新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术

余建

摘 要：国家经济的不断增长，促进了我国交通建设的发展，许多城市已经将地铁工程的建设作为城市经济发展的主要措施，因而新建地铁在既有地铁下进行的现象越来越多。本文将对新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术进行重点分析。

关键词：地铁、新建隧道、下穿地铁施工技术

前 言：当前，我国已经有很多的城市修建了城市地铁，且处于运行的状态中，有许多陈旧的地铁设备已经不能很好的适应如今这发展的社会，因此，为了满足国家经济的发展，就必须进行新的地铁工程建设，在这一建设的过程中，极有可能出现新旧隧道重合的现象，本文将针对这一现象对施工技术进行重点分析。

一、工程概况

谋新建地铁是在下穿既有地铁施工，其原有的地铁线路（既有地铁一号线），每6分钟将会有一趟地铁列车行驶，可以说其任务量是极为繁重的。在施工的过程中采用矿山法进行开挖施工，云游马蹄形复合式衬砌结构，隧道外顶标高距原隧道外底标高之间的距离仅仅只有1.079m的距离。据现场观测，其二衬结构为混凝土结构，同时已有许多边墙裂纹。根据既有地铁一号线的结构竣工资料和现状检测结果的详细分析和计算，得知该隧道结构的安全度已经达到临界的状态。与此同时，地铁运营部对新修隧道的要求，在保证既有线路正常运行的情况下进行新线的修建，也就是说既有线沉降必须控制在5mm之内，这就大大的提高了工程施工的难度。

二、施工方案对比和选择

根据工程的实际情况，可以得知，这两条线路之间的间隔土层极薄，同时因上部列车的冲击作用，是无法通过常规地层的加固措施对既有线路进行有效的支撑依托。相关施工人员，对其进行详细的模拟计算，最终决定标准断面新修线路的初支顶部与既有线路的初支仰拱为零距离密贴，将上下两条隧道间隔土层剥离，实现两条线路“零距离、钢对钢”直接接触，采用刚性支护紧贴既有线底板的方法进行下部隧道的施工。在进行开挖支护工作之前，必须对既有结构进行加固，这里施工人员采用了袖阀管注浆的加固方法，同时，运用WSS工法作为专项预案，对新建隧道掌子面前方土体的承载力进行加强，改变原有设计的马蹄形断面为矩形断面，使其与既有线结构紧贴，并对沉降进行有效的控制，最终保证既有线安全正常的运行。

三、袖阀管注浆加固技术

根据现场勘测情况分析，其掌子面拱部为砂卵石地层，下部为粘土层。

1、技术参数以及加固的范围

袖阀管是运用长度为15m，直径为Ф5cm，横向竖向间距均为60cm的塑料管。

在既有地铁下方的新建地铁隧道两侧围成止浆墙，要求：宽3m、高8m，以此有效的支撐既有线路。全地段注浆分5个循环施作，掌子面上采用水平直进式，两侧和顶部采用发散式打孔进管，竖直倾角在0～81°之间。

2、袖阀管注浆施工方法及要点

（1）钻孔。在进行钻孔施工过程中，要防止钻孔与注浆施工相互干扰。

（2）下管。每一钻孔完成后，采用机吸浆管将套壳料混和液压入钻孔内将所有泥浆置换出来。然后，分节将袖阀管下入已填满套壳料的孔内，采用套箍将相邻的两节袖阀管联接牢固，当其壳料达到初凝再采用C15细石混凝土掺入适量速凝剂对注浆孔进行封口，

（3）一序注浆孔注浆。注浆从下向上按每步距50cm进行。注浆机油压力为0.8～2MPa，每步距注浆量（Q）为50L，通过注浆压力控制每步距注浆效果。一序孔以注浆量作为主要控制标准，在注浆量达到设定值后可进行下一步距注浆。

（4）二序注浆孔注浆。二序注浆孔注浆施工是在与二序孔相邻的一序注浆孔注浆24h后进行。

（5）封孔。向袖阀管内灌入水泥浆封孔在压密注浆结束后进行。

（6）灌浆。因灌浆时冒浆和串浆发生的几率很小，可以采用以下几个方法对其进行重复灌浆。其一，使用较高的灌浆压力；其二，灌注几种浆材在一个孔内；其三，根据实际的需求对任何一个灌浆段进行灌注。

四、开挖支护及二衬施工

将整个矩形断面分成6个部分，进行开挖工作，每一部分之间的间距为5m，各部小导洞采用台阶法留核心土施工，超前注浆加固地层，采取钢架网喷支护，局部开挖不稳定的地段进行掌子面注浆封闭。其施工的具体要点如下：

（1）采用由上而下的分区开挖施工，化大为小，利用分块闭合的方法，有效的防止对下洞开挖时产生的沉降以及群洞发生变为叠加的现象。小断面的开挖工作，对应力释放量进行有效的控制，以此降低大断面开挖对地层造成的影响。

（2）确保支护结构强度。临时支撑钢架应采用Ⅰ25a型钢，喷射的厚度为35厘米。相邻钢架焊接双排L70×70的连接角钢，环向距离为80cm；钢架两侧各打设1根Ф42的锁脚锚管，并用Ф10钢筋焊在工字钢上；二衬施工时采用分段跳格破除，每段5m左右，以此有效的防止因受力转换而造成结构变形的现象发生。

（3）确保初支结构与既有线结构密贴。型钢钢架紧贴既有线的初支底板，二者之间的空隙用钢楔子顶紧，加大对既有线结构的支撑力，防止下沉；每个下导洞底板各预埋3根Ф42、长1.5m的注浆管，内注水泥浆以硬化钢架基础，使注浆压力达0.5MPa，肉眼观察底板及其他注浆管冒浆方可。钢架底下用方木锲子垫实，通过顶紧初支结构将1号线结构支撑起来。

（4）密排钢。为保证暗挖隧道过既有地铁段减少沉降，应对将过既有地铁正下方的初支型钢钢架无间隙密排，并且采用全断面纵向角钢连接钢架，角钢环向间距80cm。

（5）确保掌子面的稳定。短进尺开挖及时封闭掌子面，每开挖进尺30cm立即挂网凝土，对掌子面进行封闭，锚喷厚度10cm，C25早强混凝土。

（6）及时进行初支背后回填注浆。沿钢架环向布置小导管进行初支施工，结束后的2到3天就可以进行回填注浆工作，对背后土体进行填充，以此有效的提高土体的稳定性，降低土体的沉降度。

（7）二衬背后注浆。通常情况下，在采用泵送混凝土对隧道拱部进行浇筑工作时，混凝土浇注通常会出现不满的现象，从而导致较大的空隙与初期支护之间存在。因此，二衬注浆圆盘与防水板之间留有空隙通过注浆圆盘引出混凝土浇注之前，在顶板、边墙及施工缝处的预埋注浆管，注浆管采用的注浆圆盘上端与防水板焊接，注浆塑料管穿过模板不小于10cm。当混凝土达到设计强度并形成完全封闭圈后即可进行，先压水泥砂浆，后采用水泥浆进行二次注浆处理。

六、监控量测

对地表和洞内进行有效的监测是监测项目的主要内容，该工程中检测数据表明：地表最大的点位沉降值是1.5mm，拱顶的最大沉降值是0.5mm，净空收敛的最大值是0.6mm，和规定极限沉降值（5mm）相差甚远。因此，既有线地铁的施工完全处于安全、稳定的状态。

结束语：

随着社会不断的进步，地铁工程的发展能有效的促进城市经济水平的提升，随着地铁线路的不断增多，新建地铁隧道下穿既有地铁施工的现象将越来越频繁，相应的工作人员，必须对工程的实际情况进行全面的分析和检测，了解和掌握一些新的施工技术和施工工艺，并结合既有地铁结构竣工资料，进行施工技术的选则和对比，进而保证地铁工程持续的发展。

参考文献：

[1]李兆平；李铭凯；黄庆华；南京地铁车站下穿既有铁路站场施工技术研究[J]；岩石力学与工程学报；2005（06）

[2]胥权；浅析城市地铁隧道下穿既有建筑物施工技术——以重庆轨道交通一号线为例[J]；城市建设理论研究；2011（30）