新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵施工影響控制

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A文章編號：2096-6903(2025)03-0013-03

1工程概況

深圳市16號線共建管廊一標工程的三工區項目，位于龍平西路沿線，核心構成聚焦于“三井串聯雙區間”復雜布局。該項目涵蓋綜合井7、8、9三座關鍵節點，以及連接節點間的兩大盾構隧道區間，綜合井6～8 區間較長，全長 2.369km ，其隧道采用大直徑管片設計，內徑 7.7m ，外徑擴展至 8.5m ，以適應高容量傳輸需求，而綜合井 8～ 綜合井9的區間較短，全長約 1.201km ，采用相對緊湊隧道管片設計，內徑 6m 外徑 6.7m 。

在兩大盾構區間內，集成多樣化市政管線，如電力傳輸線、通信網絡、城市供水管及再生水系統等，管線被規劃于 2～3 艙室結構綜合管廊內，以使資源得到高效利用。盾構隧道工程總長度為 3.6km ，共需鋪設2355環隧道管片，且項目開展大規模鉆孔作業，總鉆孔長度達到 113638.8m ，輔以 注漿作業，以增強地基穩定性，并填充 材料，以優化隧道周邊地質環境，使工程安全得到保證[1]。

2新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵施工的影響因素

2.1環境因素

在深圳市16號線新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵施工過程中，由于深圳地區地質復雜，存在巖溶、軟土等不良地質現象，將對隧道開挖及支護帶來影響，針對于此需采取特殊地質處理措施。高水位或水位波動將導致隧道施工中滲水及突水問題，平均地下水位埋深約為

5m ，局部地區可達 3m ，對施工安全及進度形成制約。施工過程中還應防止既有地鐵結構發生變化，以免因施工引起沉降、變形等問題對既有地鐵線路造成損害。

隧道開挖引起的地面最大沉降量應 ?10mm ，對既有地鐵隧道結構產生的水平位移應 ?5mm 。施工期間，白天噪聲水平應 ?70 dB，夜間應 ?55 dB，振動加速度應 ?0.01g ，以避免對居民生活和既有建筑結構造成不良影響，保證既有地鐵線路安全運營。

2.2 設備因素

為應對深圳復雜地質條件，項目采用特制盾構機進行施工，盾構機總質量約 600t， ，刀盤直徑為 6.28m 可將堅硬巖石快速破碎，還可穿越巖溶區域。在正常地質條件下，盾構機掘進速度為5環/min，每環寬度為1.5m ，每小時可掘進 45m 。但在穿越巖溶區域時，掘進速度會顯著下降，降至2環 /min ，使施工安全得到保證。盾構機上配備如激光導向系統、自動糾偏系統和地質雷達等先進監測與控制系統，激光導向系統可對盾構機姿態實時測量，并將數據反饋至控制系統，實現掘進方向準確控制。

自動糾偏系統可在發現偏差時對掘進參數進行自動調整，使隧道軸線與設計要求相符合。為應對突發情況，項目現場還應配備注漿機、排水泵、起重機等多臺應急設備及救援車輛。其中，注漿機可在發生滲漏時快速注入漿液進行封堵，排水泵可在積水時快速排水，起重機可對重型設備進行吊裝處理[2]。

2.3技術因素

在深圳市16號線新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵的施工過程中，為使施工安全得到有效保障，項目采用先進的盾構機進行施工。盾構機配置強大，具備精確控制及應對復雜地質條件能力。在施工過程中，盾構機共掘進 3.6km ，完成2355環隧道管片的安裝。通過優化掘進參數及渣土改良措施，可防止掘進過程中地層擾動及沉降情況發生。

應構建完善的監測體系，對既有地鐵結構及地層變形進行實時監測。為應對施工過程突發情況，項目團隊應制定詳細應急預案，在穿越重大風險源前，進行應急演練，以便在緊急情況下得到有效處理。新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵施工的影響因素如表1所示。

3新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵施工的風險防控

3.1完善風險預警機制

在深圳市16號線新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵的施工過程中，為使地質勘察準確性得到保證，項目共完成鉆孔 113638.8m ，平均每個勘察點鉆孔深度 >30m ，為風險評估提供詳實地質數據支持。通過地質勘察，對每一處巖溶位置、規模、形態等信息進行全面記錄，為風險預警及處置提供重要依據。構建包含地層穩定性、地下水位、隧道埋深、與既有地鐵的距離等在內的多項風險評估指標，且每項指標均設定明確閾值及警戒值。

根據風險評估結果，將施工區域按照等級進行合理劃分。應放置地質雷達、激光測距儀、水位監測儀等多種實時監測設備，以便對施工現場地質變化、隧道變形、地下水位等進行 24h 不間斷監測。應為各項監測數據設定預警閾值，當隧道變形量 >5mm 或地下水位異常波動時，將發出預警播報。一旦監測數據達到或超過預警閾值，系統將自動觸發預警信號。應制定詳細預警響應流程，對預警信號接收、確認、報告、處置等進行明確，以便在預警信號發出后，可迅速啟動應急預案，并采取有效措施控制風險[3]。

3.2加強設備運維管理與控制

針對深圳復雜地質條件，選用具備強大掘進能力及適應性強的盾構機。盾構機配備有先進測控系統，可對監測掘進參數進行實時監測，如土倉壓力、推進速度、刀盤扭矩等，使施工過程中得到準確控制。在既有地鐵線路上方及周邊區域，設置如沉降觀測點、水平位移觀測點及應力應變監測點等多個監測點，監測頻率達到每天 1～2 次。

為提高應急響應能力，項目現場儲備如克泥效、衡盾泥在內的應急材料共計 500t. ，還有各類應急機械設備，建立應急物資快速調配機制，以便在緊急情況下可迅速到位。盾構機等關鍵設備應遵循嚴格維護保養制度，每掘進50環進行一次全面檢查與維護，使設備處于最佳工作狀態。通過精細化管理及預防性維護，盾構機等關鍵設備故障率控制在 0.05% 以下，使施工進度順利推進。項目還應引入先進設備運維管理系統，實現設備狀態的實時監控、故障預警及數據分析，避免安全事故發生。

3.3重視技術更新與操作管控

在地質勘探階段，項目團隊應通過超前地質預報及地面雷達探測等方式，對下穿區域地質條件進行詳盡分析，以便準確預判地質風險。盾構機在巖溶密集發育區掘進時，單次掘進距離精確控制在 ±5mm 以內，可避免因掘進偏差導致的地面沉降。通過實時監測隧道結構沉降變化，項目團隊可對施工參數及時調整，使沉降量控制在允許范圍內，隧道上方地面最大沉降量為 3mm 。

在巖溶密集區段，每次開倉均成功解決了涌水、漏氣、掌子面不穩定等施工難題。項目團隊還引入BIM技術實現圖紙立體化、交底可視化、資料數據化，使施工過程更加透明、可控。通過搭建運營數字化駕駛艙，集成信號、車輛、供電、機電等多個領域的實時數據，為調度人員提供全面、快捷線路運營情況了解渠道。在發生故障情況下，智能運控系統可迅速發起應急預案處理流程，快速排除故障，恢復運營[4]。

4新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵施工要點

4.1注漿加固與地層改良

為保證隧道施工過程中安全穩定，并最大限度地減少對既有地鐵結構的影響，項目團隊應對隧道周圍地層進行注漿加固與改良工作。注漿加固深度達到平均 20m ，最深處達到 25m ，注漿孔間距嚴格控制在 1.5～2m 區間內，使注漿效果連續性及均勻性有所保證。

在注漿材料選擇上，項目采用高強度、低滲透性的水泥基注漿材料，其初凝時間為 2h ，終凝時間為 8h 注漿材料在注入地層后可迅速固化，地層承載力及穩定性得到提高。注漿壓力穩定在 1.5～2.0MPa 區間內，使注漿漿液充分滲透地層裂隙中，填充并加固地層。

在地層改良方面，項目團隊針對隧道穿越區域的地質特點，在穿越軟土地層時，通過注入固化劑并混合原土，形成具有較高強度及穩定性的改良土體，以減少盾構掘進過程中的地層擾動和沉降。在穿越巖溶發育區時，項目團隊采用注漿填充和帷幕注漿等技術方式，對巖溶空洞和裂隙進行有效封堵加固處理，使盾構機可安全通過。

4.2施工管理與質量控制

深圳地鐵16號線項目團隊建立嚴格施工管理體系及質量控制機制，在施工過程中，項目團隊將施工人員分為多個班組，每個班組負責特定施工任務及質量控制點。項目設立專職的質量檢查人員，全天候對施工現場進行巡查，使各項施工措施得到有效執行。對施工所用原材料進行嚴格質量把控，檢驗進場材料批次，使所選用材料與設計要求相適應，對關鍵施工工序進行重點控制，如盾構掘進、管片拼裝等[5]。

項目團隊要建立完善的質量追溯體系，對施工工序及施工環節進行詳細記錄，以便在出現質量問題時可迅速定位并采取措施進行處理。項目團隊還定期組織質量分析會議，對施工過程中出現的問題進行總結、分析，提出改進措施并落實到具體施工中。在施工管理方面，項目團隊采用先進信息化管理系統，對施工進度進行實時監控。通過系統分析施工數據，項目團隊對潛在風險進行有效預防，并采取相應的措施進行解決，使施工進度順利推進。

4.3環境保護與生態恢復

施工現場配備霧炮機、灑水車等降塵設備，定期對施工區域進行灑水降塵，使揚塵濃度大幅降低，使空氣質量得到改善。施工產生廢水經過沉淀池處理后，達到排放標準后再進行排放。施工產生固體廢棄物進行分類收集、處理，其中可回收物如鋼筋、模板等進行了回收利用，不可回收物則按照環保要求進行妥善處理[。

針對施工過程中對生態環境造成的破壞，項目團隊采取生態修復措施。例如，在開挖的邊坡上設置了生態袋和植被網，以促進植被恢復。在受影響河流及湖泊周邊進行生態修復工程，可使水體自凈能力及生物多樣性有效恢復。通過對水質、土壤、空氣等環境指標的變化情況定期監測，及時評估生態恢復效果并調整恢復措施。

5結束語

在新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵的復雜施工過程中，通過精細化施工管理、先進設備應用、借助科學技術方法等，可實現對既有地鐵結構安全及運營穩定最小化影響，促使工程技術的不斷進步，并提高人們的環境保護意識。隨著城市化進程加速及軌道交通網絡日益完善，新型施工問題將層出不窮。因此應持續創新，不斷提升施工技術和管理水平，以更加高效、安全、環保的方式推進地鐵建設。還應加強與既有地鐵運營單位進行溝通協調，共同制定科學合理的施工方案及應急預案，使施工與運營不受影響，為城市建設實現可持續發展奠定堅實基礎。

參考文獻

[1]譚敏.新建地鐵隧道曲線下穿既有地鐵施工影響控制研究J].建筑技術，2023，54(15)：1812-1814.

[2]景文霖.新建地鐵隧道下穿既有地鐵施工技術探析[].工程機械與維修，2023(3)：99-101.

[3]田敬軍.新建地鐵隧道下穿既有地鐵施工技術要點分析]工程建設與設計，2022(20)：194-196.

[4]宋林俐.新建地鐵隧道下穿既有洞室的施工安全控制[J].重慶建筑，2021，20(5)：48-50.

[5]戶國帥.新建地鐵隧道近距離下穿既有地鐵車站的施工方法研究[].工程機械與維修，2021(1)：142-144.

[6]夏國政，江軍.新建地鐵隧道平行下穿既有地鐵施工機理研究[].工程技術研究，2020，5(22)：22-24.