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摘要：随着城市现代化的发展，地铁建设已经成为城市发展解决公共交通拥堵的首选措施。地铁线网规模会成倍的扩大，将会有大量在建地铁隧道近距离下穿既有运营地铁隧道的情况，此类施工会对既有在运营的地铁隧道结构产生影响，如果下穿过程中施工质量控制不到位，下穿中盾构机发生故障无法运转等，将对运营线路行车安全构成非常大的危险。地铁建设及地铁线网扩大的过程中必然会出在建地铁隧道近距离下穿既有运营地铁线路的情况，如不对建设期间施工质量严格把控，施工前未对施工过程中出现的安全风险源进行梳理及排查，未充分做好施工预想及抢险方案、抢险措施的前期准备，下穿前未对盾构机进行系统检查、施工备料不充足，在下穿过程中未合理安排人员值守及信息及时反馈，必定会对既有运营线路的安全构成不可估量的危险。因此，在建地铁隧道近距离下穿既有运营地铁线路的安全风险把控显得十分重要，施工前、施工中、施工后的安全预想及施工准备是保障下穿顺利的前提，也是保证既有运营地铁线路的关键。
关键词：隧道近距离，下穿既有线地铁线路，安全控制
引言
随着城市轨道交通建设规模的不断扩大，必然带来各种新旧线路相互交叉穿越的工程问题，一些大的综合枢纽位置，线路复杂多变，新旧线路的近距离穿越也不可避免，隧道的下穿施工如何保证既有线结构的安全，不影响既有线的正常运营，越来越受到研究人员的重视。
1 探测导洞的设计
探测导洞是盾构下穿设计方案成立的基础，其设计重点如下:1) 选择合适的导洞位置。探测导洞不应距离既有站底板过近，以免其开挖增大对既有站产生不利影响;也不应距离既有站过远，否则会增大既有站两侧可能存在的型钢等障碍物探测的难度，影响其准确率;导洞的底部不应侵入盾构掘进空间，否则会给下一步的盾构掘进人为地制造障碍。2) 导洞断面的选择。探测导洞的断面尺寸应在满足拔除型钢所需的施工空间基础上尽可能小，以降低施工风险和对既有站的不利影响，同时节省工程投资。3) 富水条件下暗挖导洞的安全施工。由于既有站范围内存在2 m 厚的防爆层，地面不具备降水条件，而探测导洞的上半断面处于富水的细粉砂层，需采取可靠措施保证施工安全。
2 施工过程安全控制
2.1 穿越前阶段
盾构首先进入影响隧道范围，进入该阶段时可能产生的风险主要为:施工参数不稳定，造成对线隧道造成扰动;测量问题造成在该阶段需要急纠姿态;设备问题造成需要长时间停机，引起地层沉降等。盾构机刀盘分别进入时进行气压开仓检查刀具，同时对盾构机各部件进行检修，进入后面下穿地铁掘进施工。在盾构穿越前阶段需要采取的主要措施包括:(1) 对测量进行复核。要求业主测量队进行联系测量，并利用联系测量成果复核盾构自动测量系统的后视点、测站点数据，通过人工测量管片姿态复核自动测量系统数据，确保测量系统正常;(2)气压开仓检查刀具。盾构穿越前需保证盾构刀具完好，因此，在盾构穿越前需进行开仓检查刀具磨损情况、更换刀具、清理刀盘泥饼，特别需注意外周滚刀的磨损量，滚刀更换标准为磨损大10mm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆气压开仓前需进行有害气体检测，气体质量能满足人员进场条件方可进仓作业，开仓期间严格按照规范要求对仓内的气体进行检测;(3)停机检测设备。盾构掘进进入穿越前阶段进行检测的设备包括:刀盘驱动系统、推进系统、盾尾密封系统、泥浆循环系统、壁后注浆系统的泵、阀组、流量计、压力传感器、管路等、黑旋风分离系统、龙门吊、电瓶车等设备;(4)施做止水环。下穿三号线区域为最低点处，盾构掘进坡度为 1%下坡，隧道顶部埋深为 18. 5m。为了有效保护盾尾密封舱，左线盾构自刀盘进入试验段、右线盾构刀盘进入穿越前阶段后每推进 5 环施做一处封闭环，封闭环施做到区间线形为上坡为止，封闭环采用二次注浆注入双液浆。
2.2 开挖及支护
下穿段采用台阶法、弱爆破、短进尺开挖，为了让初期支护即时受力，地铁隧道初期支护中喷射混凝土强度等级提高到 C25，将原格栅钢架调整为I22b 型钢钢架，间距 50 cm 。若遇围岩破碎地带，钢架间距调至 30 cm 以确保支护强度。现场实施时，必须确保在每循环随挖随支。通过爆破波形图及现场试验装药量分析，爆破施工中采用掏槽导洞超前、分部分块进行弱松动爆破，根据距离宁芜货线不同距离及监测数据确定最大一次齐爆药量，通过在开挖断面中心、周边及底板均设减震孔的方法，有效地控制了爆破震动对宁芜货线的影响。鉴于后期宁芜货线运营动载对地铁的影响，二衬由 300 m m 厚加强至 400 m m 厚，同时配筋由φ22@ 150 加强到 φ28@ 150。加强段长度超出地铁结构与货线隧道边线 15 m 范围。
2.3 安全技术措施
结合某工程具体情况，制定了以下安全控制措施来保障既有线安全控制。（1）降水措施降水方案将暗挖区间等效于 1 个条形基坑考虑，基坑尺寸为 30×50m，通过计算，暗挖区段布置 9 口降水井。（2）洞门及隧道加固某段，拱部 120°范围内，φ108 大管棚，L=10m，环向间距 0.4m ；φ42×3.5mm 超前小导管，L=2.0m，间距 0.4m（环向）×0.5m（纵向），大管棚与小导管交错布置。下穿 7 号线段，拱部 120°范围 内，T76L 自 进 式 管 棚，L=12m， 环 向 间 距 0.4m ；φ42×3.5mm 超前小导管，L=2.0m，间距 0.4m（环向）×0.5m（纵向），大管棚与小导管交错布置。其他区段，拱部 120°范围内，φ42×3.5mm 超前小导管，L=2.0m，间距 0.4m（环向）×0.5m（纵向）。浆液为水泥浆，注浆压力一般为 0.5～2MPa。3）暗挖隧道 CRD 法施工CRD 法是分步开挖、采用人工结合小型机械开挖的方式。小型农用车运输至竖井口，垂直提升至地面临时存土场。钢架为格栅钢架，间距 0.5m，采用 Φ22连接筋，环向间距 1.0m。每榀格栅设 10 根 Φ42 锁脚锚管，锚管长 3m，下倾角 45°。中隔壁及临时仰拱厚 0.25m，喷射 C25 早强砼支护，全断面沿拱架内外侧设双层 φ8钢筋网，网格尺寸 150mm×150mm，。各部开挖支护完毕后，分段拆除临时仰拱，不拆除中隔壁施做防水层（防水保护层）及二次衬砌，待二衬混凝土达到设计强度后，拆除中隔壁。（4）洞内管棚加固下穿既有 7 号线段区间隧道采用 T76L 自进式管棚超前支护，纵向设置 3 环，每环长 12m，相邻两环之间水平搭接长度不小于 3m，管棚环向间距 400mm，外插角6～8°，可根据现场实际情况作适当调整。（5）壁后回填注浆壁后注浆：壁后注浆管采用 Φ42 钢花管，壁厚 3.5mm，制作成小导管型式，管长 1m，间距 1.0m×1.0m（环向 ×纵向），注浆常采用水泥砂浆，其配比为 ：水灰比 =0.5～1.0，灰砂比 =1∶2～1∶2.5。
2.4 监测项目及测点布置
为了掌握地层和洞室在施工过程中的力学动态，确保洞室的稳定和建筑物的安全，下穿段落在正常地表、地铁隧道拱顶下沉、净空收敛监控量测工作量情况下，另外：a）在隧道主体结构底板上布设沉降监测点，每 20 m（或沉降缝处）布设一个断面，交叉区段向外两侧距离 20 m 、50 m 、100 m 位置各设一个断面，每个断面布设 2 个测点；b）在隧道主体结构顶板、侧墙埋设收敛监测点，监测断面与沉降监测断面相同，每 20 m 布置一断面，交叉段两端各延伸一个监测断面，每个断面布设 5 个反射片。
结语
近年来地铁建设快速发展，新建线路往往会与既有建筑物交互影响。隧道施工过程中，结构更加复杂，压力不均。为保证周边设施的正常运营，隧道开挖造成沉降必须得到严格控制。因此，为控制新建地铁隧道施工引起的地质情况变化提供较为合理的风险控制技术尤为重要。
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论文作者:白守兴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/2
标签：盾构论文; 隧道论文; 断面论文; 地铁论文; 间距论文; 线路论文; 测量论文; 《防护工程》2018年第35期论文;