地下工程近距离穿越地铁既有线施工技术综述

卢有技

【摘要】随着城市人口不断增多、人民购车数量越来越多等因素的印象，地鐵在现代城市正常运作中发挥着巨大作用，城市中越来越多的地方开始覆盖地铁。但是随着地铁的大范围建设，出现了一个很棘手的问题：如何在进行地铁建设的同时保证既有线的安全。本文将从多方出发对此问题进行研究，并着重对地铁下穿既有线安全施工技术进行分析。

【关键词】地下工程；近距离穿越；地铁既有线；施工技术；安全

引言

近年来我国的城市轨道交通得到了快速发展，在一些特大城市，轨道交通建设更是取得了举世瞩目的进展， 这些城市的轨道交通都进入了网络化建设的时代。轨道交通的网络化建设不可避免地带来新建隧道与已建隧道之间相互平行、 重叠、 交叉穿越等复杂的施工情况 。随着穿越工程的增多及穿越间距的缩短， 要求施工时必须采取措施控制、减弱施工对既有隧道结构的不利影响， 保护既有隧道的正常使用和运营安全。由此可见， 新建隧道穿越既有线的施工措施已成为新一轮城市轨道交通建设必须深入研究的关键问题。

一、深入细致研究地铁情况

1、细致了解地铁周围的水位地质情况 在进行地铁建设工程之前，地质研究勘探人员需要对建设区的水位地质进行细致研究，主要包括对场地的岩土工程进行勘测，并进行统计分析，最终给出该地区的地质情况详细报告，包括地质水 层分布、水位埋藏以及场地地震作用等。在此基础上要重点说明场 地范围内存在的不良地质因素如不良地质作用及特殊岩土影响等。 另外，研究人员要根据对场地的地质和水文研究给出场地的复杂程度勘测报告，为后期施工建设中识别风险并对其进行评估提供依据。

2、施工方法与规模 现代技术飞速发展，各项研究技术水平也不断提高，在地铁建

设方面施工方法同样不例外，施工规模也从当初的小规模渐变为大 规模。使用的方法从当初为主的矿山法发展到现在的盾构、浅埋暗 挖和明挖等多种技术方法。施工人员要能够根据地质及水质选择适合的施工方法。

3、细致了解既有线结构情况 为了在完成地铁建设的同时保证既有线的安全，需要提前细致了解既有线的全部状况尤其是既有线的建设结构情况。在地铁工程进行下穿之前对既有线进行勘察以及结构勘测，主要目的在于全面细致了解既有线机构现状，勘测主要包括的项目指标有混凝土强度、 碳化深度、钢筋保护层的厚度、钢筋锈蚀以及主体结构外观质量完 好程度等。勘测时要将这些均以数字形式记录，为接下来的需要进行的风险评估提供准确参数，同时作为后续设计及施工的依据。

二、施工方法选取原则

在进行施工之前需要对施工方法进行选择，施工方法的选择有一定的原则，主要是：经济合理性原则，安全可行性原则，工期可控性原则。

1、经济合理性原则地铁下穿工程的经济合理性决定着施工方法的选择，只有施工方法带来利润和社会效益才会被采用。施工方法的经济合理性主要 通过不同施工方法的施工成本来体现，这便是工程造价。只有结合施工现场实际情况，勘察车站周围各种建筑、结构、既有线状况才能提出合理方案，并对方案进行合理性评估。

2、安全可行性原则 地铁下穿需要在地下进行隧道挖掘，具有一定程度的隐蔽性、复杂性和不确定性能突出特点，因此在进行地铁隧道挖掘时必须事 先把安全工作考虑周全，做好紧急情况预案。尽量选取可靠安全的施工方法和技术，降低工程风险与难度。

3、工期可控性原则工期是施工过程的一项重要指标，不能为了赶工期而不顾质量， 但也不能只顾质量不管工期。所以施工之前要做好工期安排，预先考虑施工过程中的各种困难，做好时间安排工作，做到有备无患，心中有数。

三、安全施工技术分析

在对车站及周围既有线细致勘测与研究后，可根据研究数据进行设计与施工。安全施工过程主要包括施工降水，超前管幕，全断 面预注浆加固地层，开挖、支护、二衬以及混凝土工程。

1、施工降水。地下水对地铁建设工程有着重大影响，容易使地面发生浮动，严重影响工程建设的安全、质量以及沉降控制。在施工过程中如果 涌入了地下水或者产生了流沙都将给施工带来困难，严重影响施工 进度，质量更难以得到保证。因此在下穿既有线时，一定要在无水的条件下进行，所以施工之前要先进行施工降水。 由于收到地下及地面条件的限制，在进行施工降水时可才有洞内降水和地面降水一起进行的方案，一定要将施工场地范围内的所 有水排除干净。施工降水的方案有很多，具体的选择实施要根据实 际情况进行选择，不能将一套方案用于所有情况。

2、超前管幕。超前管幕对于地铁下穿建设作用重大。超前管幕的建设对于既有线的保护起到很大作用，它使既有线和施工面之间形成一层隔膜，相当于一层具有相当大刚度和抗变能力的保护膜，有利的减少地下 施工引起的地面沉降。超前管幕对于近距离既有线的保护工作尤其明显，采用超前管幕法建设搭建大管棚，对于周边及既有线的影响较小。

3、全断面预注浆加固地层在超前管幕施工过程中一定会引起地层变形，为了减少这一变形，在超前管幕完成后要进行全断面预注浆加固地层，这样不仅能够弥补超前管幕引起的地层变形也可以将施工降水时留下的盲区内的水排除干净，待浆体完全凝固以后还可防水止水。由于全断面预 注浆减小了土体的沉降变形，土体密度会因为压力的原因而不断变大，从而增加了土体的承载能力，这样土体又可以反过来对长管棚有一定的支撑作用，减少长管棚在施工过程中的沉降变形。 在全断面进行预注浆加固地层是地铁下穿通过既有线的基本措 施也是关键措施，注浆效果将直接影响整个工程的好坏。在进行全断面预注浆时需要注意的是注浆要多孔少注，每 36m 注一次，注浆 压力要严格控制，同时加强对既有线的监控测量，一定要避免结构隆起。 在超前管幕的基础上进行全断面预注浆使大管棚钢管与周围地 层结为一体，大大增强大管棚周围地层的抗剪切强度，在施工过程 中，能够有效的防止大管棚周围岩石的松弛和坍塌。

4、开挖、支护、二衬 在地铁下穿工程设计和施工时要充分借鉴过去成功的地下施工经验，认真学习施工工序引起的地层沉降变形规律，将其应用于自 己要实施的工程中，对采用的施工技术和工序不断进行优化处理，最终达到减小地层变形并且保证既有线安全的目的。

5、既有线监测为了保证既有线的安全和正常运行已经做了很多减少既有线结构变位的工作，但是只要进行地下施工必然引起地层结构及周围环境的变化从而影响既有线结构变化，所以为了防止发生不可挽回的严重后果，必须在地铁下穿工程实施过程中对既有线进行全天24小时全程监测。既有线监测是地铁下穿的重要工作，对工程施工尤其重要。在既有线监测过程中需要完成的任务是收集检测数据，并绘制既有线结构变形图，为下一步的分析提供依据。

结语

本文对地铁下穿既有线施工技术进行了研究和分析，地铁下穿施工过程中容易引起既有线的结构变形、地层沉降等问题，严重时还能 导致不可挽回的严重后果，但是通过研究分析不难发现只要在施工之前做好充分准备，细致研究施工场地情况与现状，把握既有线结 构要点，就能保证地铁下穿的安全实施，也保证既有线的安全。

参考文献

[1]杨海平. 地铁下穿既有线施工扰动变形控制关键技术应用研究[D].中国地质大学（北京），2009.

[2]路开锋. 北京新建地铁工程穿越既有线方案及暗挖工法研究[D].清华大学，2013.

[3]杨文栋. 地铁穿越工程的风险管理研究[D].北京交通大学，2011.