关键词：隧道下穿上跨；既有构筑物；沉降控制；
1.周边结构物位置关系
1.1地表结构物
红石路隧道需下穿蓝箭宾馆及交通主干线红石路，最小埋深为10.5米，其中蓝箭宾馆为8层砖混结构，条形基础。由于该宾馆为军产，部队不同意进入布点观测，无法取得第一手沉降观测数据，给施工过程中施工方案、工艺及支护措施及时调整增加了难度。
1.2地下构筑物
三纵线红石路隧道左、右洞位于轨道交通五号线大石坝车站斜上方，斜向距离8～10m，垂直距离1.5m，隧道埋深10.5～13.5m。断面位置关系见图1.2-1。
.png)
图1.2-1 红石路隧道与轨道五号线车站剖面图
2.设计相关地质情况、施工工法及支护参数
2.1设计地质情况
红石路隧道下穿蓝箭宾馆段（左线K0+351～K0+443、右线K0+385～K0+467）原始地貌为构造剥蚀浅丘地貌，后期人工改造较小，岩层受构造应力作用轻微，岩体完整性较好，围岩主要由砂质泥岩组成，砂质泥岩属极软岩～软质岩，围岩定性分级为砂质泥岩：IV级。沿线未发现滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降等不良地质现象，洞顶中风化围岩厚度约8～16m。
2.2设计施工工法及开挖方式
设计要求采用单侧壁冷开挖法，严禁采用爆破开挖。
2.3设计采用支护类型及支护参数
初支采用Φ108超前管棚加全环HK240b型钢@800m支护；二衬采用两层钢筋网，主筋为Φ25间距10cm，75cm厚C30·P8砼。
3、开挖方法及工序
3.1施工重难点分析
红石路隧道近距离下穿上跨既有构筑物，且均处于运营状态。蓝箭宾馆隶属武汉空军军代室，目前仍在对外营业，因重庆市政府下穿手续未办理完成，蓝箭宾馆不允许进场进行施工监测；轨道五号线大石坝车站2018年12月已投入运营，作为掉头车站，车流量密集，人工监测不能满足施工需求。隧道开挖过程中一旦产生地表或地下沉降超标，将会造成不可估量后果，安全风险极高。因此如何减少对周边构筑物产生扰动造成沉降，是红石路隧道施工过程中需要控制重中之重。
3.2设备选型
为保证隧道施工安全以及减小对周边结构影响，根据围岩强度、经大量类似工程调查比选以及现场实际操作对比，红石路隧道机械开挖设备选用三一重装HS260型悬臂掘进机.
隧道悬臂掘进机是一种集切割、行走、装运、喷雾灭尘等多种功能为一体的高效联合作业机械。工作时，安装在悬臂上的切割头上下摆动，能够切割任意形状的隧道断面。悬臂掘进机开挖具有机械化程度高，对围岩损伤扰动少，开挖出渣连续、作业人员少、劳动强度低、安全性能高、适应断面灵活等特点，因其履带式的行走结构，便于转弯、爬坡，对复杂地质条件适应性强[1]。
3.3单侧壁机械开挖施工顺序
根据前期已施工段落施工安全质量控制及监控量测情况，施工组织流程为：左侧上导洞→右侧上导洞→左侧下导洞→右侧下导洞→左侧仰拱→右侧仰拱→拆除临时支护→仰拱砼浇筑。
.png)
图3.2-1 单侧壁导坑法施工开挖示意图 单侧壁机械开挖以上、下台阶形成台阶步距后流水推进为例。平面布置图如图3.2-2：
.png)
图3.2-2 单侧壁流水作业平面示意图 4、地铁车站洞内监测
4.1仪器设备及监测方式
因地铁车站已投入运营，为保障既有结构物及运营安全，现场采用自动化监测。同时为满足本项目各项监测方法和监测精度的需求，项目配置了目前国内性能最优良、精度最高的监测仪器设备，且保证投入的设备均性能完好，均在有效检定期内。拟投入的仪器设备性能、规格和用途详细见下表。表 4.1-1 拟投入主要监测仪器设备
.png)
4.2监测项目及测点布置
根据本项目与地铁车站的位置关系，在影响区段内根据外部作业等级布设监测项目及监测断面。
.png)
4.3监测点及监测仪器安装
地铁隧道侧壁、拱顶、道床位移监测点采用钻孔式埋入棱镜，埋设时避开有碍设标与观测的障碍物，其中侧壁监测点高于地坪1.5m~2m，道床监测点的安装不能妨碍地铁的安全运营[2]。
4.4 监测周期及频率
当既有轨道影响范围内的本工程隧道开始施工时，即展开对轨道交通影响的施工监测；当既有轨道影响范围内的本工程隧道二衬施工完成，且监测数据稳定后，停止对轨道结构影响自动化监测。
参照相关规范、设计文件、相关技术标准及甲方的要求，监测频率如下：
既有轨道影响范围内的隧道开挖期间，预计为12个月，监测频率为1次/天，预计共360次。
5、蓝箭宾馆范围地表及既有结构物监测
5.1监测点位布置
因重庆市政府未完成下穿蓝箭施工手续，蓝箭宾馆不允许进场进行地表监测，经组织专家会咨询，要求加密洞内及地表监测点位断面，提高控制值标准，根据施工监测数据动态调整施工进尺及方法。监测点位布置见下表：
.png)
5.2监测频率及周期
红石路隧道施工期间，所有监测点位监测频率为1次/天，如有特殊情况进行加密监测。
5.3监测控制值及预警
.png)
6、实施效果
6.1悬臂掘进机实施效果：
2019年4月14日红石路隧道开始采用悬臂掘进机进行开挖，开挖过程中对周边围岩扰动较少，开挖后围岩结构完整、稳定[3]。
6.2地铁车站自动化监测情况：
大石坝车站监测成果统计分析：水平位移、道床竖向位移、拱顶竖向位移累计变化量最大点及变化量如表6.2-1所示。
.png)
结论：自动化成果满足各项规范要求，各监测点成果均在预警控制值范围内。
6.3.隧道洞内及蓝箭宾馆地表监测情况：
红石路隧道下穿蓝箭宾馆段已完成，根据施工监测结果显示，隧道洞内及地表构筑物受扰动较少，结构安全。具体监测数据见表6.3-1。
.png)
注：1、沉降点变形值为正代表上升，为负代表下沉；
2、本统计表阶段变化最大值与累计变形最大值均为本期数据。
7、结论
通过优化机械开挖施工工艺以及施工监测，红石路隧道下穿蓝箭宾馆、上跨大石坝车站段开挖过程中，沉降监测数据均能满足各项规范及专家意见，周边结构物稳定，安全风险可控。
参考文献：
[1]伍平.悬臂掘进机在铁路隧道开挖施工中的应用[J].施工技术,2018,47(S1):915-917.
[2]赵康康,曾保金,丁世武,陈磊.隧道监控量测在隧道施工中的应用[J].云南水力发电,2019,35(06):51-54.
[3]梁鲜明.悬臂掘进机在临近既有线隧道施工中的运用[J].工程建设与设计,2018(07):263-266.
论文作者:徐建刚
论文发表刊物:《建筑实践》2020年1月1期
论文发表时间:2020/4/30