鎬拆除的方法。

3.2" "深孔注漿加固技術

下穿圍巖質地比較軟，水理性比較差，遇水容易發生整體垮塌問題，在遭受擾動時容易發生軟化變形問題，不利于車站結構的安全性。為此在對隧道進行開挖之前，要提前對開挖面前方土體進行超前注漿，提高連續墻的止水效果[2]。

在開挖面和雙線隧道外輪廓外3m外進行土體的加固[3]。在靠近側穿越的部位進行實驗，從而得出標準的注漿工藝參數。對于外圍，則應采取普通水泥與雙漿液相結合的形式進行注漿。而內圍則采用細水泥與雙漿液相混合的形式進行注漿。在完成加固后土體無側限抗壓強度為1.0MPa左右，止漿墻厚度為2m。

3.3" "回填與補償注漿的控制

初期支護工作完成后，需要實施回填注漿，因此必須保證其與圍巖的緊密接觸。采取水泥漿液，注漿壓力為0.4MPa。初期支護施工時頂部預埋42型鋼花管，在完成初期支護以后進行二次填充注漿。

進行二次襯砌之后的回填注漿，目的主要是為了確保拱頂部混凝土的密實度符合相關標準。在拱頂二次襯砌工作中，需要對回填注漿管進行預埋，選用DN42型鋼管作為注漿管，管與管之間的距離為2m，以梅花型的形式進行布置，水灰比例為1：1，注漿壓力需控制在0.3MPa。

按照現有結構沉降值的實時監測數據結果，在沉降值和沉降速度接近預警值時進行二次補償注漿。運用回填注漿管埋設新管，根據實際的注漿效果，動態化進行補償注漿（注漿壓力≤0.5MPa）。然后對注漿過程中因為沉降產生的孔隙及時進行填充[4]。

3.4" "下穿隧道的控制

隧道左線下穿車站的連續墻完成拆除后，應在隧道的右線進行開挖，直至貫通方可繼續施工。采用暗挖的方法，對下穿段的直墻隧道進行施工作業，施工順序如圖1所示。

針對深孔進行注漿并加固。正式施工前，于暗挖段的掌子面處進行①序的補充以及加固，于連續墻中的側墻處設置小導管，注漿孔和導洞的位置方向一致。在注漿效果符合項目規范后，對①序進行開挖，開挖前進行初期支護，開挖步距以及各個柵間距為0.4m。

在①序掌子面錯距符合規范要求后，采取小步距的方式對②序實施開挖，并打好地梁，從而完成初期的支護。在確保②序中掌子面的錯距符合相關標準情況下，開展③序開挖工作，從而完成初期支護。在確保③序的掌子面錯距符合相關標準情況下，進行④序的開挖，完成地梁的架設。

在以上步驟的開展施工中，應在掌子面的地方均勻的設置小導管，并以此作為支護，最后于鋼筋格柵部位進行錨桿鎖腳的打設。

4" "數據監控

為了高效控制已有車站運營時安全性，在項目隧道開挖和支護過程中，對既有車站區間上方地表環境及內部結構安全進行了實時監測。在項目施工危險路段兩側各延伸30m位置按照每10m設置一處監測點，共設計有6個監測斷面。各個斷面布置監測點3個。既有車站內監測結果如表1所示，從表1可以看出，累計穩定值小于控制值。

5" "結論

本文以新建礦山法區間隧道下穿既有地鐵車站作為案例，對隧道下穿既有線的區間隧道主要方案進行了比較，并對下穿隧道對既有車站的不良影響進行監控。最終的監測數據說明，此方案可行，可使此區間隧道成功穿越既有車站。

實現工作面注漿與全斷面深孔的有機結合，可以有效地促進隧道巖土體的改善，降低項目施工對既有車站產生的不良影響。在進行隧道開挖以及隧道內部結構加固環節，需要確保已有車站與支撐鋼架結構底板的緊密牢固。

按照項目施工場地的實際情況對注漿參數進行調整，并在側穿段進行試驗。為有效預防既有線結構發生大規模沉降，需要及時進行支護。在監測數據的指導下對臨時支撐進行分段拆除。已有車站的結構的變形值一般較低，其變形的原因主體為結構差異上的沉降。底板的位置較大程度上受到隧道開挖和支護的影響，對注漿進行調節效果比較明顯。

參考文獻

[1] 王斌.區間隧道下穿既有地鐵車站的設計方案研究及施工技術分析[J].工程建設與設計，2017（11）：99-101+104.

[2] 曾毅.北京軌道交通房山線某礦山法暗挖區間隧道設計及施工淺述[J].地下工程與隧道，2012（1）：20-25+55-56.

[3] 蘇斌.復雜地質條件下長、大暗挖區間隧道下穿地面建筑物施工技術[J].鐵道建筑，2006（1）：48-50.

[4] 高波，郭建國.北京地鐵暗挖區間隧道標準斷面復合襯砌承載能力的試驗研究[J].鐵道建筑，1997（1）：18-22.