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引言
随着城市地铁建设的蓬勃发展，盾构法作为地铁建设的主要工法得到了广泛运用【1】，而随着一个城市线路的越来越密集，新施工隧道交叉穿过既有运营地铁线路就不可避免。而盾构隧道施工往往会危及地铁结构本身以及邻近结构物的安全与正常使用，使邻近结构物倾斜、扭曲等，从而引起一系列环境效应问题【2,3】，新建线路盾构掘进中控制不当就会影响既有线路的正常运营。
根据某市地铁3号线（即龙岗线）西延段购物公园站～福田站区间（以下简称购福区间）左线盾构安全平稳下穿既有运营的地铁1号线购物公园站～香蜜湖站区间（以下简称购香区间）隧道工程实例，对该工程的施工参数进行了总结分析，以便为今后同类工程提供成功的经验和参考。
1 工程概况
某市地铁3号线3151标购福区间隧道左线盾构机在福华路与民田路交汇处（里程ZDK5+477.17～ ZDK5+497.25）连续下穿地铁1号线购香区间既有隧道上、下行线。3号线购福区间隧道在下穿段的覆土厚度为17.6～18m，线路坡度为-5‰。地下水位埋深4～7.4m。负责本次穿越的盾构机为海瑞克s-469，刀盘开挖直径6.28m，最大扭矩5300KN•m，掘进最大推力34210KN；盾构机总功率1720KW。3号线隧道采用C50钢筋混凝土管片衬砌，管片防水等级S10，宽度为1.5m，厚度为0.3m，内径为5.4m，外径为6m。区间管片采用通用型管片、错缝拼装方式。 两条线路的平面位置如图1所示。
图2新建3号线与1号线隧道交汇区地质剖面图
<3-3>中、粗砂（Q4al+pl）
褐黄、灰白色，饱和，中密状，主要物质成分为石英质粗颗粒，另微含少量粘性土。级配良好。区间内层状分布（段尾附近缺失），厚1～3.5m，埋深4.7～9.5m。ρ=1.84～2.07g/cm3，e=0.43～0.89，Es 0.1～0.2=4.49 ～19.93MPa，，α0.1～0.2=0.25MPa-1，中压缩性土。
<6-2>砾（砂）质粘性土（Qel）
褐红、褐黄色，硬塑状。土质较均匀，含少量石英质粗砂砾，由下伏花岗岩残积而成。岩芯呈土柱状。主要呈透镜状分布于区间两端冲洪积层之下、基岩面之上，一般厚2～5m，埋深7～11m。ρ=1.76～1.73g/cm3，e=1.03～1.04，Es 0.1～0.2=3.15 ～4.12MPa，，α0.1～0.2=0.56MPa-1，高压缩性土。
<12-1>全风化花岗岩（γ53）
褐红、褐黄色，岩石风化强烈，原岩结构可辨析，岩芯呈坚硬土柱状，遇水软化。矿物成分除石英质残留外，其他已基本风化呈土状。场地内层状分布于殘积土之下，厚7～8.5m，埋深13～16m。ρ=1.86～1.83g/cm3，e=0.68～0.7，Es 0.1～0.2=4.54 ～4.60MPa，α0.1～0.2=0.36MPa-1，中压缩性土。
<12-2-1>强风化花岗岩（γ53）
褐黄、褐红等色，局部夹暗黑色。岩石风化强烈，岩芯呈坚硬土柱状，微含约5%角砾状强风化碎石，手可折断，遇水软化崩解。场地内层状分布于<12-1>之下，厚度变化大，埋深20.0m以下。
下穿段局部地段呈微承压，主要由大气降水补给，水量较丰富。区间范围内地表水水质类型为HCO3-.CL-- Ca2+. Na+型，对混凝土结构、钢筋混凝土中的钢筋及钢结构具弱腐蚀性。各地层具体力学指标见表1。
表1地层物理力学指标表
3 工程特点及难点：
（1）新施工的3号线隧道与既有1号线运营隧道之间的净距仅为1.23m，净距之短，在国内地铁领域也属罕见，下穿难度较高。
（2）下穿段距离3号线始发端只有31m，新施工的3号线隧道的盾构机参数调整适应时间非常短；
（3）既有运营的地铁1号线列车运行频率高（平均每5分钟发行一列车）、人流量大（该线日均客流量50万人次以上）、每天营运时间长（运营时间：每天6：00至23：30），造成新线盾构下穿既有1号线的上、下行线隧道时不能避免完全在非运营时间完成施工。在地铁运营时间完成新线对既有线的下穿，对施工参数要求高。
(4)根据《城市轨道交通安全保护区施工管理办法 （暂行）》的规定， 3号线盾构隧道施工对既有1号线隧道影响的控制指标为：运营线路轨道竖向变形±4mm，两轨道横向高差<4mm，水平三角坑高低差<4mm／18m，道床平顺度<4mm/10m,轨距:+6mm，-2mm,隧道结构绝对变形值<20mm。
总结：本次下穿施工难度大，工程风险高，下穿隧道在该市中心繁华区，一旦在施工中造成既有线隧道沉降超限，地铁停运等问题，社会影响大，损失严重。
4 主要技术措施
（1）在下穿施工开始前，对施工穿越区段管片螺栓进行了复紧，并对下穿段的监测区域内隧道现状进行调查；推进前应对盾构进行了认真细致的维修保养，避免穿越过程中出现问题而停机；合理安排穿越进度计划，细化到每一环的穿越时间，尽量将关键穿越安排在非运营时间。
（2）盾构施工参数控制：依靠施工过程中的地面量测监控、隧道内自动化监测指导3号线盾构施工参数的调整，如盾构掘进参数、注浆参数，主要目的是在盾构施工过程中保持地层的稳定，控制地层变形，从而减少既有1号线隧道的结构变形和应力变化。
（3）既有线隧道自动监测和人工监测相结合：自动监测是在既有1号线购香区间的上、下行线各布设了多个断面，为3号线盾构机掘进提供沉降数据；人工监测是在既有1号线购香区间上、下行两条隧道的道床中心设置人工监测点，监测点间距为30m。下穿施工前对既有1号线隧道道床进行原始数据采集；下穿施工期间，每天运营结束后进入既有1号线隧道进行人工监测测量。
图3（a）既有1号线隧道人工监测点布设平面图
图3（b）既有1号线隧道人工监测点布设断面图
（3）3号线隧道洞内二次注浆加固地层：主要目的是控制后期地层变形和结构变形。
（4）道床差修正：主要目的是针对轨道变形进行修正，确保既有线运营安全。方法：在既有地铁隧道内的管片环缝处抹上水泥块，观察水泥块的裂缝产生和发展，从而判断隧道的沉降和变形以指导施工；在既有线停运期间进入既有1号线隧道，在轨枕下方根据自动化监测结果和水泥块裂缝方向设垫片代替道床注浆修正轨道变形。
（5）在地铁3号线穿越既有1号线期间，将1号线地铁运营列车减速至20km/h，降低3号线穿越1号线的施工风险。
5 结果分析
由于1号线地铁隧道人工监测和自动化监测的控制指标较地面沉降指标严格（1号线隧道道床沉降不允许超过4mm，而地面沉降允许30mm），故一般情况下，只要1号线道床沉降控制在指标范围内，地面沉降就不会超标，故对盾构掘进参数分析研究时以隧道道床沉降作为参考。
本次下穿施工对既有1号线结构变形、沉降控制比较成功，对1号线隧道的运营未造成任何影响。
本次下穿施工对地面沉降控制也是比较成功的，下穿期间地面累计沉降值为20.5mm，未超出规范允许的范围，未对盾构机上方的道路交通造成任何影响。
5.1既有线隧道人工监测分析
在2月25日至28日3号线盾构机下穿期间，既有1号线上行线隧道道床变化量最大的点位是2月28日监测的L6，沉降量是-2.34 mm，下行线隧道道床变化量最大的点位是3月3日监测的R6，沉降量是-3.36mm。所有监测数据未发现异常，各监测点累计变化量均小于预警值4mm，各点变化速率较小，数据变化正常。通过运营部门司乘人员反映，3号线盾构穿越期间1号线隧道内运营行驶无任何异常情况。
图4（a）既有1号线购香区间下穿段上行线沉降变化曲线图
图4（b）既有1号线购香区间下穿段下行线沉降变化曲线图
5.2 盾构机掘进参数分析
2月25日施工：3号线购福左线掘进7～13环。施工第13环时，3号线盾构机刀盘距1号线上行线6m，仅1倍洞径宽度，盾构正上方的1号线上行线隧道L6点发生0.35mm的沉降，受此影响，1号线下行线沉降0.66mm，分析认为这可能和下行线地层不密实有关，故上行线下沉引起下行线更大幅度下沉。此时3号线对1号线沉降影响因素主要为土仓压力，本环土仓压力为1.2bar（全文用盾构机上部土仓压力代表盾构机土仓压力），表明该环土仓压力略小。
图5（a）盾构掘进第13环示意图
2月26日施工：3号线掘进14～21环。盾构机刀盘距离1号线上行线距离逐渐减小，至16环拼装完成后，盾构机刀盘距1号线上行线仅1m左右，此段时间盾构机土仓压力逐渐上升（由1.3bar升至1.7bar），1号线上行线沉降基本稳定在0.38mm，没有继续沉降，说明土仓压力建立的比较合理。施工17～21环时盾构机刀盘在1号线上行线下方。这段时间内土仓压力逐渐由第17、18环的1.75bar升至21环的2.2bar，综合既有隧道上、下行线隆沉情况来看，盾构机土仓压力还宜适当加大。
图5（b）盾构掘进第21环示意图
2月27日施工：3号线掘进22～31环。施工22～24环时，盾体在1号线上行线下方。这段时间内1号线上行线的轻微沉降主要是由3号线盾构的刀盘与盾壳间隙所产生的。既有1号线下行线隆沉受3号线盾构土仓压力影响，土仓压力由2.0bar逐渐升至2.4bar，1号线上行线右侧发生0.3mm左右隆起，土仓压力适中，1号线上行线隆起的影响因素为3号线盾构注浆压力和注浆量，此间每环注浆量均为8m3，注浆压力分别为0.5Mpa、0.5Mpa、0.25Mpa和0.4Mpa。除第27环1号线上行线存在一定程度沉降外，掘进和拼装其他3环时既有1号线上行线比较平稳，说明注浆压力和注浆量控制在0.5 Mpa和8m3比较合适；本阶段刀盘逐渐接近1号线下行线，至28环刀盘已抵达1号线下行线下方，土仓压力对既有下行线影响较大。本阶段下行线发生0.63mm的沉降，结果表明3号线盾构土仓压力（2.2bar）应适当提升。施工29～31环时，盾尾已离开1号线上行线，但盾尾注浆压力及注浆量仍对1号线上行线产生一定影响。此期间，由于在管片上进行二次补浆，既有1号线上行线略微上浮，但主要是恢复前期沉降，所以注浆压力和注浆量控制在0.4 Mpa和8m3还是适宜的。本阶段刀盘位于下行线下方，土仓压力对下行线隆沉影响较大。
图5（c）盾构掘进第31环示意图
2月28日施工：3号线掘进32～41环。施工32～33环时，施工的3号线盾尾已远离1号线上行线，盾构施工对左线影响基本不大，只要1号线下行线不发生明显隆沉，1号线上行线就不会发生较大变形。这段时间内1号线下行线的沉降主要是由3号线刀盘与盾壳间隙所产生的沉降引起的，由于3号线施工中采取了向中盾注入膨润土的施工措施，1号线下行线沉降稳定。施工34～37环时，3号线盾尾在1号线下行线下方。影响1号线下行线沉降的主要因素是3号线盾构的注浆压力和注浆量。这4环每环注浆量均为8 m3，注浆压力分别为0.4Mpa、0.4Mpa、0.4Mpa、0.35Mpa。除施工3号线第37环造成1号线下行线1.86mm沉降外，施工其他3环时既有1号线上行线比较平稳，说明注浆压力和注浆量控制在0.4 Mpa和8m3是比较合适的。施工38～40环时，3号线盾尾已离开既有1号线下行线，但盾尾注浆压力及注浆量仍对1号线上行线产生一定影响。虽然本阶段施工时3号线盾尾已远离1号线上行线，但1号线上行线沉降仍增加到2.84mm。主要原因：由于盾构穿越1号线下行线隧道时发生沉降，对1号线上行线产生影响。此外，1号线下行线隧道虽发生轻微上浮，由于施工第37环时发生了沉降，施工38～40环时加大了注浆量和压力对第37环进行补偿，这说明3号线盾构注浆压力和注浆量控制在0.4 Mpa和8 m3是合适的。施工第41环时，3号线盾尾已离开1号线下行线，盾构施工对下行线影响不大，只要3号线盾构刀盘前方不发生明显隆沉，既有1号线下行线就不会发生较大变形，且观测显示沉降数据基本稳定。
图5（d）盾构掘进第41环示意图
结论：
地铁3号线盾构机刀盘距离1号线隧道一倍洞徑距离时盾构机土仓压力就会影响1号线上、下行隧道。直至3号线盾尾脱离1号线隧道4.5m时，盾构施工对1号线隧道的影响才基本消除。故3号线盾构施工影响区范围是：刀盘距1号线隧道6m至盾尾脱出1号线隧道4.5m。
距既有线隧道洞口较近的下穿施工，其关键是在可能的条件下，应迅速提高盾构的推力、土仓压力和同步注浆压力，建立土压平衡。另一方面，尽可能保持盾构匀速推进，避免长时间停机，对保持地层稳定非常重要。施工中在保持注浆压力的同时，通过加大注浆量改良地层，有利于控制地层变形。
6 结语
（1）采用盾构法施工下穿1号线的正确性
3号线购福区间下穿1号线的地层主要处于全风化花岗岩层和强风化花岗岩层，地层强度较低，自稳性较差，相对于暗挖法施工，采用土压平衡盾构机施工能最大程度的保持土体稳定和其上部1号线隧道的安全。
（2）取消对3号线与1号线之间土体进行加固的正确性
最初考虑在3号线购物公园站盾构始发井洞门处轮廓线外侧设置长度为55～60m的水平管棚，采用纯水泥浆按照一定的压力注入土体，对3号线与1号线之间的土体进行加固处理。但由于新老两条隧道之间间距较小，仅1.2m左右，提前对其加固可能会破坏原有土体的稳定性，不但起不到应有的加固效果，反而会造成所夹土体变形、沉降，加剧既有1号线隧道的变形。事实证明采用严格控制盾构机掘进参数的方法直接掘进通过既有1号线的做法是可行的。
参考文献
[1] 刘建航、候学渊，盾构法隧道【M】.北京：中国铁道出版社，1991.
[2] 方勇，土压平衡式盾构掘进过程对地层的影响与控制【D】.成都：西南交通大学博士学位论文，2007.
[3] 于宁、朱合华，盾构施工仿真及其相邻影响的数值分析【J】.岩土力学，2004,25（2）:292-296.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
随着城市地铁建设的蓬勃发展，盾构法作为地铁建设的主要工法得到了广泛运用【1】，而随着一个城市线路的越来越密集，新施工隧道交叉穿过既有运营地铁线路就不可避免。而盾构隧道施工往往会危及地铁结构本身以及邻近结构物的安全与正常使用，使邻近结构物倾斜、扭曲等，从而引起一系列环境效应问题【2,3】，新建线路盾构掘进中控制不当就会影响既有线路的正常运营。
根据某市地铁3号线（即龙岗线）西延段购物公园站～福田站区间（以下简称购福区间）左线盾构安全平稳下穿既有运营的地铁1号线购物公园站～香蜜湖站区间（以下简称购香区间）隧道工程实例，对该工程的施工参数进行了总结分析，以便为今后同类工程提供成功的经验和参考。
1 工程概况
某市地铁3号线3151标购福区间隧道左线盾构机在福华路与民田路交汇处（里程ZDK5+477.17～ ZDK5+497.25）连续下穿地铁1号线购香区间既有隧道上、下行线。3号线购福区间隧道在下穿段的覆土厚度为17.6～18m，线路坡度为-5‰。地下水位埋深4～7.4m。负责本次穿越的盾构机为海瑞克s-469，刀盘开挖直径6.28m，最大扭矩5300KN•m，掘进最大推力34210KN；盾构机总功率1720KW。3号线隧道采用C50钢筋混凝土管片衬砌，管片防水等级S10，宽度为1.5m，厚度为0.3m，内径为5.4m，外径为6m。区间管片采用通用型管片、错缝拼装方式。 两条线路的平面位置如图1所示。
图2新建3号线与1号线隧道交汇区地质剖面图
<3-3>中、粗砂（Q4al+pl）
褐黄、灰白色，饱和，中密状，主要物质成分为石英质粗颗粒，另微含少量粘性土。级配良好。区间内层状分布（段尾附近缺失），厚1～3.5m，埋深4.7～9.5m。ρ=1.84～2.07g/cm3，e=0.43～0.89，Es 0.1～0.2=4.49 ～19.93MPa，，α0.1～0.2=0.25MPa-1，中压缩性土。
<6-2>砾（砂）质粘性土（Qel）
褐红、褐黄色，硬塑状。土质较均匀，含少量石英质粗砂砾，由下伏花岗岩残积而成。岩芯呈土柱状。主要呈透镜状分布于区间两端冲洪积层之下、基岩面之上，一般厚2～5m，埋深7～11m。ρ=1.76～1.73g/cm3，e=1.03～1.04，Es 0.1～0.2=3.15 ～4.12MPa，，α0.1～0.2=0.56MPa-1，高压缩性土。
<12-1>全风化花岗岩（γ53）
褐红、褐黄色，岩石风化强烈，原岩结构可辨析，岩芯呈坚硬土柱状，遇水软化。矿物成分除石英质残留外，其他已基本风化呈土状。场地内层状分布于殘积土之下，厚7～8.5m，埋深13～16m。ρ=1.86～1.83g/cm3，e=0.68～0.7，Es 0.1～0.2=4.54 ～4.60MPa，α0.1～0.2=0.36MPa-1，中压缩性土。
<12-2-1>强风化花岗岩（γ53）
褐黄、褐红等色，局部夹暗黑色。岩石风化强烈，岩芯呈坚硬土柱状，微含约5%角砾状强风化碎石，手可折断，遇水软化崩解。场地内层状分布于<12-1>之下，厚度变化大，埋深20.0m以下。
下穿段局部地段呈微承压，主要由大气降水补给，水量较丰富。区间范围内地表水水质类型为HCO3-.CL-- Ca2+. Na+型，对混凝土结构、钢筋混凝土中的钢筋及钢结构具弱腐蚀性。各地层具体力学指标见表1。
表1地层物理力学指标表
3 工程特点及难点：
（1）新施工的3号线隧道与既有1号线运营隧道之间的净距仅为1.23m，净距之短，在国内地铁领域也属罕见，下穿难度较高。
（2）下穿段距离3号线始发端只有31m，新施工的3号线隧道的盾构机参数调整适应时间非常短；
（3）既有运营的地铁1号线列车运行频率高（平均每5分钟发行一列车）、人流量大（该线日均客流量50万人次以上）、每天营运时间长（运营时间：每天6：00至23：30），造成新线盾构下穿既有1号线的上、下行线隧道时不能避免完全在非运营时间完成施工。在地铁运营时间完成新线对既有线的下穿，对施工参数要求高。
(4)根据《城市轨道交通安全保护区施工管理办法 （暂行）》的规定， 3号线盾构隧道施工对既有1号线隧道影响的控制指标为：运营线路轨道竖向变形±4mm，两轨道横向高差<4mm，水平三角坑高低差<4mm／18m，道床平顺度<4mm/10m,轨距:+6mm，-2mm,隧道结构绝对变形值<20mm。
总结：本次下穿施工难度大，工程风险高，下穿隧道在该市中心繁华区，一旦在施工中造成既有线隧道沉降超限，地铁停运等问题，社会影响大，损失严重。
4 主要技术措施
（1）在下穿施工开始前，对施工穿越区段管片螺栓进行了复紧，并对下穿段的监测区域内隧道现状进行调查；推进前应对盾构进行了认真细致的维修保养，避免穿越过程中出现问题而停机；合理安排穿越进度计划，细化到每一环的穿越时间，尽量将关键穿越安排在非运营时间。
（2）盾构施工参数控制：依靠施工过程中的地面量测监控、隧道内自动化监测指导3号线盾构施工参数的调整，如盾构掘进参数、注浆参数，主要目的是在盾构施工过程中保持地层的稳定，控制地层变形，从而减少既有1号线隧道的结构变形和应力变化。
（3）既有线隧道自动监测和人工监测相结合：自动监测是在既有1号线购香区间的上、下行线各布设了多个断面，为3号线盾构机掘进提供沉降数据；人工监测是在既有1号线购香区间上、下行两条隧道的道床中心设置人工监测点，监测点间距为30m。下穿施工前对既有1号线隧道道床进行原始数据采集；下穿施工期间，每天运营结束后进入既有1号线隧道进行人工监测测量。
图3（a）既有1号线隧道人工监测点布设平面图
图3（b）既有1号线隧道人工监测点布设断面图
（3）3号线隧道洞内二次注浆加固地层：主要目的是控制后期地层变形和结构变形。
（4）道床差修正：主要目的是针对轨道变形进行修正，确保既有线运营安全。方法：在既有地铁隧道内的管片环缝处抹上水泥块，观察水泥块的裂缝产生和发展，从而判断隧道的沉降和变形以指导施工；在既有线停运期间进入既有1号线隧道，在轨枕下方根据自动化监测结果和水泥块裂缝方向设垫片代替道床注浆修正轨道变形。
（5）在地铁3号线穿越既有1号线期间，将1号线地铁运营列车减速至20km/h，降低3号线穿越1号线的施工风险。
5 结果分析
由于1号线地铁隧道人工监测和自动化监测的控制指标较地面沉降指标严格（1号线隧道道床沉降不允许超过4mm，而地面沉降允许30mm），故一般情况下，只要1号线道床沉降控制在指标范围内，地面沉降就不会超标，故对盾构掘进参数分析研究时以隧道道床沉降作为参考。
本次下穿施工对既有1号线结构变形、沉降控制比较成功，对1号线隧道的运营未造成任何影响。
本次下穿施工对地面沉降控制也是比较成功的，下穿期间地面累计沉降值为20.5mm，未超出规范允许的范围，未对盾构机上方的道路交通造成任何影响。
5.1既有线隧道人工监测分析
在2月25日至28日3号线盾构机下穿期间，既有1号线上行线隧道道床变化量最大的点位是2月28日监测的L6，沉降量是-2.34 mm，下行线隧道道床变化量最大的点位是3月3日监测的R6，沉降量是-3.36mm。所有监测数据未发现异常，各监测点累计变化量均小于预警值4mm，各点变化速率较小，数据变化正常。通过运营部门司乘人员反映，3号线盾构穿越期间1号线隧道内运营行驶无任何异常情况。
图4（a）既有1号线购香区间下穿段上行线沉降变化曲线图
图4（b）既有1号线购香区间下穿段下行线沉降变化曲线图
5.2 盾构机掘进参数分析
2月25日施工：3号线购福左线掘进7～13环。施工第13环时，3号线盾构机刀盘距1号线上行线6m，仅1倍洞径宽度，盾构正上方的1号线上行线隧道L6点发生0.35mm的沉降，受此影响，1号线下行线沉降0.66mm，分析认为这可能和下行线地层不密实有关，故上行线下沉引起下行线更大幅度下沉。此时3号线对1号线沉降影响因素主要为土仓压力，本环土仓压力为1.2bar（全文用盾构机上部土仓压力代表盾构机土仓压力），表明该环土仓压力略小。
图5（a）盾构掘进第13环示意图
2月26日施工：3号线掘进14～21环。盾构机刀盘距离1号线上行线距离逐渐减小，至16环拼装完成后，盾构机刀盘距1号线上行线仅1m左右，此段时间盾构机土仓压力逐渐上升（由1.3bar升至1.7bar），1号线上行线沉降基本稳定在0.38mm，没有继续沉降，说明土仓压力建立的比较合理。施工17～21环时盾构机刀盘在1号线上行线下方。这段时间内土仓压力逐渐由第17、18环的1.75bar升至21环的2.2bar，综合既有隧道上、下行线隆沉情况来看，盾构机土仓压力还宜适当加大。
图5（b）盾构掘进第21环示意图
2月27日施工：3号线掘进22～31环。施工22～24环时，盾体在1号线上行线下方。这段时间内1号线上行线的轻微沉降主要是由3号线盾构的刀盘与盾壳间隙所产生的。既有1号线下行线隆沉受3号线盾构土仓压力影响，土仓压力由2.0bar逐渐升至2.4bar，1号线上行线右侧发生0.3mm左右隆起，土仓压力适中，1号线上行线隆起的影响因素为3号线盾构注浆压力和注浆量，此间每环注浆量均为8m3，注浆压力分别为0.5Mpa、0.5Mpa、0.25Mpa和0.4Mpa。除第27环1号线上行线存在一定程度沉降外，掘进和拼装其他3环时既有1号线上行线比较平稳，说明注浆压力和注浆量控制在0.5 Mpa和8m3比较合适；本阶段刀盘逐渐接近1号线下行线，至28环刀盘已抵达1号线下行线下方，土仓压力对既有下行线影响较大。本阶段下行线发生0.63mm的沉降，结果表明3号线盾构土仓压力（2.2bar）应适当提升。施工29～31环时，盾尾已离开1号线上行线，但盾尾注浆压力及注浆量仍对1号线上行线产生一定影响。此期间，由于在管片上进行二次补浆，既有1号线上行线略微上浮，但主要是恢复前期沉降，所以注浆压力和注浆量控制在0.4 Mpa和8m3还是适宜的。本阶段刀盘位于下行线下方，土仓压力对下行线隆沉影响较大。
图5（c）盾构掘进第31环示意图
2月28日施工：3号线掘进32～41环。施工32～33环时，施工的3号线盾尾已远离1号线上行线，盾构施工对左线影响基本不大，只要1号线下行线不发生明显隆沉，1号线上行线就不会发生较大变形。这段时间内1号线下行线的沉降主要是由3号线刀盘与盾壳间隙所产生的沉降引起的，由于3号线施工中采取了向中盾注入膨润土的施工措施，1号线下行线沉降稳定。施工34～37环时，3号线盾尾在1号线下行线下方。影响1号线下行线沉降的主要因素是3号线盾构的注浆压力和注浆量。这4环每环注浆量均为8 m3，注浆压力分别为0.4Mpa、0.4Mpa、0.4Mpa、0.35Mpa。除施工3号线第37环造成1号线下行线1.86mm沉降外，施工其他3环时既有1号线上行线比较平稳，说明注浆压力和注浆量控制在0.4 Mpa和8m3是比较合适的。施工38～40环时，3号线盾尾已离开既有1号线下行线，但盾尾注浆压力及注浆量仍对1号线上行线产生一定影响。虽然本阶段施工时3号线盾尾已远离1号线上行线，但1号线上行线沉降仍增加到2.84mm。主要原因：由于盾构穿越1号线下行线隧道时发生沉降，对1号线上行线产生影响。此外，1号线下行线隧道虽发生轻微上浮，由于施工第37环时发生了沉降，施工38～40环时加大了注浆量和压力对第37环进行补偿，这说明3号线盾构注浆压力和注浆量控制在0.4 Mpa和8 m3是合适的。施工第41环时，3号线盾尾已离开1号线下行线，盾构施工对下行线影响不大，只要3号线盾构刀盘前方不发生明显隆沉，既有1号线下行线就不会发生较大变形，且观测显示沉降数据基本稳定。
图5（d）盾构掘进第41环示意图
结论：
地铁3号线盾构机刀盘距离1号线隧道一倍洞徑距离时盾构机土仓压力就会影响1号线上、下行隧道。直至3号线盾尾脱离1号线隧道4.5m时，盾构施工对1号线隧道的影响才基本消除。故3号线盾构施工影响区范围是：刀盘距1号线隧道6m至盾尾脱出1号线隧道4.5m。
距既有线隧道洞口较近的下穿施工，其关键是在可能的条件下，应迅速提高盾构的推力、土仓压力和同步注浆压力，建立土压平衡。另一方面，尽可能保持盾构匀速推进，避免长时间停机，对保持地层稳定非常重要。施工中在保持注浆压力的同时，通过加大注浆量改良地层，有利于控制地层变形。
6 结语
（1）采用盾构法施工下穿1号线的正确性
3号线购福区间下穿1号线的地层主要处于全风化花岗岩层和强风化花岗岩层，地层强度较低，自稳性较差，相对于暗挖法施工，采用土压平衡盾构机施工能最大程度的保持土体稳定和其上部1号线隧道的安全。
（2）取消对3号线与1号线之间土体进行加固的正确性
最初考虑在3号线购物公园站盾构始发井洞门处轮廓线外侧设置长度为55～60m的水平管棚，采用纯水泥浆按照一定的压力注入土体，对3号线与1号线之间的土体进行加固处理。但由于新老两条隧道之间间距较小，仅1.2m左右，提前对其加固可能会破坏原有土体的稳定性，不但起不到应有的加固效果，反而会造成所夹土体变形、沉降，加剧既有1号线隧道的变形。事实证明采用严格控制盾构机掘进参数的方法直接掘进通过既有1号线的做法是可行的。
参考文献
[1] 刘建航、候学渊，盾构法隧道【M】.北京：中国铁道出版社，1991.
[2] 方勇，土压平衡式盾构掘进过程对地层的影响与控制【D】.成都：西南交通大学博士学位论文，2007.
[3] 于宁、朱合华，盾构施工仿真及其相邻影响的数值分析【J】.岩土力学，2004,25（2）:292-296.
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