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【摘要】文章结合工程实践，在地铁出入口隧道暗挖施工中，对浅埋暗挖隧道近距离下穿有水管线施工技术进行了研究，创新提出了密排槽钢法施工技术，对浅埋暗挖隧道近距离下穿有水管线提出了安全、可行、简便、经济的专项措施及有水管线保护措施。
【关键词】密排槽钢法；浅埋暗挖；隧道；下穿；有水管线；安全；保护
中图分类号：U45文献标识码： A
1．概述
在城市地下工程施工中，浅埋暗挖隧道下穿构筑物历来是工程安全技术风险的重难点之一，多存在埋深超浅（3-6m）、地质条件差(砂土地层)、下穿市政雨、污水干管等有水、渗水管线等不利条件，工程施工风险非常大，而且一旦出现隧道坍塌事故，则会引起管线坍塌、隧道灌水、人员伤亡、道路坍塌、交通中断等，经济损失和社会影响极大，故被定为特级、一级工程风险。近年来，各大城市地铁施工中曾发生多起浅埋暗挖隧道下穿雨、污水管线等有水、渗水管线因措施不当引起严重的隧道、管线坍塌事故，甚至多人死亡，造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响，给隧道施工带来沉痛的教训。因此必须引起高度重视，根据实际条件制定可靠的隧道下穿措施和管线保护措施。
本文作者对亲身经历的地铁工程出入口浅埋暗挖隧道近距离下穿近距离污水干管的施工方案进行了研究，创新提出了“密排槽钢法”施工技术并在实施中取得了成功。现在在参考有关工艺、文献的基础上，把密排槽钢法施工技术做为成功案例，进行分析和总结，以供类似工程参考。
2．概况
2.1 工程概况
北京地铁6号线十里堡站、青年路站位于北京市朝阳北路，车站均设4个出入口，两站1、2号出入口通道采用CRD法下穿朝阳北路，隧道开挖断面约6.4*5.5m，埋深约4.2-7.7m。
2.2 水文地质概况
出入口通道主要粉土层、粉质粘土层，主要受上层滞水和雨、污水管线渗水影响。
2.3 管线概况
出入口暗挖通道垂直下穿的有水管线主要φ1050污水管、φ1600雨水管、φ1800雨水管，其中雨水管在隧道上方约1.5、2.0m，污水管紧贴隧道拱顶上方，垂直位置关系见下表。
主要影响
有水管线 位置关系（m）
十里堡站 青年路站
1#口
通道 2#口
通道 1#口
通道 2#口
通道
φ1050污水 0.16 0.24 0.27 0.23
经调查，雨、污水管均为主干管。雨水管埋深约3.5m，内水位约1m。污水管埋深约5.5-6m，管内水位满管且高出管顶约3米，已经带压并超出管道设计负荷。且主体基坑开挖过程中以及通过掌子面探水发现管道均有有渗漏现象。
污水管位置几乎紧贴隧道拱顶，而通道受车站主体设计限制，已经压倒最低，位置关系无法调整。
2.4 风险分析
2.4.1不利因素：
（1）污水管距隧道拱顶极近，且尚未考虑开挖外放和施工误差影响；
（2）经探测，雨、污水管内水量大、带压且渗漏严重；
（3）雨、污水管为明开槽施工，管道周边土体均已受过扰动；
（4）施工地点地处北京市东部的一块自然下陷区，区域内地层近几年连续出现不同程度的下沉（5年内沉降约30～60cm）；可能导致管线出现不均匀下沉、开裂，加剧渗漏；
（5）经探测，管线周边地质含水量大，近淤泥质，地质条件极差；
（6）下穿管线较多，除雨污水外还有上水、中水、燃气等。
（6）朝阳北路是城市主干路，双向8车道，车流量大。
2.4.2存在风险：
受管线渗水及位置关系的影响，若没有安全可靠的下穿和管线保护措施，可能导致隧道开挖下穿过程中引起拱顶沉降过大、坍塌、涌水，继而引起污水管线变形过大甚至破坏漏水，进一步导致隧道涌水、人员伤亡和覆土坍塌、其它管线破坏，以及路面塌陷、交通中断等。
3. 方案比选
3.1方案选择依据
隧道几乎紧贴污水管下方，下穿施工最重要的就是下穿施工期间将管线和工作面有效隔离，防止拱顶土体坍塌、暴露管线致管线破坏、隧道涌水，这是选择方案的核心。同时做好一下几方面工作：通过前需要超前探测了解情况，确保可控、可行；开挖通过期间严格控制沉降防止管线变形过大、破坏；通过后仍需要做好后处理工作，消除隐患。防止渗水顺拱顶支护背后流入前方掌子面，导致隧道坍塌。
3.2方案比选
常见的浅埋暗挖下穿、保护措施主要有：管线改移、管水导流、管线内衬隔水、超前小导管、大管棚注浆加固、冻结法、水平旋喷桩或搅拌桩加固、插板法等。对比分析如下：
3.2.1管线改移、管水导流、管线内衬隔水
管线埋深低于车站主体，不能改移到已施工的主体上方，出入口外均为高层建筑，而在主体与出入口之间改移路由无法避开，况且朝阳北路下方管线密布，管线改移不可行。即使具备改移条件，污水主干管改移工期也较长，约需6个月。
管线内水为高、水量大，经实践，导流处理的能力无法满足施工期间疏导管内污水、达到管内无水的要求，同时因这种情况，管线内衬隔水也无法实施。
3.2.2超前小导管、大管棚注浆加固
属于常规超前加固措施。地层为粉土、粉质粘土，注浆法难以达到隔水效果，土体固结也不能保證均匀，注浆压力低不能起到封闭效果，压力大则可能流入管道，加剧管线破坏，无法保证施工安全。而密排大管棚除注浆问题外，还受空间限制，管道和隧道间距离小，再考虑隧道外放和施工误差，不具备打设密排管棚条件。
3.2.3水平旋喷桩或搅拌桩加固
水平加固措施主要针对土体固结，适用管线和隧道间距较大的情况，因本工程间距极小，无法达到加固、隔离作用。且施工压力大，可能提前破坏管线。故方案不可行而且造价高。
3.2.4冻结法
冻结法主要适用含水量较大的地层固结、且管线和隧道间距较大的情况。因本工程地质为粉土和粉质粘土，地质条件不适用。管线和隧道间距极小，不具备布管空间。即使可实施也可能对管线造成不利影响。故方案不可行，即使具备条件，冻结法还存在工期较长、造价极高等问题。
3.2.5插板法
插板法可有效隔离，施工空间也基本满足。此方案可行，造价较低。插板法已由北京城建地铁地基工程有限责任公司在地下工程中实践成功并申请专利。但是，插板法不便之处在于插板需要定制，并使用专用的插板机。
3.2.6密排槽钢法
结合工程实际，从方案选择的核心要求出发，根据密排管棚法、插板法原理，在本工程中进行优化、创新，制定了密排槽钢法施工技术。
具体做法为：采用正反紧扣密排槽钢形成水平板状密闭隔离形式，在管线下方贴近管线水平布置，同时每根槽钢的槽内焊接小导管，结合小导管注浆固结土体、挤密槽钢间缝隙，并对管线起到预先微顶作用。布置形式及范围
槽钢贴管线下方、隧道拱部上方与管线间隙土体内沿隧道方向水平打设，纵向打设范围6m，即管线中心前后各3m。见下图。
图1槽钢布置断面图
图2槽钢布置纵剖面图
与密排管棚法相比，加固空间几乎只需1个槽钢厚度（约5cm），适用于近距离下穿。
与插板法相比，首先采用槽钢不需定制，就地取材，操作工艺更加简单；其次与片状的插板相比，槽钢的形状更易控制方向和保证精度；而且更大的优势是，槽钢内可组合小导管，结合导管注浆使用。另外造价较插板法低。
4. 施工工艺
4.1主要材料
主要材料有：[10槽钢、φ42×3.25钢管、水泥（42.5号以上的普通硅酸盐水泥）、水玻璃等。
槽钢采用[10槽钢，截面尺寸为：h=100mm，d=48mm，b=5.3mm，L=6.0m，为操作方便分2节制作，每节3m。
注浆小导管采用φ42*3.5mm钢管，焊在槽钢的槽内。注浆浆液采用水泥水玻璃双液浆。
4.2主要机具
主要机具有：夯管锤、空压机、注浆泵、风镐、电焊机等。
槽钢（组合导管）采用德国TT的气动夯管锤(顶管机)水平打入土层中。夯管锤直径145mm，长度1545mm，重量约137Kg，耗气量约4m3/分钟，撞击次数约310次/分钟，撞击力80t/次。夯管锤有尺寸小、操作方便等优点，见下图。
图3夯管锤照片
4.3施工工艺
4.3.1施工工艺流程
施工准备（开挖至槽钢打设里程、封闭掌子面、测量定位、超前探测）→槽钢提前加工→工作平台架设→导轨安装定位→夯管锤就位、调试→打设密排槽钢→注浆管路连接→导管注浆挤密→效果检查→隧道开挖支护→通过后堵水注浆。
4.3.2施工准备
（1）下穿段之前设置抬高段，提供槽钢打设的作业空间，夯管锤作业空间一般高出作业平面30cm以上即可。
（2）隧道开挖至槽钢打设里程，喷射混凝土封闭掌子面。
（3）掌子面封闭后，做好拱顶标高和槽钢打设位置的测量定位。
（4）因隧道和管线距离过近，槽钢打设之前先打探管进行超前探测，一是确定管线具体位置，防止槽钢顶进过程中碰到管道造成破坏。二是探明土质和渗水情况。经超前探测，管线最低距隧道拱顶开挖线不足100mm，土质为淤泥状粉质粘土，探管有少许渗水明流且有异臭。
4.3.3槽钢及导管加工
为减少顶进摩擦，槽钢前端应打磨成尖角。夯进过程中为保证槽钢与槽钢相互扣接紧密，槽钢与导轨、槽钢与槽钢之间加设定位钢板，保证槽钢打设方向和咬合精度。
槽钢中间预设注浆钢管，与槽钢焊接成整体，同步夯进。钢管加工形式同普通注浆小导管，管身设注浆孔，管头做成锥形。
槽钢几导管加工如下图所示：
图4槽钢及导管详图
4.3.4架设工作平台
架设平台采用脚手架搭设，搭设前根据工作高度计算好平台高度。架体搭设应稳固，保证工作期间平台不发生摇晃现象。
4.2.5轨道安装、定位
平台搭设后，将一根[16槽钢固定在平台上，作为搭设槽钢时夯管锤工作和槽钢前进的导轨。
4.3.6夯管锤就位、调试
夯管锤就位在导轨上，复核、调整夯管锤中心位置。将夯管锤风管与空压机风管连接，做好必要的调整和紧固工作。试机检查管路各部分的连接、密封情况。
4.3.7打设密排槽钢
将槽钢放在导轨上，校正位置后，采取固定措施，避免夯进过程发生偏斜，固定点间距不大于1m。为了减少夯管锤、槽钢与导轨之间的摩擦力，在槽钢上、固定组件上涂抹黄油。注浆管与槽钢焊接牢固并与槽钢共同打入土体。
槽钢分二段打入，每节3m，焊接连接。槽钢打设初始及过程中注意复核方向，保证精度。槽钢字中间向两边打设。因槽钢正反咬合设置，打设时注意相邻与完成的槽钢的咬合质量的控制，确保水平角和垂直角的一致性，避免偏离过大。
槽钢全部打完后，正反相扣的槽钢联合形成总体水平的板状隔离层，将污水管和隧道掌子面分隔开。
图5 密排槽钢夯进施工照片
图6 密排槽钢打设后效果照片
4.3.8导管注浆挤密
槽钢打设完成后，利用槽钢中预设注浆管注浆。注浆浆液选用水泥-水玻璃浆液，浆液配比由现场试验确定。
注浆管分两部分：上排迎向污水管的导管和下排靠隧道侧的导管。
图7 注浆管布置图
上排导管注浆主要作用是固结管线下方及周边含水土体，挤密槽钢之间隙、在槽钢外侧和管线渗漏点周边形成一层固结隔水薄层。上排注浆应低压、快凝、少量、分批。分两批、间隔注浆，第二批对第一批起补充作用。经计算和试验，第一批注浆压力不大于0.2MPa，第二批注浆压力不大于0.3MPa。注浆时同时控制注浆量，避免大量浆液进入管线。
下排导管注浆管主要作用是除槽钢下土体、挤密槽钢之间隙外，还起到微顶作用。因管线可能存在下沉、开裂。下排导管在上排注浆封闭后，通过注浆压力对管线微微顶升，缓解管线已经开裂的程度，另外也缓解其后隧道开挖沉降对管线的影响。下排注浆做法基本同上，注浆压力不大于0.5MPa。
如果探测出管线下方掌子面土体大部分已经浸泡形成淤泥，为保证施工过程中掌子面及拱顶土体稳定，确保管线及施工安全，除进行拱顶注浆封闭隔离外，还应对隧道上部进行全断面注浆加固土体。由于出入口暗挖通道位于粉土、粉质粘土层中，该土层渗透系数为0.05m/d，普通注浆很难达到加固效果，故采用劈裂注浆，注浆浆液同样采用水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在1.0MPa。
4.3.9效果检查
注浆后在槽钢下方左中右各打探孔检查注浆效果，检查土体加固情况是否满足开挖要求，检查是否仍有渗水。确认达到效果后再组织隧道开挖，宁可不进，不可冒进。经检查，注浆密封、加固效果较好，见图。
图8管线下土体探孔取芯照片
图9掌子面土体注浆加固后的照片
4.3.10隧道开挖支护
隧道由分左右两部的CD法加设临时仰拱，调整为分四部的CRD法施工，先将隧道上部分左右洞室、先后分别通过，即一侧安全开挖通过下穿区段后在开挖另一侧，以减少下穿段的断面大小和工作量，加快通过速度。上部洞室顺利通过并形成封闭的支护后，再将隧道下部分左右洞室、先后分别进行开挖支护施工，完成隧道下穿施工。隧道开挖支护施工步序见下图。
图10隧道CRD法开挖支护步序图
隧道开挖支护施工遵循浅埋暗挖法“十八字”方针。每个洞室开挖支护连续作业，并适当缩短进尺，加快封闭。
开挖支护中全过程监视掌子面土质、渗水的变化情况，发现问题及时封闭处理。
4.3.11通过后堵水注浆
隧道上部洞室通过下穿段不小于2m后，及时封闭掌子面，打设背后回填注浆管进行支护背后填充注漿，浆液采用水泥水玻璃双液浆。在隧道拱顶正上方的注浆管设在管线前后3m位置，拱脚的注浆管设在管线里程上。背后注浆起两个作用，一是及时回填初期支护背后因开挖引起的空隙，二是注双液浆堵水，避免渗水加重后顺支护渗进隧道和顺支护背后流入前方掌子面。背后注浆同样注意低压、快凝、少量、多次，避免破坏管线。
4.4施工注意事项
（1）浅埋暗挖隧道下穿有水管线，尽量选择在秋冬施工，避开雨季。
（2）施工前必须进行槽钢打设、注浆的工艺试验。确认槽钢工艺细节，保证打设精度和实施效果，确保浆液压力、配比达到预期效果。
（3）做好过程监控，确保可控或提前发现问题，及时处理。包括槽钢精度监控、掌子面土质及渗水情况、注浆压力、注浆量、注浆效果、支护渗漏情况等，还包括管线变形、隧道支护变形、地表沉降等监测项目。
（4）做好后期处理工作。隧道通过后直到二次衬砌施工之前仍然要对下穿段支护进行监测，关注支护沉降和渗水发展情况，根据情况进行多次补充回填、堵水注浆，避免支护渗漏加剧，必要时设置引水管引水，已达到减压、减渗的目的。
（5）制定应急预案，明确应急措施、应急物资，成立应急小组，24小时值班，保证一旦发现险情能够快速响应、处理。
（6）下穿影响范围路面铺设钢板并连接成整体，钢板与路面贴紧并采取可靠的固定措施。
5．实施效果
经过实践，4个出入口先后安全、顺利地下穿了污水管线，保证了施工安全的同时也确保了管线的安全。
下穿后因沉降引起的沉降导致渗水加剧，现场根据4.3.11做法及时进行了堵水处理，同时在抬高段拱顶堵头设置了引水管，水管内水流量较大，后在衬砌封闭前进行了封堵，未对工程造成不利影响。
经监测拱顶最大沉降值为10.98mm，地表最大沉降值为12.46mm，管线最大沉降值为7mm，均未达到预警值，在可控范围内。
与其他方法相比，密排槽钢结合导管注浆的施工技术体现了安全可行、简便快捷、工期短、造价低等特点、优势。单个出入口造价为约4.5万元(槽钢3.0万，小导管及注浆1.5万，不计上导洞全断面注浆)。
7．结束语
实践证明，本次地铁出入口浅埋暗挖通道下穿渗水严重的φ1050污水干管取得成功，密排槽钢施工技术可行。
该施工技术适用范围为城市地下工程浅埋暗挖隧道近距离垂直下穿有水管线，对地下工程解决类似的工程风险有一定的借鉴价值。
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]GB50299--1999（2003版）地下铁道工程施工及验收规范[s]。
【关键词】密排槽钢法；浅埋暗挖；隧道；下穿；有水管线；安全；保护
中图分类号：U45文献标识码： A
1．概述
在城市地下工程施工中，浅埋暗挖隧道下穿构筑物历来是工程安全技术风险的重难点之一，多存在埋深超浅（3-6m）、地质条件差(砂土地层)、下穿市政雨、污水干管等有水、渗水管线等不利条件，工程施工风险非常大，而且一旦出现隧道坍塌事故，则会引起管线坍塌、隧道灌水、人员伤亡、道路坍塌、交通中断等，经济损失和社会影响极大，故被定为特级、一级工程风险。近年来，各大城市地铁施工中曾发生多起浅埋暗挖隧道下穿雨、污水管线等有水、渗水管线因措施不当引起严重的隧道、管线坍塌事故，甚至多人死亡，造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响，给隧道施工带来沉痛的教训。因此必须引起高度重视，根据实际条件制定可靠的隧道下穿措施和管线保护措施。
本文作者对亲身经历的地铁工程出入口浅埋暗挖隧道近距离下穿近距离污水干管的施工方案进行了研究，创新提出了“密排槽钢法”施工技术并在实施中取得了成功。现在在参考有关工艺、文献的基础上，把密排槽钢法施工技术做为成功案例，进行分析和总结，以供类似工程参考。
2．概况
2.1 工程概况
北京地铁6号线十里堡站、青年路站位于北京市朝阳北路，车站均设4个出入口，两站1、2号出入口通道采用CRD法下穿朝阳北路，隧道开挖断面约6.4*5.5m，埋深约4.2-7.7m。
2.2 水文地质概况
出入口通道主要粉土层、粉质粘土层，主要受上层滞水和雨、污水管线渗水影响。
2.3 管线概况
出入口暗挖通道垂直下穿的有水管线主要φ1050污水管、φ1600雨水管、φ1800雨水管，其中雨水管在隧道上方约1.5、2.0m，污水管紧贴隧道拱顶上方，垂直位置关系见下表。
主要影响
有水管线 位置关系（m）
十里堡站 青年路站
1#口
通道 2#口
通道 1#口
通道 2#口
通道
φ1050污水 0.16 0.24 0.27 0.23
经调查，雨、污水管均为主干管。雨水管埋深约3.5m，内水位约1m。污水管埋深约5.5-6m，管内水位满管且高出管顶约3米，已经带压并超出管道设计负荷。且主体基坑开挖过程中以及通过掌子面探水发现管道均有有渗漏现象。
污水管位置几乎紧贴隧道拱顶，而通道受车站主体设计限制，已经压倒最低，位置关系无法调整。
2.4 风险分析
2.4.1不利因素：
（1）污水管距隧道拱顶极近，且尚未考虑开挖外放和施工误差影响；
（2）经探测，雨、污水管内水量大、带压且渗漏严重；
（3）雨、污水管为明开槽施工，管道周边土体均已受过扰动；
（4）施工地点地处北京市东部的一块自然下陷区，区域内地层近几年连续出现不同程度的下沉（5年内沉降约30～60cm）；可能导致管线出现不均匀下沉、开裂，加剧渗漏；
（5）经探测，管线周边地质含水量大，近淤泥质，地质条件极差；
（6）下穿管线较多，除雨污水外还有上水、中水、燃气等。
（6）朝阳北路是城市主干路，双向8车道，车流量大。
2.4.2存在风险：
受管线渗水及位置关系的影响，若没有安全可靠的下穿和管线保护措施，可能导致隧道开挖下穿过程中引起拱顶沉降过大、坍塌、涌水，继而引起污水管线变形过大甚至破坏漏水，进一步导致隧道涌水、人员伤亡和覆土坍塌、其它管线破坏，以及路面塌陷、交通中断等。
3. 方案比选
3.1方案选择依据
隧道几乎紧贴污水管下方，下穿施工最重要的就是下穿施工期间将管线和工作面有效隔离，防止拱顶土体坍塌、暴露管线致管线破坏、隧道涌水，这是选择方案的核心。同时做好一下几方面工作：通过前需要超前探测了解情况，确保可控、可行；开挖通过期间严格控制沉降防止管线变形过大、破坏；通过后仍需要做好后处理工作，消除隐患。防止渗水顺拱顶支护背后流入前方掌子面，导致隧道坍塌。
3.2方案比选
常见的浅埋暗挖下穿、保护措施主要有：管线改移、管水导流、管线内衬隔水、超前小导管、大管棚注浆加固、冻结法、水平旋喷桩或搅拌桩加固、插板法等。对比分析如下：
3.2.1管线改移、管水导流、管线内衬隔水
管线埋深低于车站主体，不能改移到已施工的主体上方，出入口外均为高层建筑，而在主体与出入口之间改移路由无法避开，况且朝阳北路下方管线密布，管线改移不可行。即使具备改移条件，污水主干管改移工期也较长，约需6个月。
管线内水为高、水量大，经实践，导流处理的能力无法满足施工期间疏导管内污水、达到管内无水的要求，同时因这种情况，管线内衬隔水也无法实施。
3.2.2超前小导管、大管棚注浆加固
属于常规超前加固措施。地层为粉土、粉质粘土，注浆法难以达到隔水效果，土体固结也不能保證均匀，注浆压力低不能起到封闭效果，压力大则可能流入管道，加剧管线破坏，无法保证施工安全。而密排大管棚除注浆问题外，还受空间限制，管道和隧道间距离小，再考虑隧道外放和施工误差，不具备打设密排管棚条件。
3.2.3水平旋喷桩或搅拌桩加固
水平加固措施主要针对土体固结，适用管线和隧道间距较大的情况，因本工程间距极小，无法达到加固、隔离作用。且施工压力大，可能提前破坏管线。故方案不可行而且造价高。
3.2.4冻结法
冻结法主要适用含水量较大的地层固结、且管线和隧道间距较大的情况。因本工程地质为粉土和粉质粘土，地质条件不适用。管线和隧道间距极小，不具备布管空间。即使可实施也可能对管线造成不利影响。故方案不可行，即使具备条件，冻结法还存在工期较长、造价极高等问题。
3.2.5插板法
插板法可有效隔离，施工空间也基本满足。此方案可行，造价较低。插板法已由北京城建地铁地基工程有限责任公司在地下工程中实践成功并申请专利。但是，插板法不便之处在于插板需要定制，并使用专用的插板机。
3.2.6密排槽钢法
结合工程实际，从方案选择的核心要求出发，根据密排管棚法、插板法原理，在本工程中进行优化、创新，制定了密排槽钢法施工技术。
具体做法为：采用正反紧扣密排槽钢形成水平板状密闭隔离形式，在管线下方贴近管线水平布置，同时每根槽钢的槽内焊接小导管，结合小导管注浆固结土体、挤密槽钢间缝隙，并对管线起到预先微顶作用。布置形式及范围
槽钢贴管线下方、隧道拱部上方与管线间隙土体内沿隧道方向水平打设，纵向打设范围6m，即管线中心前后各3m。见下图。
图1槽钢布置断面图
图2槽钢布置纵剖面图
与密排管棚法相比，加固空间几乎只需1个槽钢厚度（约5cm），适用于近距离下穿。
与插板法相比，首先采用槽钢不需定制，就地取材，操作工艺更加简单；其次与片状的插板相比，槽钢的形状更易控制方向和保证精度；而且更大的优势是，槽钢内可组合小导管，结合导管注浆使用。另外造价较插板法低。
4. 施工工艺
4.1主要材料
主要材料有：[10槽钢、φ42×3.25钢管、水泥（42.5号以上的普通硅酸盐水泥）、水玻璃等。
槽钢采用[10槽钢，截面尺寸为：h=100mm，d=48mm，b=5.3mm，L=6.0m，为操作方便分2节制作，每节3m。
注浆小导管采用φ42*3.5mm钢管，焊在槽钢的槽内。注浆浆液采用水泥水玻璃双液浆。
4.2主要机具
主要机具有：夯管锤、空压机、注浆泵、风镐、电焊机等。
槽钢（组合导管）采用德国TT的气动夯管锤(顶管机)水平打入土层中。夯管锤直径145mm，长度1545mm，重量约137Kg，耗气量约4m3/分钟，撞击次数约310次/分钟，撞击力80t/次。夯管锤有尺寸小、操作方便等优点，见下图。
图3夯管锤照片
4.3施工工艺
4.3.1施工工艺流程
施工准备（开挖至槽钢打设里程、封闭掌子面、测量定位、超前探测）→槽钢提前加工→工作平台架设→导轨安装定位→夯管锤就位、调试→打设密排槽钢→注浆管路连接→导管注浆挤密→效果检查→隧道开挖支护→通过后堵水注浆。
4.3.2施工准备
（1）下穿段之前设置抬高段，提供槽钢打设的作业空间，夯管锤作业空间一般高出作业平面30cm以上即可。
（2）隧道开挖至槽钢打设里程，喷射混凝土封闭掌子面。
（3）掌子面封闭后，做好拱顶标高和槽钢打设位置的测量定位。
（4）因隧道和管线距离过近，槽钢打设之前先打探管进行超前探测，一是确定管线具体位置，防止槽钢顶进过程中碰到管道造成破坏。二是探明土质和渗水情况。经超前探测，管线最低距隧道拱顶开挖线不足100mm，土质为淤泥状粉质粘土，探管有少许渗水明流且有异臭。
4.3.3槽钢及导管加工
为减少顶进摩擦，槽钢前端应打磨成尖角。夯进过程中为保证槽钢与槽钢相互扣接紧密，槽钢与导轨、槽钢与槽钢之间加设定位钢板，保证槽钢打设方向和咬合精度。
槽钢中间预设注浆钢管，与槽钢焊接成整体，同步夯进。钢管加工形式同普通注浆小导管，管身设注浆孔，管头做成锥形。
槽钢几导管加工如下图所示：
图4槽钢及导管详图
4.3.4架设工作平台
架设平台采用脚手架搭设，搭设前根据工作高度计算好平台高度。架体搭设应稳固，保证工作期间平台不发生摇晃现象。
4.2.5轨道安装、定位
平台搭设后，将一根[16槽钢固定在平台上，作为搭设槽钢时夯管锤工作和槽钢前进的导轨。
4.3.6夯管锤就位、调试
夯管锤就位在导轨上，复核、调整夯管锤中心位置。将夯管锤风管与空压机风管连接，做好必要的调整和紧固工作。试机检查管路各部分的连接、密封情况。
4.3.7打设密排槽钢
将槽钢放在导轨上，校正位置后，采取固定措施，避免夯进过程发生偏斜，固定点间距不大于1m。为了减少夯管锤、槽钢与导轨之间的摩擦力，在槽钢上、固定组件上涂抹黄油。注浆管与槽钢焊接牢固并与槽钢共同打入土体。
槽钢分二段打入，每节3m，焊接连接。槽钢打设初始及过程中注意复核方向，保证精度。槽钢字中间向两边打设。因槽钢正反咬合设置，打设时注意相邻与完成的槽钢的咬合质量的控制，确保水平角和垂直角的一致性，避免偏离过大。
槽钢全部打完后，正反相扣的槽钢联合形成总体水平的板状隔离层，将污水管和隧道掌子面分隔开。
图5 密排槽钢夯进施工照片
图6 密排槽钢打设后效果照片
4.3.8导管注浆挤密
槽钢打设完成后，利用槽钢中预设注浆管注浆。注浆浆液选用水泥-水玻璃浆液，浆液配比由现场试验确定。
注浆管分两部分：上排迎向污水管的导管和下排靠隧道侧的导管。
图7 注浆管布置图
上排导管注浆主要作用是固结管线下方及周边含水土体，挤密槽钢之间隙、在槽钢外侧和管线渗漏点周边形成一层固结隔水薄层。上排注浆应低压、快凝、少量、分批。分两批、间隔注浆，第二批对第一批起补充作用。经计算和试验，第一批注浆压力不大于0.2MPa，第二批注浆压力不大于0.3MPa。注浆时同时控制注浆量，避免大量浆液进入管线。
下排导管注浆管主要作用是除槽钢下土体、挤密槽钢之间隙外，还起到微顶作用。因管线可能存在下沉、开裂。下排导管在上排注浆封闭后，通过注浆压力对管线微微顶升，缓解管线已经开裂的程度，另外也缓解其后隧道开挖沉降对管线的影响。下排注浆做法基本同上，注浆压力不大于0.5MPa。
如果探测出管线下方掌子面土体大部分已经浸泡形成淤泥，为保证施工过程中掌子面及拱顶土体稳定，确保管线及施工安全，除进行拱顶注浆封闭隔离外，还应对隧道上部进行全断面注浆加固土体。由于出入口暗挖通道位于粉土、粉质粘土层中，该土层渗透系数为0.05m/d，普通注浆很难达到加固效果，故采用劈裂注浆，注浆浆液同样采用水泥水玻璃双液浆，注浆压力控制在1.0MPa。
4.3.9效果检查
注浆后在槽钢下方左中右各打探孔检查注浆效果，检查土体加固情况是否满足开挖要求，检查是否仍有渗水。确认达到效果后再组织隧道开挖，宁可不进，不可冒进。经检查，注浆密封、加固效果较好，见图。
图8管线下土体探孔取芯照片
图9掌子面土体注浆加固后的照片
4.3.10隧道开挖支护
隧道由分左右两部的CD法加设临时仰拱，调整为分四部的CRD法施工，先将隧道上部分左右洞室、先后分别通过，即一侧安全开挖通过下穿区段后在开挖另一侧，以减少下穿段的断面大小和工作量，加快通过速度。上部洞室顺利通过并形成封闭的支护后，再将隧道下部分左右洞室、先后分别进行开挖支护施工，完成隧道下穿施工。隧道开挖支护施工步序见下图。
图10隧道CRD法开挖支护步序图
隧道开挖支护施工遵循浅埋暗挖法“十八字”方针。每个洞室开挖支护连续作业，并适当缩短进尺，加快封闭。
开挖支护中全过程监视掌子面土质、渗水的变化情况，发现问题及时封闭处理。
4.3.11通过后堵水注浆
隧道上部洞室通过下穿段不小于2m后，及时封闭掌子面，打设背后回填注浆管进行支护背后填充注漿，浆液采用水泥水玻璃双液浆。在隧道拱顶正上方的注浆管设在管线前后3m位置，拱脚的注浆管设在管线里程上。背后注浆起两个作用，一是及时回填初期支护背后因开挖引起的空隙，二是注双液浆堵水，避免渗水加重后顺支护渗进隧道和顺支护背后流入前方掌子面。背后注浆同样注意低压、快凝、少量、多次，避免破坏管线。
4.4施工注意事项
（1）浅埋暗挖隧道下穿有水管线，尽量选择在秋冬施工，避开雨季。
（2）施工前必须进行槽钢打设、注浆的工艺试验。确认槽钢工艺细节，保证打设精度和实施效果，确保浆液压力、配比达到预期效果。
（3）做好过程监控，确保可控或提前发现问题，及时处理。包括槽钢精度监控、掌子面土质及渗水情况、注浆压力、注浆量、注浆效果、支护渗漏情况等，还包括管线变形、隧道支护变形、地表沉降等监测项目。
（4）做好后期处理工作。隧道通过后直到二次衬砌施工之前仍然要对下穿段支护进行监测，关注支护沉降和渗水发展情况，根据情况进行多次补充回填、堵水注浆，避免支护渗漏加剧，必要时设置引水管引水，已达到减压、减渗的目的。
（5）制定应急预案，明确应急措施、应急物资，成立应急小组，24小时值班，保证一旦发现险情能够快速响应、处理。
（6）下穿影响范围路面铺设钢板并连接成整体，钢板与路面贴紧并采取可靠的固定措施。
5．实施效果
经过实践，4个出入口先后安全、顺利地下穿了污水管线，保证了施工安全的同时也确保了管线的安全。
下穿后因沉降引起的沉降导致渗水加剧，现场根据4.3.11做法及时进行了堵水处理，同时在抬高段拱顶堵头设置了引水管，水管内水流量较大，后在衬砌封闭前进行了封堵，未对工程造成不利影响。
经监测拱顶最大沉降值为10.98mm，地表最大沉降值为12.46mm，管线最大沉降值为7mm，均未达到预警值，在可控范围内。
与其他方法相比，密排槽钢结合导管注浆的施工技术体现了安全可行、简便快捷、工期短、造价低等特点、优势。单个出入口造价为约4.5万元(槽钢3.0万，小导管及注浆1.5万，不计上导洞全断面注浆)。
7．结束语
实践证明，本次地铁出入口浅埋暗挖通道下穿渗水严重的φ1050污水干管取得成功，密排槽钢施工技术可行。
该施工技术适用范围为城市地下工程浅埋暗挖隧道近距离垂直下穿有水管线，对地下工程解决类似的工程风险有一定的借鉴价值。
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]GB50299--1999（2003版）地下铁道工程施工及验收规范[s]。