地铁盾构叠落段下穿既有建筑物施工技术研究

周 剑 中铁十一局集团第六工程有限公司

1 引言

广州市轨道交通十号线工程下穿既有建筑物盾构区间叠落施工，从隧道支护机理层面上出发，介绍了盾构叠落段下穿既有建筑物的施工方案。在此基础上，深入介绍了隧道支护机理以及相关参数内容。结合广州市轨道交通十号线工程的实际情，科学利用盾构叠落段下穿既有建筑物技术，展现出了当前地铁施工技术的高效性。

2 工程概况分析

广州市轨道交通十号线工程，终点站为西朗站，并设置广钢新城车辆段一座。采用盾构法+明挖法施工工艺。盾构区间投入2台泥水平衡盾构进行掘进施工。2台泥水盾构分别自广钢新城车辆段始发，至西朗站端区间明挖结构接收。盾构区间沿线穿越学校、办公楼、河涌和密集的民房群等重要建筑物。区间隧顶覆土厚度约3.0m～18.15m，最大纵坡34‰，线路平面最小圆曲线半径380m。广钢新城站至西朗站区间左右线下穿广钢新城车辆段入段线区间隧道，形成叠落区间隧道，最小净距1.48m；区间右线与广钢新城车辆段出段线区间隧道小净距约5.28m，且长距离斜侧向并行。

3 工程重点难点

3.1 盾构区间建筑物复杂

广州市轨道交通十号线工程盾构区间沿线的建筑物较多，并且不同建筑物的地质情况复杂。盾构下穿文伟中学教学楼、德安楼、西朗江夏村民房群、广州龙尚塑料有限公司仓库等建筑，建筑具备经济性、社会价值，不容出现差池。不同建筑的覆土深度都存在一定程度的差异，并且地下管线较多、交错复杂，为盾构区间施工带来了一定困难。若盾构区间施工出现差池，直接影响了人们正常生活生产，会造成严重经济影响、社会影响。盾构区间沿线的建筑物具备重要社会功能与经济功能，在实际开展盾构施工的过程中，需要对多个盾构下穿建筑物进行分析，导致盾构施工难度较大。

3.2 地质环境复杂

广州市轨道交通十号线工程所通过的沿线地质情况较为复杂，周围河涌密集，地质结构混乱。尤其是针对广钢新城车辆段出入场线来说，地质环境极为复杂。基坑开挖范围主要地层为填土层、粉质粘土层、砂质粘性土层、粗砂层；基坑局部位于淤泥质粉质粘土、细砂层。地质情况复杂、地质土壤松软，会直接导致后盾系统失稳、掘进面土失稳、洞口土体流失等问题。所以在实际开展盾构施工时，需要注意不同地质环境问题，制定出区别化的施工方案措施。

4 施工关键技术

4.1 隧道支护机理

在实际开展地铁隧道开挖之前，土体处于稳定、平衡的状态，在开挖隧道时，往往会破坏土体的平衡目，很容易导致周围土体向洞内变形。为了有效的保障隧道开挖之后空间和围岩的稳定，需要在开展施工支护时，“让”、“抗”相结合。开挖的过程中，应该尽量保障土体的稳定性，避免过多的对岩体进行破坏。例如，针对该项目来说，使用的隧道支护方式为隧道复合式衬砌支护，在实际开展支护设计的过程中，衬砌类型为S5b；围岩级别Ⅴ级深埋；超前支护设计使用Φ108大管棚或Φ 42小导管。针对初期支护来说，锚杆设计为Φ22药卷锚杆L=3.5m（纵）60×120（环）；钢筋网为Φ8钢筋网20mm×20cm双层；C20喷射砼厚24cm；钢拱架为Ⅰ18工字钢，间距60cm(全封闭)。预留变形量为12cm，二次衬砌为拱部、仰拱45cm（钢筋）。结合实际情况下穿既有建筑的隧道开挖方案，以便于控制隧道上方土体沉降，确保隧道施工的安全性。

4.2 叠落盾构施工技术

针对广州市轨道交通十号线工程来说，以盾构法+明挖法施工工艺技术为主，在施工的过程中应该保障左、右线以及既有建筑物的安全。利用降水、设置竖井、盾构始发井、WSS深孔旋喷加固等手段进行施工。在下穿既有建筑有建筑物时，使用加强盾构管片的形式进行施工，在此基础上进行注浆加固土体，并且设置出支撑体系。①始发井降水。始发井降水最为重要目的就是保障盾构始发安全，一般情况下需要将地下水降下1m位置。结合河涌盾构始发设计的情况，盾构河涌四周沿线，以便于降低地下水位置。②盾构始发井加固。想要开展盾构工作之前，需要破除始发段范围之内的围护结构桩体，实施有效的加固技术手段，确保土体的稳定性和固定性，杜绝发生渗流的问题出现，强化盾构土体安全性，加固的抗压强度0.5MPa～0.8MPa，渗透系数应该≤1×10-17cm/s。③盾构分体始发。因为在实际进行盾构施工的过程中，采取分体始发方案的形式进行盾构，当盾构机进入到施工现场之后，应该先让主机下降到盾构井内容，随后在地面开展配套台车装配。

5 结束语

总而言之，叠落式盾构隧道施工技术，作为一种具备科学性、有效性的施工技术手段，对地铁施工带来了强大技术支撑，有利于促进我国城市建设工作的发展。在实际开展叠落式盾构隧道施工的过程中，应该结合不同工程的实际情况，制定出科学合理的施工方案，高效保障施工技术质量，全面保障施工效率。