某市轨道交通4号线盾构区间近距离下穿既有隧道案例分析

高益健 程兴 王少卿

摘要：盾构隧道施工下穿既有隧道施工环境和地质条件复杂，施工存在重大风险。在总结以往盾构隧道下穿重要建构筑物施工经验教训的基础上，依据某市轨道交通4号线盾构近距离下穿既有隧道的案例全过程进行分析，提出针对主要风险因素提出相关盾构区间近距离下穿既有隧道的施工风险控制技术措施。

Abstract： The construction environment and geological conditions of shield tunnels passing through existing tunnels are complicated， and there are significant risks in construction. On the basis of summing up the previous experience and lessons learned from the construction of shield tunnels passing through important structures， based on the analysis of the entire process of a city subway line 4 shield tunnels passing through an existing tunnel at a short distance， the main risk factors and the construction risk control measures are proposed.

关键词：轨道交通;盾构法施工;下穿既有隧道;监测数据异常;拱顶沉降

Key words： rail transit;shield construction;under-passing existing tunnel;abnormal monitoring data;dome settlement

中图分类号：U455.43                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）02-0132-06

1  工程概况

1.1 彭蔡正线盾构区间工程概述

彭蔡区间起于彭厝北站，沿翔安西路南侧敷设，后线路向东北方向偏转，下穿4号线停车场出入线后，线路沿翔安西路北侧敷设，下穿规划水域后，进入蔡厝停车场，到达位于咽喉区的蔡厝站。

1.2 彭蔡出入场线盾构区间工程概况

蔡厝停车场出入线位于厦门市翔安区新店镇海头村东侧，在建翔安西路南侧。出入场线区间起始于彭厝北站，出站后沿翔安西路向东前行，下穿現状滩涂区后到达蔡厝停车场。区间沿线主要为农田、荒地及在建的翔安西路施工场地。

1.3 下穿段工程概况

彭蔡盾构区间下穿彭停出入场线盾构区间处于缓圆曲线段（半径1500的右转弯），竖曲线为4.92‰的上坡段。地表上部为钢筋加工厂，且叠交段隧道地质状况较为复杂。

2  地质概况

彭蔡正线盾构区间隧道区间地质为<17-2>散体状强风化花岗岩、<17-1>全风化花岗岩、

<11-1-3>残积砂质黏性土以及局部<17-5>微风化花岗岩与<17-3>碎裂状强风化花岗岩孤石彭蔡出入场线盾构区间主要处于<11-1-3>与<11-1-2>残积砂质黏性土中，隧顶往上依次是<10-1-2>粉质黏土、<1-2>素填土。交叉段上行隧道线型：左线竖曲线为右转圆曲线加右转缓和曲线;平曲线为19.4‰上坡加0.41‰上坡变坡区间;右线竖曲线为右转缓和曲线加直线;平曲线为19.4‰上坡加0.41‰上坡变坡区间和0.41‰上坡。

下行隧道在掘进过程中会扰动上行成型隧道，此段上下重叠隧道竖向最小净距为2.15m，且下穿隧道地层中存在孤石与基岩突起，掘进过程中不可避免的会出现多出渣的现象，从而形成塌空区，可能影响到上行隧道的施工安全。下穿段的地质纵断面图如图3所示。

3  项目实施全过程

3.1 盾构推进前的准备工作

3.1.1 加固

叠交段夹层的土体加固长度155.43m，加固范围为正线隧道顶部1m至出入场线段隧道底部，2018年9月30日前完成。出入场线区间部分段落与正线区间上下交叠，加固地层地质情况为：残积砂质粘性土、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩。加固方法采用袖阀管灌浆方案，采用？准110mm口径钻孔，间距采用1000mm×1000mm，加固长度为155.43m，加固宽度为隧道外径延伸1m，深度范围为出入场线区间隧道底板至正线区间隧道顶向下1m。如图4-图6示意图。

3.1.2 盾构机检修

在盾构机穿越彭蔡出入场线盾构成型隧道前，提前对盾构机进行全面检查，力争穿越过程中不停机，且快速、匀速通过。

3.1.3 监测点布设

做好彭蔡正线区间盾构掘进期间的洞内外变形监测，进入叠交段（含影响段）前与彭蔡出入场线区间共同确认彭蔡出入场线盾构成型隧道监测点的初始值。如果掘进期间出现异常变形应立即反馈项目部及彭蔡出入场线区间，并应及时组织加固处理。（图7）

3.2 盾构推进过程

以下以彭蔡出入场线盾构隧道内拱顶沉降的数据（表1、表2，图8-图11）为参考对本次盾构区间下穿既有盾构隧道的施工过程进行简要分析：

①2月23日出入场线右线隧道拱顶沉降普遍出现了较大沉降现象，而出入场线左线隧道拱顶沉降普遍出现了较大隆起现象，与盾构班组沟通得知，因为刀盘位于彭蔡出入断线左右线加固区中间位置，而盾尾位于出入场线左线加固区内，导致刀盘出土量过大，盾尾注浆量和压力较大，造成盾构机刀盘前方位置的既有隧道出现了沉降，而盾尾位置的既有隧道出现了隆起。

②2月24日盾构机进行了参数调整，增加了土仓压力，减少了出土量，降低盾尾注浆压力和注浆量，既有隧道各项监测数据变形趋势减缓。

③2月25日盾构机刀盘进入彭蔡出入段线区间右线，盾构机盾尾位于彭蔡出入段线区间左右线中间位置，盾构机根据前日经验再次进行了土仓压力、出土量和盾尾注浆压力注浆量的调整。直至全部下穿完毕，既有隧道彭蔡出入段线区间左右线均呈现小量隆起的趋势。

④直至3月1日，盾构机完全脱离出既有隧道彭蔡出入段线区间叠交区域，既有隧道内未出现异常情况，监测累计值稳定在±4mm以内，整体下穿过程中，彭蔡区间正线安全，既有隧道彭蔡出入段线区间可控。

4  结论

①當盾构隧道下穿既有盾构隧道之前，做好事前准备工作，是推进过程是否安全稳定的前提条件。

②盾构下穿之前，设计好几套不同情况下的推进方案，对处理推进过程中的异常情况，可以做到有备无患。

③随着盾构隧道开挖的进行，既有隧道底部由于土体应力向隧道方向集中而导致既有隧道周围土体颗粒被挤密，向既有隧道下方移动，而一般盾构隧道埋深较深，所引起的沉降往往会持续时间比较长，但引起的隆起往往是一次性的，所以在盾构隧道施工过程中，保持地表有小量的隆起，更便于对盾构施工参数的选择。

④盾构隧道下穿重要建构筑物时，应做好既有建构筑物的监测点布设，并在盾构隧道开挖的过程中实时监控，与盾构施工班组确保良好的沟通，盾构机参数异常时，应及时通知监测班组，进行加密监测。盾构机调整参数时，应参考监测数据进行。

本文通过对某市轨道交通4号线彭蔡盾构区间左线隧道下穿彭蔡出入场线盾构隧道的过程描述，对本项目的成功经验进行了总结，为指导盾构隧道施工下穿重要建构筑物的影响提供了技术支持。但是，由于本文只对监测数据和盾构施工若干重要参数进行了对比分析，得到的试验数据有限，对于既有隧道管片应力、周边岩土力学性质影响等，还有待进一步的研究。

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