关键词：地铁；隧道；开挖
引言
地铁下穿过程施工，会影响到上部高铁盾构隧道，可能导致其出现开裂、衬砌或沉降，因此在施工过程中要合理选择施工方法，保持结构安全，严格控制隧道沉降。施工过程中要将扰动围岩的幅度降到最低，严格执行暗挖的相关方针政策。同时增加临时仰拱尽快形成封闭结构，每隔10m采用深孔注浆对地层进行预加固，提出有针对性的开挖支护方案及施工参数。根据工程的具体情况及不同工况，提出监控量测监测的范围、频率、警戒值以及方法。施工过程中加强监测，通过监测数据的相互印证、对比，确认监测结果的可靠性，用于指导现场施工。
1地铁隧道下穿高铁隧道施工影响
在地铁隧道下穿高铁盾构隧道过程中，影响施工的因素有下列几类：
高铁隧道垂直于地铁隧道，有着较近的距离，会较严重地影响高铁隧道的内力变化和变形情况。
下穿位置的地质情况。在距离一定的情况下，越高的围岩，对高铁隧道带来的影响也越小。
施工方法以及顺序，施工方法的不同，顺序差别以及加固措施的差异都会有着不同的影响。
高铁隧道与地铁隧道平面上的不同角度会对高铁盾构隧道带来不同影响，在设计过程中，为了将高铁隧道的影响程度控制在最小范围，就应做好设计控制，尽量保持地铁隧道能垂直下穿。
2项目简介
大钟寺站～蓟门桥站区间长度835.1m，线间距15～17.2m，埋深25.38m～32.59m。在里程左SSK108+005~左 SSK108+038之间，地铁暗挖区与京张高铁隧道角度垂直，间距极小，地铁区间直径6.82 m，高铁盾构隧道直径12.2 m，两者最小距离仅1.62 m，地质条件为砂卵石透水地质，施工过程中的重点是地层变形控制，在采取常规降排水措施之外，本次采用了大管棚注浆和深孔注浆的复合支护施工方法，以降低地铁区间施工对上方高铁盾构隧道管片及轨道的影响，并在施工中加固上方高铁盾构隧道管片，施工中采用了台阶法+临时仰拱组合施工工法。如示意图1。
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图1结构示意图
3地铁区间隧道保护性施工开挖
3.1地层加固
加固地层能有效提升开挖工作面的稳定性。如果是在软弱岩土体层，能有效加固松散岩土，软弱、松散围岩通过注浆来提升稳定性，在开挖施工后以及初期支护期间保持稳定的围岩环境，避免出现失稳甚至坍塌。如下图2所示，用管棚和深孔注浆复合预支护加固地层，在京张隧道前、后10m范围内加固。管棚在拱顶100°采用DN180大管棚（壁厚12mm）支护 ，大管棚外插角0～1°，环向间距400mm，总长32.2m。为减少管棚施工过程中自身沉降，管棚采用自进式管棚。深孔注浆对开挖轮廓线外2.5m以及掌子面全断面范围内进行洞内深孔注浆，注浆压力0.2~0.8 MPa，浆液水泥-水玻璃双浆液，注浆加固体无侧限抗压强度不小于0.8 MPa。开挖过程中小导管超前支护，如下图3所示采用DN25×2.75，L=2m小导管，对导洞拱部地层超前注浆预加固，环向间距300mm，外插角度10～15°设置。
图3小导管打设示意图
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图2管棚深孔注浆示意图
3.2 台阶法+临时仰拱施工工法组合土方开挖技术
下穿京张盾构隧道区间正线开挖为台阶法+临时仰拱。施工过程中，土方采用人工配合风镐进行开挖、电动三轮车进行运输。开挖断面尺寸6.68×6.82m，采用台阶法+临时仰拱施工，施工工序流程：测量放样→超前加固地层→上台阶开挖初支→下台阶开挖初支→下一榀循环施工、封端。台阶法+临时仰拱将隧道分为两部分开挖，开挖顺序为：待超前小导管预注浆加固地层完毕后，先开挖上台阶，开挖进尺为一榀格栅间距（0.4m），开挖完成后安装格栅钢架并进行喷射混凝土及时进行初期支护+临时仰拱施工，上台阶开挖至10~15m后进行下台阶的初期支护开挖，开挖后及时与上台阶封闭成环。开挖过程中，上下台阶错开10~15m，左右线洞室错开10m。如图4所示。.png)
图4隧道开挖示意图
4隧道保护性施工初支施作技术
开挖隧道的岩土层表现为较差的地质条件时，一般会增加临时支护来保障施工顺利推进，常规的钢拱架支护施工较为困难且成本高。而钢格栅加喷锚支护的成本较低，有着简单的施工工艺，在临时支护中能发挥较好的作用。采用此种方式能有效提升施工效率，从地质条件和硐室端面情况出发，制定针对性的支护形式，缩减施工成本，也能达到设定的支护效果，保障施工安全和洞室的稳定性。
纵向连接筋采用直径22钢筋，单根长450mm，环向间距500mm，双层梅花型布设。通过砂轮切割机进行钢筋下料，22mm直径的钢筋切割为每根450mm。纵向连接筋备料后，采用滚丝机剥肋、滚压丝头；钢筋丝头螺纹11.5丝扣，螺纹长度27.5mm，套筒长55mm。丝头尺寸检验选用专用止规和环规，要保证能顺利装入，确保合格之后再进行后续施工。加工完纵向连接筋丝头后，将保护帽带上后存放，避免对其造成损坏。
钢筋网片采用A6@150×150mm，双层布置，相邻钢筋网片搭接长度为1个网格（150mm）；网片采用扎丝与格栅主筋绑扎牢固。 锁脚锚管是隧道开挖采用先拱后墙的方式开挖时，为确保安全，在进行下一步施工开挖（即下断面开挖）之前，在拱脚处垂直岩壁打入的锚管，防止拱顶收缩、掉拱。喷射混凝土支护操作过程中，开机之后要对风压进行观察，喷头处的压力控制在0.1MPa左右后再进行操作，风压要根据喷嘴的出料情况进行适当调整。
回填注浆管采用DN32×2.75小导管，L=950mm。背后回填注浆管埋设注浆孔沿拱部和边墙布设，环向间距：起拱线以上环向为2.0m，纵向间距2.0m，呈梅花型布置，初支面外漏100mm。回填注浆需及时跟进初支面，距成环的掌子面不超过5m；注浆采用1:1水泥浆，注浆压力为0.1～0.2MPa。初期支护施工后，及时对背后的空隙注1:1水泥浆填充。从拱脚开始向拱顶注浆，从无水向有水的注浆孔注浆。
5地铁区间隧道二衬施作技术
在初期支护表面铺设一层400g/m2无纺布缓冲层后再铺1.5mm厚的EVA防水板全包防水，衬垫采用圆垫圈（暗钉圈）射钉固定在初衬上，防水板与圆垫圈之间采用热合机粘接。在找平地基之后才能进行防水板铺设，可通过水泥砂浆抹面的方法进行处理。再完成防水板铺设之后再进行缓冲层施工，缓冲层与防水板之间的连接为水泥钉，中间设置塑料圆垫片。通过热风焊枪，将防水板与塑料圆垫片相连，保证结实可靠的焊接，避免出现脱落。
底部仰拱浇筑完成后，纵向分段拆除临时仰拱，每次拆除长度不大于9m。破除工作采用人工+风镐破除法，先破除格栅间锚喷混凝土结构，保留钢格栅与连接筋，待混凝土结构破除完全，再割断型钢与连接筋。
隧道断面以轨面标高为界，下部纳入仰拱施工部位，上部为拱墙施工部位；仰拱采用定制钢模，钢管支架加固，采用商品混凝土泵送灌注，分层、分段对称连续浇注，插入式捣固器捣固，分段长度12m，一次浇筑2段； 仰拱二衬C40.P12模筑钢筋混凝土，底板浇筑完成及时进行养护；仰拱超前拱墙24m，为拱部防水层施作、拱部二次衬砌钢筋安装
提供工作面。区间二衬定制台车进行施工，混凝土地泵输送入模，采用附着式振捣器进行振捣二衬混凝土。
6工程实施效果和经验总结
穿越京张盾构隧道影响段采用大管棚+掌子面全断面深孔注浆+超前小导管复合加固地层方式，施工过程中，京张盾构隧道自身结构沉降累计最大值为-2.47mm，穿越过程中监测数据均在控制值范围内，未发生过监测预警，沉降变形可控，顺利完成穿越。图5地下暗挖区间结构穿越盾构隧道施工完成。
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图5地下暗挖区间结构穿越盾构隧道施工完成
7结束语
随着近年来地铁施工的发展，城市地铁的施工技术已日趋成熟。地下暗挖在穿越各种风险源施工中起重要的作用，相比于简单快速的安全施工，可极大的减少施工成本、缩短施工工期，地下管线及交通导改的影响较小，为后续城市地下暗挖施工提供借鉴意义。
参考文献
1.《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T 50308-2017）
2.《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）
3.《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）
4.《城市轨道交通隧道工程注浆技术规程》（DB11/1444-2017）
5.《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）
6.《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2016）
7.《地铁道工程施工及验收规范》（GB50299－2018）
论文作者:李志飞
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月第5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：隧道论文; 盾构论文; 注浆论文; 地铁论文; 高铁论文; 地层论文; 过程中论文; 《城镇建设》2020年2月第5期论文;