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摘要：随着北京地铁建设进入高潮，工程环境的复杂性成为地铁工程建设的重点和难点，因此探寻安全、有效、经济的辅助措施成为新的课题。基于浅埋暗挖工法的深孔注浆工艺是解决地铁建设过程中下穿风险源的一种有效措施，本文结合建设中的北京地铁7号线虎坊桥站1号临时横通道施工的工程实例，探析深孔注浆工艺的原理、特点和适用性，以期对类似工程施工起到参考借鉴作用。
关键词：深孔注浆；下穿；地铁；风险源
中图分类号： U231 文献标识码： A
引言
城市地铁工程建设大多处在人口密集、交通拥挤、地下管线交错的建筑密集区，如何安全穿越既有地下管线的施工，是地铁建设者面临的又一难题。借助王梦恕院士提出的浅埋暗挖法的指导，继续探讨该工法在下穿地铁一级风险源施工中的应用。本文结合北京地铁7号线工程虎坊桥站1号临时横通道基于浅埋暗挖法的施工，探讨对下穿地铁一级风险源的辅助措施——深孔注浆工艺，分析该工艺的原理、特点和适用性，评价该工艺在工程实例中的应用效果。
一、工程概况与重难点
1、工程概况
北京地铁7号线是一条贯穿北京南城地区东西向的重要干线，西起北京最大铁路交通枢纽-北京西站，向东敷设至焦化厂站；线路全长23.67Km，全部为地下线，共设车站21座。虎坊桥站是北京地铁7号线工程第6座车站（包括西客站在内）车站位于珠市口站西大街（骡马市大街）与虎坊路（南新华街）的交口处，为规划12号线和7号线的换乘车站。车站主体为三拱两柱平底直墙断面，采用8导洞的PBA工法施工，结构初支顶覆土约8.15m，二衬结构总宽度22.9m，总高度16.21m。车站主体结构顶部基本位于粉细砂层，结构底板基本位于卵石层。车站通过3座临时竖井及横通道组织施工，本次应用实例为1号临时竖井及横通道。
1号临时竖井及横通道：临时竖井设在珠市口西大街与南新华街交口的东北角。临时竖井内净空尺寸7.0mX5.0m，井壁厚度0.35m，井总深度约27.16m，倒挂井壁施工。临时通道中心与主体（左）右线相交里程为K6+261.500，全长60.908m，净宽4.0m，主体范围内为上下分离两单洞，总高分别为7.7m、8.1m，主体外为单跨4层通道，标准段总高16.06m，结构厚度除临时中隔板为0.3m外，其余均为0.35m，断面形式为圆拱直墙平底结构，采用台阶法施工。临时横通道垂直下穿φ1750污水管，管体中心里程位于K0+30.025m，管底与临时通道最小净距429mm，管內水深1300mm，建设于2001年，接口为企口形式，壁厚180mm，混凝土材质，设计为一级风险源。临时横通道拱顶与φ1750污水管位置关系见图1。
图1临时横通道拱顶与φ1750污水管位置关系图
2、工程重难点
该工程具有如下重难点：
（1）沉降控制标准要求高：因所下穿的φ1750污水管为一级风险源，施工中存在较大安全风险，允许沉降控制值20mm，倾斜率控制值0.005，变形平均速率控制值2mm/d。
（2）地质条件复杂：暗挖穿越的地层主要为粉细砂层，受到地下水影响，地层自稳能力差，施工过程中容易发生坍塌。同时场地由于雨季及地下管道漏水存在上层滞水，使得顶板上部围岩稳定性降低。
（3）环境条件复杂：该临时横通道垂直于两广路，为交通要道，车流量大；且毗邻已倾斜的京华印书局。
二、施工方案
工程施工前，综合考虑工程及地质条件、安全经济等因素，通过方案比选，取消原设计采用的大管棚加固措施，选择深孔注浆工艺进行加固。该措施加固效果较好，可有效控制施工沉降，因此，是保证地面交通、既有地下管线安全最为有效的施工措施。
为保证北京地铁7号线虎坊桥站1号临时横通道初支施工下穿φ1750污水管的安全，在1号临时横通道Ⅰ部对φ1750污水管前后9m范围内上半断面土体进行深孔注浆加固，深孔注浆分两段进行施工，第一段加固长度5m，第二段为爬坡段加固长度4m。在横通道Ⅰ部施工至K0+25.308m时，进行第一段注浆施工；开挖3m后，进行第二段注浆施工，与前段搭接2m。深孔注浆采用二重管WSS无收缩注浆工艺，浆液采用水泥-水玻璃双液浆。
1、施工顺序
1号临时横通道Ⅰ部施工至K0+25.308m处，采用网喷C20混凝土进行全断面临时封堵；布设深孔注浆孔位，对横通道Ⅰ部上半掌子面土体进行深孔注浆加固，同时控制Ⅱ部施工步距小于5m，以保证φ1750污水管正下方初期支护及时封闭成环。
2、工艺原理及浆液选择
深孔注浆原理：用压送的方式将具有一定凝胶时间的浆液(溶液型、超细粒状、悬浮液浆液)注入到松散土层或含水层中，浆液凝结后固结土的颗粒或者充填土层空隙，使土层的力学性质得到改善。
通过了解深孔注浆原理，发现浆液是注浆加固成败的关键因素。因此应综合考虑深孔注浆加固目的、水文地质条件、环境条件及注浆效果等因素，选择水泥-水玻璃双液浆。
3、施工工艺
（1）工艺流程
（2）止浆墙施工
止浆墙为300mm厚C20喷射混凝土，双层φ6.5@150×150钢筋网，并设置φ22@500×500加强钢筋，核心土位置采用80mm厚C20喷射混凝土保护。
（3）布设孔位
在保证深孔注浆效果，确保安全通过φ1750污水管前提下，结合设计图示进行布设孔位。在横通道Ⅰ部开挖轮廓线拱部180°环向均匀布设，并保证孔位加固范围有叠加，深孔注浆布设孔位示意如图1：
图2深孔注浆孔位布设示意图
（4）配置浆液
深孔注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆。浆液比例：水和水泥为1:1，水泥浆：水玻璃浆液为1:1，均为体积比。因浆液质量对加固效果有直接影响，因此在施工现场中，外加剂的添加应根据现场的实际情况进行调整。
（5）施工机械
注浆施工机械为360°的水平地质钻机。
（6）注浆
注浆采用二重管后退式方式，遵循先外圈，后内圈，间隔钻孔注浆的作业顺序。注浆扩散半径不小于0.5m，注浆压力1.0～2.0MPa，施工过程中持续对φ1750污水管沉降进行观测，如发现数据异常，立即停止注浆，查找原因。查明原因后，方可继续施工。
（7）加固效果
深孔注浆施工完成后，1号临时横通道Ⅰ部开挖前通过洛阳铲进行取样，证明深孔注浆加固效果满足开挖要求。
（8）横通道开挖施工
深孔注浆完成后，破除掌子面封闭混凝土，开挖掌子面土体，及时架立格栅钢架，挂网喷砼。为防止拱脚下沉，拱脚处严禁掏空，且要采用方木垫实。同时在横通道Ⅰ部及时架设临时仰拱。
三、效果评价
监控量测是指导施工的重要手段，是保证施工安全的重要环节，更是评价深孔注浆效果的有效手段，监测结果直观地反映了φ1750污水管的地表沉降情况。本工程中φ1750污水管地表沉降最大19.8mm，小于允许沉降值（20mm），通过直观数据说明采用深孔注浆工艺措施得当，效果明显。本工程实践结果表明，深孔注浆工艺是下穿既有管线的有效措施，它在工程成功应用，并结合监控量测技术，使得在下穿一级风险源施工可行，对类似工程具有重要参考和借鉴意义。
参考文献
[1]王梦恕，地下工程浅埋暗挖技术通论[M]，合肥：安徽教育出版社，2004.
[2]中铁工程设计咨询集团有限公司.虎坊桥站1号临时竖井及横通道风险源处理措施图。
[3]中铁隧道集团北京地铁7号线03标.虎坊桥站1号临时竖井及横通道安全专项施工方案。
关键词：深孔注浆；下穿；地铁；风险源
中图分类号： U231 文献标识码： A
引言
城市地铁工程建设大多处在人口密集、交通拥挤、地下管线交错的建筑密集区，如何安全穿越既有地下管线的施工，是地铁建设者面临的又一难题。借助王梦恕院士提出的浅埋暗挖法的指导，继续探讨该工法在下穿地铁一级风险源施工中的应用。本文结合北京地铁7号线工程虎坊桥站1号临时横通道基于浅埋暗挖法的施工，探讨对下穿地铁一级风险源的辅助措施——深孔注浆工艺，分析该工艺的原理、特点和适用性，评价该工艺在工程实例中的应用效果。
一、工程概况与重难点
1、工程概况
北京地铁7号线是一条贯穿北京南城地区东西向的重要干线，西起北京最大铁路交通枢纽-北京西站，向东敷设至焦化厂站；线路全长23.67Km，全部为地下线，共设车站21座。虎坊桥站是北京地铁7号线工程第6座车站（包括西客站在内）车站位于珠市口站西大街（骡马市大街）与虎坊路（南新华街）的交口处，为规划12号线和7号线的换乘车站。车站主体为三拱两柱平底直墙断面，采用8导洞的PBA工法施工，结构初支顶覆土约8.15m，二衬结构总宽度22.9m，总高度16.21m。车站主体结构顶部基本位于粉细砂层，结构底板基本位于卵石层。车站通过3座临时竖井及横通道组织施工，本次应用实例为1号临时竖井及横通道。
1号临时竖井及横通道：临时竖井设在珠市口西大街与南新华街交口的东北角。临时竖井内净空尺寸7.0mX5.0m，井壁厚度0.35m，井总深度约27.16m，倒挂井壁施工。临时通道中心与主体（左）右线相交里程为K6+261.500，全长60.908m，净宽4.0m，主体范围内为上下分离两单洞，总高分别为7.7m、8.1m，主体外为单跨4层通道，标准段总高16.06m，结构厚度除临时中隔板为0.3m外，其余均为0.35m，断面形式为圆拱直墙平底结构，采用台阶法施工。临时横通道垂直下穿φ1750污水管，管体中心里程位于K0+30.025m，管底与临时通道最小净距429mm，管內水深1300mm，建设于2001年，接口为企口形式，壁厚180mm，混凝土材质，设计为一级风险源。临时横通道拱顶与φ1750污水管位置关系见图1。
图1临时横通道拱顶与φ1750污水管位置关系图
2、工程重难点
该工程具有如下重难点：
（1）沉降控制标准要求高：因所下穿的φ1750污水管为一级风险源，施工中存在较大安全风险，允许沉降控制值20mm，倾斜率控制值0.005，变形平均速率控制值2mm/d。
（2）地质条件复杂：暗挖穿越的地层主要为粉细砂层，受到地下水影响，地层自稳能力差，施工过程中容易发生坍塌。同时场地由于雨季及地下管道漏水存在上层滞水，使得顶板上部围岩稳定性降低。
（3）环境条件复杂：该临时横通道垂直于两广路，为交通要道，车流量大；且毗邻已倾斜的京华印书局。
二、施工方案
工程施工前，综合考虑工程及地质条件、安全经济等因素，通过方案比选，取消原设计采用的大管棚加固措施，选择深孔注浆工艺进行加固。该措施加固效果较好，可有效控制施工沉降，因此，是保证地面交通、既有地下管线安全最为有效的施工措施。
为保证北京地铁7号线虎坊桥站1号临时横通道初支施工下穿φ1750污水管的安全，在1号临时横通道Ⅰ部对φ1750污水管前后9m范围内上半断面土体进行深孔注浆加固，深孔注浆分两段进行施工，第一段加固长度5m，第二段为爬坡段加固长度4m。在横通道Ⅰ部施工至K0+25.308m时，进行第一段注浆施工；开挖3m后，进行第二段注浆施工，与前段搭接2m。深孔注浆采用二重管WSS无收缩注浆工艺，浆液采用水泥-水玻璃双液浆。
1、施工顺序
1号临时横通道Ⅰ部施工至K0+25.308m处，采用网喷C20混凝土进行全断面临时封堵；布设深孔注浆孔位，对横通道Ⅰ部上半掌子面土体进行深孔注浆加固，同时控制Ⅱ部施工步距小于5m，以保证φ1750污水管正下方初期支护及时封闭成环。
2、工艺原理及浆液选择
深孔注浆原理：用压送的方式将具有一定凝胶时间的浆液(溶液型、超细粒状、悬浮液浆液)注入到松散土层或含水层中，浆液凝结后固结土的颗粒或者充填土层空隙，使土层的力学性质得到改善。
通过了解深孔注浆原理，发现浆液是注浆加固成败的关键因素。因此应综合考虑深孔注浆加固目的、水文地质条件、环境条件及注浆效果等因素，选择水泥-水玻璃双液浆。
3、施工工艺
（1）工艺流程
（2）止浆墙施工
止浆墙为300mm厚C20喷射混凝土，双层φ6.5@150×150钢筋网，并设置φ22@500×500加强钢筋，核心土位置采用80mm厚C20喷射混凝土保护。
（3）布设孔位
在保证深孔注浆效果，确保安全通过φ1750污水管前提下，结合设计图示进行布设孔位。在横通道Ⅰ部开挖轮廓线拱部180°环向均匀布设，并保证孔位加固范围有叠加，深孔注浆布设孔位示意如图1：
图2深孔注浆孔位布设示意图
（4）配置浆液
深孔注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆。浆液比例：水和水泥为1:1，水泥浆：水玻璃浆液为1:1，均为体积比。因浆液质量对加固效果有直接影响，因此在施工现场中，外加剂的添加应根据现场的实际情况进行调整。
（5）施工机械
注浆施工机械为360°的水平地质钻机。
（6）注浆
注浆采用二重管后退式方式，遵循先外圈，后内圈，间隔钻孔注浆的作业顺序。注浆扩散半径不小于0.5m，注浆压力1.0～2.0MPa，施工过程中持续对φ1750污水管沉降进行观测，如发现数据异常，立即停止注浆，查找原因。查明原因后，方可继续施工。
（7）加固效果
深孔注浆施工完成后，1号临时横通道Ⅰ部开挖前通过洛阳铲进行取样，证明深孔注浆加固效果满足开挖要求。
（8）横通道开挖施工
深孔注浆完成后，破除掌子面封闭混凝土，开挖掌子面土体，及时架立格栅钢架，挂网喷砼。为防止拱脚下沉，拱脚处严禁掏空，且要采用方木垫实。同时在横通道Ⅰ部及时架设临时仰拱。
三、效果评价
监控量测是指导施工的重要手段，是保证施工安全的重要环节，更是评价深孔注浆效果的有效手段，监测结果直观地反映了φ1750污水管的地表沉降情况。本工程中φ1750污水管地表沉降最大19.8mm，小于允许沉降值（20mm），通过直观数据说明采用深孔注浆工艺措施得当，效果明显。本工程实践结果表明，深孔注浆工艺是下穿既有管线的有效措施，它在工程成功应用，并结合监控量测技术，使得在下穿一级风险源施工可行，对类似工程具有重要参考和借鉴意义。
参考文献
[1]王梦恕，地下工程浅埋暗挖技术通论[M]，合肥：安徽教育出版社，2004.
[2]中铁工程设计咨询集团有限公司.虎坊桥站1号临时竖井及横通道风险源处理措施图。
[3]中铁隧道集团北京地铁7号线03标.虎坊桥站1号临时竖井及横通道安全专项施工方案。