论文部分内容阅读
[摘 要]地铁建设过程中，如果新建线路和既有线路距离较近时，应在规划阶段就既有線路和新建线路的位置合理性进行分析、讨论，并在实际的施工中对既有线路与新建线路的位置关系、结构形式、交叉部位距离等相互之间的影响及由此产生的一系列问题进行科学的考量。并根据相互之间的影响因素对新建线路的施工区域进行划分，可按影响程度分为施工需注意区域、无影响区域和需采取措施区域。再根据线路的不同区域、新建隧道的规模、结构等多方面的因素制定出科学的施工方案。
[关键词]地铁；隧道；下穿既有地铁；施工技术
中图分类号：S313 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0120-01
1 新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术概述
地铁工程逐渐成为一些大城市的标准配置，目前我国的城市人口正在不断增多，在交通压力变得越来越大的时候，地铁便捷的通行能力和能准点发车、到达的特点就显得尤为重要。虽然地铁是一项非常便利的出行方式，但地铁工程的施工建设并不是一项简单的工作，按照城市不断增长的通行需求地铁往往需要修建多条线路，形成网状结构贯通整个城市，而网状的地铁线路呈现的新旧线路重叠或交叉，使得地铁的建设需要考虑的情况更加复杂，同时使地铁的施工难度也变得更大，城市地铁的建设者们不得不采用修建穿越式的地铁路线的方法来解决这一问题。现阶段的穿越式地铁线路修建技术有上穿、侧穿以及下穿三种，其中下穿既有地铁施工技术的难度最大（图1）。
2 地铁隧道下穿施工技术
2.1 施工方案的确定
地铁施工过程中，所有施工方案的确定和选择都必须以施工现场的具体情况为基础。在下穿施工的过程中，为了有效的控制既有地铁底板的沉降和维持掌子面的稳定，通常会使用采取大管棚+超前小导管复合注浆支护技术和CRD加临时中隔墙的施工方法进行施工，必要时将增加全断面深孔注浆来增加地层的稳定性，以达到有效控制现有线路沉降和掌子面稳定的目的。
2.2 对接处结构处理
如果下穿隧道的结构为后期浇筑且在施工的过程中与原车站结构之间缺乏稳定的刚性连接的话，那么在实际施工的过程中，将会对原有车站结构的沉降控制产生不良的影响。因此为了避免施工过程中因为土体的移动，造成对接部位出现不均匀沉降，必须采取积极有效的措施严格的进行既有车站底板及轨行区轨道下沉问题的控制，才能确保地铁施工的顺利进行。采用较多且比较成功的处理方法是通过搭设大管棚+超前小导管复合注浆进行既有地铁结构底板范围的加固，同时采取全断面注浆来增加掌子面土体的稳定性，保证在既有结构下进行开挖的过程中和新建结构完成后，新建结构和既有结构之间的部分具有较高的自稳性。
2.3 防沉降施工
除了施工方案的确定和对结构接口位置处理外，防沉降施工，也是隧道下穿施工的技术重点所在。为解决在开挖过程中，由于开挖扰动，造成既有线下方土体的失稳，进而引起既有结构的沉降问题。首先分析结构及地表产生沉降的主要原因是：由于地下土层存在一定的间隙，并伴有局部的地下水，在新建结构施工前，为保证结构施工安全，我们要通常会将地下水降至底板以下1m，随着地下水的排出，原来被水填充的土体逐渐变得不饱满，同时地层中的泥沙随地下水一同排出，进而加大土层之间的空隙，严重的更会形成空洞，进而诱发地表及既有结构沉降。前面提到的大管棚+超前小导管复合注浆，在一定程度上，可以缓解既有结构的沉降加剧，但对开挖范围土层的加固填充作用不大，起不到填充开挖范围土体之间空隙的作用，所以增加既有结构下方土体承载力的重点方法还是采用WSS后退式全断面注浆。为了更有效的减小既有结构的下沉，我们在开挖过程中还采取了CAD加临时中隔墙的工法，将施工区域分解为4个小单元，每个单元在掌子面预留核心土的做法，进一步降低了掌子面暴露的面积，每个单元作为独立的工作面即减小了开挖支护的循环时间，又通过格栅钢架的及时架立缩短了因开挖造成的应力重新平衡时间。
3 施工过程中应当注意的施工技术要点
3.1 WSS加固技术要点
（1）利用WSS技术对于既有线结构及轨行区以下进行钻孔加固的过程中，要严格而谨慎地把握好钻孔的深度和钻杆钻孔的角度，保证注浆能够充满整个加固区土体。另外注浆浆液的配置也很有讲究，要严格按照现场实际试验的数据来处理，保证浆液注入过程，先行注入的浆液可以在预订的时间达到初凝。
（2）注浆浆液的选择和注浆压力的选择对加固是否成功也有至关重要的作用，针对下穿工程需要尽快凝固，填充加固体土体空隙，以及提高土体自稳能力的要求，我们选择了水泥-水玻璃双液浆，并添加加快凝固的外加剂，使两种浆液从注浆管喷出混合后能在50s左右开始凝固，注浆的压力也控制在2-3Mpa，提高注浆压力的主要目的是尽可能的让单根注浆孔洞注浆加固的范围增大，使相邻注浆孔洞的加固范围相互重叠，提高注浆加固的效果。
3.2 支护开挖工作的技术要点
（1）地铁隧道结构的安全性离不开支护开挖工作，开挖支护工作首先要注意的就是分块闭合施工技术的应用，在小断面挖掘施工的时候起到有效减小应力释放量的作用，进而有效控制既有结构的沉降变形。
（2）为了增加对既有结构的有效支撑，减小既有结构的整体沉降和不均匀沉降，必须要采用高强度的支护钢架，除了选用高强度的钢架支护之外，每循环的进尺也至关重要，下穿过程我们选择循环进尺为50cm，每循环开挖完成后，及时架立支护钢架，并在拱脚位置打设2根2m长φ42缩脚锚杆，钢架之间采用φ28钢架连接，连接筋间距1m内外双层布设，同时挂设150×150预制网片后及时使用C25喷射混凝土封闭，以起到有效控制结构变形的目的。
（3）为了持续增强既有结构下土体的自稳性，在每循环的短进尺开挖工作的时候，还采取了临时封闭掌子面的做法，使掌子面具有良好的稳定性。具体做法是：每开挖前进50cm，使用0.5m长φ25钢筋插入掌子面土体作为土钉，挂设150×150预制网片，然后喷射10cmC25喷射混凝土进行封闭。
3.3 二衬施工注意事项
3.3.1 确保结构强度
临时中隔墙钢架可以使用Ⅰ25a型钢，临时仰拱采用I22a型钢，钢架之间使用35×35厚度为10mm的钢板连接，C25喷射混凝土的喷射厚度是35cm；二衬施工时采用分段破除，每段在5m左右，防止出现因外力转换导致的结构变形。
3.3.2 二衬背后注浆
一般情况下，在进行隧道拱部浇筑工作时如果采用泵送方式，则会出现混凝土浇筑不满的情况，导致二衬结构与初期支护之间存在较大的空隙。因此，混凝土浇筑完成，达到一定强度后，要进行二次注浆填充二衬结构和初期支护之间的空隙，注浆管可以预埋在顶板、边墙及施工缝处，注浆管的注浆圆盘上端与防水板焊接，注浆塑料管升出模板大于等于10cm。
经过在施工过程中不断的总结经验，并随时关注下穿过程中问题的反馈、解决，项目在规定沉降控制值的标准下，完成了新建线路下穿既有地铁站的施工任务，为以后近距离甚至是零距离下穿既有运营结构积累了宝贵的经验，同时培养了一批具有下穿既有结构经验的管理人员和施工人员。
结语
随着社会不断的发展，广大民众对生活质量和出行等要求也逐渐提升，为民众提供优质便捷的交通服务，对加强地铁建设的提出了新的要求。众所周知，地铁建设不是单一性的，在实际的地铁施工中会出现复杂的线路交叉的情况，因此选择稳妥的施工工艺，使用先进、合理的施工方法，严格各项控制措施保证隧道结构的稳定性，将新建结构在施工过程中对既有线的影响降到可控范围内，将是我们长期需要摸索和探讨的重点。
参考文献
[1] 朱成根.新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术[J].建设科技，2016，23：119-120.
[关键词]地铁；隧道；下穿既有地铁；施工技术
中图分类号：S313 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0120-01
1 新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术概述
地铁工程逐渐成为一些大城市的标准配置，目前我国的城市人口正在不断增多，在交通压力变得越来越大的时候，地铁便捷的通行能力和能准点发车、到达的特点就显得尤为重要。虽然地铁是一项非常便利的出行方式，但地铁工程的施工建设并不是一项简单的工作，按照城市不断增长的通行需求地铁往往需要修建多条线路，形成网状结构贯通整个城市，而网状的地铁线路呈现的新旧线路重叠或交叉，使得地铁的建设需要考虑的情况更加复杂，同时使地铁的施工难度也变得更大，城市地铁的建设者们不得不采用修建穿越式的地铁路线的方法来解决这一问题。现阶段的穿越式地铁线路修建技术有上穿、侧穿以及下穿三种，其中下穿既有地铁施工技术的难度最大（图1）。
2 地铁隧道下穿施工技术
2.1 施工方案的确定
地铁施工过程中，所有施工方案的确定和选择都必须以施工现场的具体情况为基础。在下穿施工的过程中，为了有效的控制既有地铁底板的沉降和维持掌子面的稳定，通常会使用采取大管棚+超前小导管复合注浆支护技术和CRD加临时中隔墙的施工方法进行施工，必要时将增加全断面深孔注浆来增加地层的稳定性，以达到有效控制现有线路沉降和掌子面稳定的目的。
2.2 对接处结构处理
如果下穿隧道的结构为后期浇筑且在施工的过程中与原车站结构之间缺乏稳定的刚性连接的话，那么在实际施工的过程中，将会对原有车站结构的沉降控制产生不良的影响。因此为了避免施工过程中因为土体的移动，造成对接部位出现不均匀沉降，必须采取积极有效的措施严格的进行既有车站底板及轨行区轨道下沉问题的控制，才能确保地铁施工的顺利进行。采用较多且比较成功的处理方法是通过搭设大管棚+超前小导管复合注浆进行既有地铁结构底板范围的加固，同时采取全断面注浆来增加掌子面土体的稳定性，保证在既有结构下进行开挖的过程中和新建结构完成后，新建结构和既有结构之间的部分具有较高的自稳性。
2.3 防沉降施工
除了施工方案的确定和对结构接口位置处理外，防沉降施工，也是隧道下穿施工的技术重点所在。为解决在开挖过程中，由于开挖扰动，造成既有线下方土体的失稳，进而引起既有结构的沉降问题。首先分析结构及地表产生沉降的主要原因是：由于地下土层存在一定的间隙，并伴有局部的地下水，在新建结构施工前，为保证结构施工安全，我们要通常会将地下水降至底板以下1m，随着地下水的排出，原来被水填充的土体逐渐变得不饱满，同时地层中的泥沙随地下水一同排出，进而加大土层之间的空隙，严重的更会形成空洞，进而诱发地表及既有结构沉降。前面提到的大管棚+超前小导管复合注浆，在一定程度上，可以缓解既有结构的沉降加剧，但对开挖范围土层的加固填充作用不大，起不到填充开挖范围土体之间空隙的作用，所以增加既有结构下方土体承载力的重点方法还是采用WSS后退式全断面注浆。为了更有效的减小既有结构的下沉，我们在开挖过程中还采取了CAD加临时中隔墙的工法，将施工区域分解为4个小单元，每个单元在掌子面预留核心土的做法，进一步降低了掌子面暴露的面积，每个单元作为独立的工作面即减小了开挖支护的循环时间，又通过格栅钢架的及时架立缩短了因开挖造成的应力重新平衡时间。
3 施工过程中应当注意的施工技术要点
3.1 WSS加固技术要点
（1）利用WSS技术对于既有线结构及轨行区以下进行钻孔加固的过程中，要严格而谨慎地把握好钻孔的深度和钻杆钻孔的角度，保证注浆能够充满整个加固区土体。另外注浆浆液的配置也很有讲究，要严格按照现场实际试验的数据来处理，保证浆液注入过程，先行注入的浆液可以在预订的时间达到初凝。
（2）注浆浆液的选择和注浆压力的选择对加固是否成功也有至关重要的作用，针对下穿工程需要尽快凝固，填充加固体土体空隙，以及提高土体自稳能力的要求，我们选择了水泥-水玻璃双液浆，并添加加快凝固的外加剂，使两种浆液从注浆管喷出混合后能在50s左右开始凝固，注浆的压力也控制在2-3Mpa，提高注浆压力的主要目的是尽可能的让单根注浆孔洞注浆加固的范围增大，使相邻注浆孔洞的加固范围相互重叠，提高注浆加固的效果。
3.2 支护开挖工作的技术要点
（1）地铁隧道结构的安全性离不开支护开挖工作，开挖支护工作首先要注意的就是分块闭合施工技术的应用，在小断面挖掘施工的时候起到有效减小应力释放量的作用，进而有效控制既有结构的沉降变形。
（2）为了增加对既有结构的有效支撑，减小既有结构的整体沉降和不均匀沉降，必须要采用高强度的支护钢架，除了选用高强度的钢架支护之外，每循环的进尺也至关重要，下穿过程我们选择循环进尺为50cm，每循环开挖完成后，及时架立支护钢架，并在拱脚位置打设2根2m长φ42缩脚锚杆，钢架之间采用φ28钢架连接，连接筋间距1m内外双层布设，同时挂设150×150预制网片后及时使用C25喷射混凝土封闭，以起到有效控制结构变形的目的。
（3）为了持续增强既有结构下土体的自稳性，在每循环的短进尺开挖工作的时候，还采取了临时封闭掌子面的做法，使掌子面具有良好的稳定性。具体做法是：每开挖前进50cm，使用0.5m长φ25钢筋插入掌子面土体作为土钉，挂设150×150预制网片，然后喷射10cmC25喷射混凝土进行封闭。
3.3 二衬施工注意事项
3.3.1 确保结构强度
临时中隔墙钢架可以使用Ⅰ25a型钢，临时仰拱采用I22a型钢，钢架之间使用35×35厚度为10mm的钢板连接，C25喷射混凝土的喷射厚度是35cm；二衬施工时采用分段破除，每段在5m左右，防止出现因外力转换导致的结构变形。
3.3.2 二衬背后注浆
一般情况下，在进行隧道拱部浇筑工作时如果采用泵送方式，则会出现混凝土浇筑不满的情况，导致二衬结构与初期支护之间存在较大的空隙。因此，混凝土浇筑完成，达到一定强度后，要进行二次注浆填充二衬结构和初期支护之间的空隙，注浆管可以预埋在顶板、边墙及施工缝处，注浆管的注浆圆盘上端与防水板焊接，注浆塑料管升出模板大于等于10cm。
经过在施工过程中不断的总结经验，并随时关注下穿过程中问题的反馈、解决，项目在规定沉降控制值的标准下，完成了新建线路下穿既有地铁站的施工任务，为以后近距离甚至是零距离下穿既有运营结构积累了宝贵的经验，同时培养了一批具有下穿既有结构经验的管理人员和施工人员。
结语
随着社会不断的发展，广大民众对生活质量和出行等要求也逐渐提升，为民众提供优质便捷的交通服务，对加强地铁建设的提出了新的要求。众所周知，地铁建设不是单一性的，在实际的地铁施工中会出现复杂的线路交叉的情况，因此选择稳妥的施工工艺，使用先进、合理的施工方法，严格各项控制措施保证隧道结构的稳定性，将新建结构在施工过程中对既有线的影响降到可控范围内，将是我们长期需要摸索和探讨的重点。
参考文献
[1] 朱成根.新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术[J].建设科技，2016，23：119-120.