中铁七局集团西安铁路工程有限公司 陕西西安 710032
摘要：近距离穿越既有线工程施工过程中，要保证既有隧道的安全运营，同时不破坏既有隧道结构安全性，这就要求施工对既有构筑物的影响减到最小，以保证工程施工和既有线运营的安全。本文结合北京市地铁19号线01合同段牡丹园车站超近距下穿既有地铁10号线车站暗挖施工，分析开挖支护施工对既有线的影响。
关键词：下穿地铁车站；既有线变形；影响分析
引言
做好下穿地铁车站施工相关技术理论的研究，有助于发现其中的问题，从而提高地铁车站工程质量，对施工人员的安全也增添一份重要保障。
1 研究背景
随着我国城市轨道交通的巨大发展，要加强施工质量，实现安全穿越，就必须强化地铁施工支护措施等。同时要保证既有隧道的安全运营，不破坏既有隧道结构安全性，这就要求施工对既有构筑物的影响减到最小。本文结合北京市地铁19号线01合同段牡丹园车站超近距下穿既有地铁10号线车站暗挖施工，分析开挖支护施工对既有线的影响。
2 工程特征
2.1 工程概况
19号线牡丹园站位于北土城西路与花园东路十字交汇处，南北设置，与既有10号线牡丹园站呈“T”型换乘。车站为地下两层三跨，局部四跨岛式站台车站，总长为299.7m，其中三跨段长200.2m，四跨段长99.5m。车站主体结构采用PBA工法施工，共设置3个出入口、3个风道，3个安全出口以及4个换乘通道。
2.2 与既有地铁车站位置关系
新建站的车站主体单层段及换乘通道下穿既有车站，车站主体单层段拱顶距既有站底板净距1．9m，两个矩形断面之间的净距4．1m。
2.3 地质条件
车站单层断面拱部位于粉土层内，与既有车站的底板间有粉土层等。地下水属层间水，含水层为卵石圆砾⑦层，中粗砂充填，渗透系数大，为强透水层，水位标高为24．19～26．38m（水位埋深为20．50～24．30m）。
2.4 工程重难点
2.4.1 地层岩性差
单层断面拱部位于粉土层内，与既有车站底板之间从上而下为卵石圆砾层、粉质黏土层、粉土层；边墙穿越地层为砂层、卵石圆砾层、黏土层；底部位于含层间水的卵石圆砾层。
2.4.2 地下水丰富
该段地下水相当丰富，地下水属层间水，含水层为卵石圆砾⑦层，中粗砂充填，渗透系数大，为强透水层，水位标高为24．19～26．38m（水位埋深为20．50～24．30m），地下层间水进入车站4m左右，由于车站底板位于地下水位以下，所以对车站施工影响很大[1]。
2.4.3 超近距下穿运营车站
北京市地铁19号线01合同段牡丹园车站顶板与既有车站的底板之间垂直距离只有1．9m，由于既有地铁10号线车站是运营车站，如果施工不当，就可能引起既有车站的过大沉降或者不均匀沉降，进而影响既有线的安全运营。
3 下穿既有地铁车站暗挖施工
为了保证既有线车站的结构安全和正常运营，下穿既有站采用双排Ф300管棚超前支护，“CＲD”工法施工单层结构。
3.1 超前支护施工
两侧暗挖双层段开挖至端墙后，待支护结构基本稳定后，注浆加固端墙和既有线间的土体。车站两端双层段向单层段施作Ф300钢管管棚并分段式注浆，填充钢管及加固管棚周边土体[2]。单层断面顶部与既有站底板间，开挖轮廓线外2m、内1.5m土体，4．1m土柱通长施作Ｒ32自进式管棚，注浆加固结构间土体。
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3.2 开挖支护施工
按“CＲD”工法分步开挖支护单层段平顶直墙结构。先对称开挖1部，贯通后再开挖其余各部。每部开挖时台阶长度控制在2m左右，1、3部上台阶留核心土，核心土面积不小于开挖面积的50%。2、4部分上下台阶开挖，上台阶不必留核心土。两洞对称进行施工，长度差异不超过1．5m，逐榀开挖，及时立拱喷浆封闭，及时打设锁脚锚管，注水泥浆，增加初支与地层结合力，减小沉降。初支背后及时补偿及回填注浆[3]。
4 监控量测及分析
4.1 既有结构沉降
北线最大0．83mm（正值表示隆起），该点距离新线中心距离为27m，最小－0．76mm（负值表示沉降），该点距离新线中心距离为36m；南线最大－3．88mm，该点距离新线中心距离为27m，最小0mm，该点距离新线中心距离为90m。开挖初支引起既有结构产生明显沉降，距离新线越近，变化幅度越大，由于开挖支护是从南北端同时进行，因此南北线沉降变化趋势相近，但是变化幅度不同，北线最大沉降－0．76mm，控制很好，南线最大沉降达到－3.88mm，接近该阶段控制值。
4.2 既有结构变形缝胀缩
北线结构变形缝减窄到－0．20mm（负值表示减窄），该点距离新线中心距离为0m，距离新线中心距离西侧27m，变形缝减窄到－0．1mm；而距离新线中心距离东侧27m处，变形缝没有胀缩。南线结构变形缝增胀到0．20mm（正值表示增胀），该点距离新线中心距离为0m，新线中心距离两侧27m，变形缝没有胀缩。
4.3 轨道沉降
开挖支护施工中，南北线轨道总体为沉降，其中北线最大沉降－3．45mm（负值表示沉降），该点距离新线中心距离为0m，最小沉降0mm，距离新线中心两侧90m；南线最大沉降－3．44mm，该点距离新线中心距离为0m，最小0mm，该点距离新线中心两侧90m。开挖支护阶段，由于开挖卸荷作用，引起上方的既有轨道出现沉降，且抵消在管棚施工阶段引起的轨道隆起后，出现了最大－3．45mm的轨道沉降。
4.4 轨道水平间距
开挖支护施工中，北线最大2mm（正值表示轨道水平间距增大），该点位于新线中心东侧22．5m，最小－0．5mm（负值表示轨道水平间距减小），该点位于新线中心西侧31．5m；南线最大0．2mm，该点位于新线中心西侧4．5m，最小－0．8mm，该点分别位于新线中心东侧22．5m，西侧31．5m。开挖支护施工阶段，由于开挖卸荷作用，引起上方的既有轨道间距减窄，且抵消管棚施工阶段引起的轨道间距增宽后，出现了最大－1．3mm的轨道间距减窄。
4.5 开挖支护对既有线影响评价
通过对既有车站远程自动监测及成果分析，并对比该阶段的既有车站变形目标控制值。
总 结：
北京市地铁线车站工程经过施工技术人员精心设计、精心组织，严格管理、严格工艺、严格纪律，依据十八字方针施工，通过大量监测分析，周边环境处于安全状态。开挖初支施工对既有车站变形影响的控制效果总体良好，所有变形值未超出下穿既有车站施工目标控制值。科学优化的施工步序。严格遵循对称原则，左右线同时、同步、对称进行。严格按照设计施作初期支护。型钢拱架能及时快速地对地层产生支护阻力，研究显示，比较格栅拱架，型钢拱架具有支护强度上升快、支护阻力作用及时等特点。既有结构下的跟踪注浆技术。采取跟踪补偿注浆技术可达到主动控制沉降的目的，实践证明非常有效。通过掌子面排管注浆超前加固了地层，有效控制了开挖面前方土体的变形；在开挖Ⅱ、Ⅳ部时，先在仰拱部位注浆，加固下方土体，使结构处于稳固的基础上。
参考文献：
[1]台启民，曾国华，史金栋. 地铁车站暗挖施工对地层和既有建筑物的影响分析[J]. 市政技术，2017，35（05）：93-97+101.
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[3]麻凤海，王岩. 明暗挖结合施工地铁车站地表沉降研究[J]. 大连大学学报，2015，36（03）：41-46.
[4]夏炜洋. 新建变截面隧道下穿既有车站施工力学行为分析[J]. 路基工程，2018（05）：167-170+190.
[5]王东元，曲慧红，李文波. 既有线下邻近大断面地铁双隧道暗挖施工对地表形变的影响[J]. 岩石力学与工程学报，2014，33（S2）：4075-4085.
[6]高丙丽. 地铁隧道暗挖施工对既有管线的变形影响规律及其控制技术[J]. 现代隧道技术，2014，51（04）：96-101.
论文作者:关惠龙
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/27
标签：车站论文; 新线论文; 距离论文; 地铁论文; 结构论文; 中心论文; 单层论文; 《防护工程》2018年第29期论文;