复杂地质下穿地铁既有线施工关键技术

摘 要：本文以深圳地铁6号线翰～银区间1#联络通道下穿地铁9号线暗挖隧道施工为例，就复杂地质条件小净距下穿地铁既有线施工关键控制技术做以介绍。主要是通过远程自动化监控系统即时监测和分析既有地铁的动态变化， 进行方案优化，对可能出现的结构变形、隧道沉降等异常情况采用超前深孔注浆加固、超前小导管等措施，确保施工期间既有地铁的正常安全运营，为此类似暗挖隧道施工提供一些方法做以借鉴。

关键词：深圳地铁;地铁既有线;暗挖隧道;小净距

随着城市地铁建设速度的加快以及地下空间开发力度的加大， 新建地铁线路与既有地铁线路小间距施工的情况日益增多，这就对施工中爆破振动、结构变形控制等提出更高的要求。

深圳地铁6号线与9号线在银湖站叠线换乘，为保证区间隧道施工安全，9号线施工时将车站端头与9号线交叠的6号区间提前施做，按照先下后上的工序，先施做下部6号线矿山法区间，然后9号线采用盾构法上跨6号线区间，本次6号线下穿9号线区域恰好处于9号线代建段与新建6号线交叉位置。该段地层地质上软下硬，地下水丰富，且经多次施工扰动，施工风险极大。

1 工程概况

深圳地铁6号线二期设计范围为ZDK7+353.229～ZDK9+276.907共1923.678m;右线设计里程为YDK7+207.512～YDK9+276.907，全长2069.395m，其中YDK7+207.512～YDK7+518.137共310.625m已由9号线工程同期设计并施工，6号线二期设计范围为YDK7+518.137～YDK9+276.907共1758.77m。本区间共设置四座联络通道，其中1#联络通道及废水泵房中心里程YDK7+424.307（ZDK7+409.296），埋深约25.9m，1#号联络通道下穿地铁9号线，距离地铁9号线最小净距3.616m，拱部主要位于强.风化混合花岗岩及强风化（砂土状）混合岩层内，底板主要位于强风化混合花岗岩层内，废水泵房底板位于中风化混合花岗岩层内。

2 既有线现状调查

地铁9号线已经于2016年10月开通运营，9号线孖银区间右线及出场线为外径6m，内径5.4 m，管片厚0.3 m的盾构隧道，调查里程为右线YDK17+135～YDK17+235，为全面了解既有地铁及新建地铁隧道的情况， 本工程进行了较为详细的调查和现状评估分析， 主要成果如下：

2.1 根据超前探孔表明，下穿段地层地下水丰富，单孔最大出水量达到30L/min。新建地铁超小净距下穿既有线施工中， 容易发生管片渗漏水、道床裂缝、区间轨道变形及接触网导高值变化超标、列车发生异常晃动等。在方案中应考虑针对性措施并针对可能发生的险情进行桌面推演等。

2.2 对深圳地铁 9 号线孖岭站～银湖站区间受 6 号线 1 号联络通道兼废水泵房施工影响段使用徕卡 Scan Station P40 三维激光扫描仪进行了三维激光扫描成像，并得到每环净空水平宽度值。

2.3 根据自动化监测方案完成监测点布置，并完成各断面及监测点监测数据初始值采集。

3 控制标准

根据相关规范及设计要求，本项目变形监测控制指标如表1 所示：

依据深圳市《城市轨道交通安全保护区施工管理办法》2016 版，當实际变形值达到控制值的 60%时，须向有关单位发出黄色预警;当达到控制值的 80%时，应发出橙色报警;当超过控制值时，应发出红色报警。且当首次报警后，若测点以较大的速率继续下沉变形，应视情况继续报警。

4 既有线变形分析

4.1 注浆阶段的变形分析

超前深孔注浆期间既有地铁累计垂直最大位移+4.2mm，累计水平最大位移+0.6mm。过程中采用自动化实时监测配合现场注浆施工，确保隧道隆起在可控范围，并为开挖施工预留沉降变形空间。

4.2 开挖支护阶段的变形分析

开挖支护阶段造成既有地铁沉降1.2mm，累计垂直最大位移+3mm，累计水平最大位移+0.6mm。开挖过程严格安装专项方案施工， 并采取了相应的加强措施来增强掌子面的稳定性， 减少周围地层扰动导致既有线的变形。

5 变形控制措施

5.1 超前深孔注浆阶段变形控制措施

①建立有效联络机制  对既有线进行实时监控，一旦出现较大变化可以及时反馈信息; 以应急指挥部为中心，通过对讲机、内线电话等工具联系监测与施工作业面，可以及时有效的了解施工工况与既有线沉降数据的变化，应急指挥部工程师接收监测数据并迅速进行分析，调整施工参数;②注浆参数控制  在注浆过程控制每个孔单延米注浆量小于0.1m³，注浆压力0.4～0.8Mpa，施工关键期加强监测频率为1次/（0.5）小时，来完成注浆期间对9号线沉降的控制，通过勤测勤纠，确保了顺利下穿;③增设泄压措施  同时在右线已施工掌子面打设泄压孔安装泄压阀，避免压力突增等紧急状况;④注浆方案优化  此外需控制注浆管打设角度及深度，避免对既有线结构造成破坏，考虑浆液流动性和凝结时间问题，长短孔分阶段注浆且控制注浆时间间隔。

5.2 开挖支护阶段变形控制措施

联络通道开挖严格遵循十八字方针：管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测。①建立地质超前预报制度。严格按设计交底要求进行超前地质探孔，在隧道拱顶、掌子面正中进行探眼，看地层是否有变软现象，或有砂层、涌水等情况，根据地质超前预报情况同设计、监理沟通及时调整围岩支护参数，确保通道开挖安全。②通道开挖后及时架设钢格栅喷射砼封闭掌子面，缩短开挖循环进尺的时间。③加强监控量测，根据监测数据及时调整支护参数，并加强初支背后注浆，保证初支的稳定性，防止初支变形。④按照设计要求及时施做锁脚锚管以保证施工质量。

在施工过程中， 既有地铁隧道结构收敛变形平均值为2.9mm，垂直及水平位移始终处于可控范围，变形控制措施取得了预期效果，保证了既有线结构及运营安全。

6 结语

本次下穿地铁既有线过程中熟练的运用了自动化监测及三维扫描技术等暗挖施工的各项先进技术，并在实际实践中改进和完善，丰富了在复杂地质条件小净距穿越既有地铁技术应用的经验。在深圳地铁6号线1#联络通道下穿地铁既有线施工中通过采用以上关键技术， 实现了成功穿越。望其能为类似工程提供借鉴。

作者简历：中铁七局集团第三工程有限公司深圳管廊项目经理部，杨永魁，工程师，项目副总工。