新建地铁车辆段下穿既有地铁施工技术

刘鹏

摘 要：地铁工程属于城市的基础性建设，给人们的出行带来极大的便利，并且在城市实现节能减排、可持续发展中发挥了重要作用。目前，我国有很多城市都建有城市地铁，但是在运行过程中，有些旧的地铁工程已满足不了现代经济发展的需要，因此需要进行新的地铁工程建设，在这个过程中，可能会遇到新旧隧道重合的问题，本文将对新建地铁车辆段下穿既有地铁施工技术进行探讨。

关键词：新建隧道;下穿地铁施工技术

随着我国经济的发展，国家加大了对交通建设的投资力度，许多大中城市都将地铁工程建设作为推动城市经济发展的重要措施。

一、工程概况

某城市地铁6号线垂直下穿地铁4号线盾构隧道。4号线为既有区间盾构隧道，单线隧道直径为6 m;6号线暗挖段采用了单线单洞马蹄形断面、复合衬砌结构，隧道埋深16.6～20.32 m。下穿段6号线区间隧道拱顶与既有4号线盾构隧道结构仰拱的净距约2.61 m。该区域内地层主要为圆砾卵石层、中粗砂层。

二、施工过程

本隧道施工采取B区基坑为先导，两端基坑相适时接应，尽可能实现相同工序平行展开，不同部位流水作业。为严格控制地铁隧道结构变形，彻底解决地铁隧道上浮的问题，更好地保护地铁隧道，基层加固采取从地面直接施工，隧道B区基坑采取控制性拉槽分段放坡开挖、预留2m厚人工清底并及时施作地铁隧道抗浮结构体系的方法进行施工。基坑开挖完成后，及时施工隧道主体结构并回填，施工全程进行严密监测并及时反馈指导施工，同时定期向地保办上报隧道变形情况。具体施工步骤为：

（1）首先在电力管廊及地铁隧道两侧沿地铁隧道方向K0+477.805和K0+526.553处施作两排钻孔灌注桩。然后施作两端双排咬合旋喷桩，完全封闭基坑。并对电力管廊、地铁隧道区间范围全断面注浆。

（2）从第二块混凝土板中线开始，分段向两边分台阶放坡开挖。当开挖到底后，及时进行抗浮锚杆与钢筋混凝土压板的施工，架设空间桁架支撑结构。并对边坡进行喷锚支护，施作护坡平台段抗浮结构。

（3）施作隧道主体结构及防水施工。最后隧道顶板范围内堆载预压，回填至设计路面。

三、施工保护措施

1采用回旋钻机施工钻孔桩

隧道B区围护结构采用φ120cm的灌注桩，由于地铁隧道结构对震动比较敏感，如采用传统的冲孔桩机施工方法会产生冲击震动，势必引起隧道结构开裂，导致安全隐患。为保证地铁结构安全，采用回旋钻机进行钻孔灌注桩的施工。该方法采用钻机旋转切削土岩，泥浆循环排渣，不会产生冲击震动，成桩施工质量有保证，满足对地铁隧道的安全保护要求。

2袖阀管全断面注浆

为防止基坑开挖后软弱地基对地铁隧道的影响，采取在B区地铁隧道结构边线外对地铁隧道进行全断面注浆加固处理，注浆范围：平面范围为距地铁隧道左（右）线之间结构边线外1.5m全部土体，地铁隧道结构边线外侧1.5～5m以内的土体;立面范围为隧道基底至基底下12m。注浆施工在地面进行，采用袖阀管注浆，单根管长16m，注浆管间距为100cm×100cm，梅花形布置，采用分段后退式注浆方式。

3基坑开挖与钢桁架支撑施工

基坑开挖在地表注浆加固施工完后进行，采用沿隧道中线拉槽开挖，对称分段刷坡方式进行施工，减少每次开挖量，防止因大面积开挖隧道上覆土体而引起地基反弹，造成地铁隧道变形。采用两台挖掘机沿隧道中线放坡拉槽开挖，采用分层分段开挖，底槽开挖宽度控制在8m以内，放坡开挖坡度为1：1.5，开挖尽量采用轻型挖掘机，必要时采用人工开挖，防止重型设备集中荷载压坏地铁隧道。随着开挖到底后及时组织地铁隧道抗浮结构压顶保护施工，压顶保护施工完成后继续沿隧道横向对称分段刷坡，基坑开挖时加强对地铁隧道的监控量测，及时进行监控量测数据分析，反馈指导施工，确保处于可控状态。由于隧道B区基坑受电力管廊和地铁线的影响，无法设置中立柱，鉴于该基坑跨度较大，设计采用钢管支撑、钢桁架支撑体系。支撑体系施工时，先将钢托盘焊装在提前预埋于冠梁内的钢板上，然后采用2台80T履带吊车将组装好的单根φ600mm，t=14mm的钢管支撑吊装就位，再采用φ299mm，t=6mm钢管将相临的两根钢支撑焊接为一组。每组钢支撑和它们之间连接的φ299mm钢管共同组成空间桁架。由于隧道B区基坑受电力管廊和地铁线的影响，无法设置中立柱，鉴于该基坑跨度较大，设计采用钢管支撑、钢桁架支撑体系。支撑体系施工时，先将钢托盘焊装在提前预埋于冠梁内的钢板上，然后采用2台80T履带吊车将组装好的单根φ600mm，t=14mm的钢管支撑吊装就位，再采用φ299mm，t=6mm钢管将相临的两根钢支撑焊接为一组。每组钢支撑和它们之间连接的φ299mm钢管共同组成空间桁架，如图3所示。

4抗浮锚杆与钢筋混凝土压板施工

为解决地铁隧道抗浮问题，在隧道节段基底设置抗浮锚杆和钢筋混凝土压板，对地铁形成保护框架，限制其变形。锚杆采用直径Φ32mm@100cm，单根长度均为12米，整个基坑底共设4块压顶钢筋混凝土板，每块板两端各设5根锚杆，共40根。锚杆成孔直徑为φ80mm，注浆材料采用42.5R普通硅酸水泥，水泥浆的水灰比不大于0.45。抗浮锚杆施工完成并检测合格后，在图2抗浮锚杆与钢筋混凝土压板纵剖面图基底设置钢筋混凝土压板，将地铁隧道两侧的锚杆与压板联为一体，防止基底土体回弹造成地铁隧道上浮。钢筋混凝土压板设计为11500mm（长）×5000mm（宽）×500mm（厚），横纵面钢筋均采用Φ25mm@100mm布置，拉筋采用Φ14mm@300mm×300mm布置，板混凝土设计为C30普通混凝土，采用现浇法施工。

5主体结构施工

隧道B区主体结构待土方开挖及钢筋混凝土压板施工完成后，在混凝土压板上重新铺设垫层混凝土再进行施工，隧道结构与混凝土压板为即独立又相互作用的联合受力体。隧道B区主体结构分为二段，即跨电力管廊段和跨地铁隧道段，按“水平分段、竖向分层、逐层由下往上平行顺筑”施工。结构按先底板、后侧墙、再换撑及顶板的顺序进行组织。采用人工现场绑扎钢筋，大块定形钢模和满堂支架立模，商品混凝土泵送入模。防水施工、钢筋制安、模板脚手架架设、混凝土浇筑等施工项目按工序施工的先后顺序配合结构施工平行进行。

6监测措施

由于隧道基坑距地铁既有线隧道较近，在基坑开挖施工期间可能会对既有线隧道产生一定的影响。为了解施工期间对既有线的影响程度，确保既有线隧道的结构安全，需对既有隧道进行全过程的监控量测，通过及时反馈、分析监测信息来指导现场施工，做到信息化施工。根据设计文件以及相关规范，结合类似工程中的施工及监测经验，兼顾监测方便、快速，能够准确指导施工，确定地铁隧道的监测项目及频率。

四、结语

本文介绍了下穿某地铁4号线区间盾构隧道的6号线暗挖段施工技术，阐述了合理有序的施工过程，并详细介绍了施工过程中采取的一系列施工保护措施。当新建隧道工程上跨既有地铁隧道时，为降低施工工程对既有地铁隧道的不利影响，保证地铁隧道的安全，可采用回旋钻机施工钻孔桩、袖阀管全断面注浆、分层分段开挖基坑、钢桁架支撑体系、抗浮锚杆及钢筋混凝土压板等一系列措施来实现。

参考文献：

[1]李兆平，李铭凯，黄庆华.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，2015，24（6）.

[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2016（30）.