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摘要：绳金塔站-十字街站盾构区间，始发端左右线结构净距3.6m，均位于砾砂地层中，先行施工的区间结构成型后，后继施工的线路在盾构掘进过程中，会对先行施工的区间的结构产生扰动，导致管片位移、下沉、开裂、渗水等缺陷。为了保护先行区间结构不受干扰，需要对先行区间结构进行保护。本文从先行盾构区间结构自身加固和区间之间土体加固两个方面进行阐述，结合道路管线、周边建筑物、地质水文等边界条件，在洞内支撑加固、注浆加固和洞外三轴搅拌桩隔离、高压旋喷桩隔离、钻孔灌注桩隔离等措施进行方案比选，最终确定经济合理、安全可靠、快速可行的加固措施，确保小净距盾构区间施工安全保质快速通过。
关键词：土压盾构；砾砂地层；小净距隧道；加固技术；探讨
近十年来，城市轨道交通持续发展，盾构法隧道在城市轨道交通建设中得到了广泛的应用，随着城市轨道交通深入的发展，老旧建构筑物及管线众多的老城区已成为城市轨道交通建设的重点，为规避重大风险源，在盾构法双线或多线隧道规划过程中，不可避免的出现隧道净间距小于0.7倍盾构直径的情况。
盾构法隧道施工及验收规范GB50446-2017：8.2.6 隧道净间距小于0.7倍盾构直径的地段，通常称为小净距地段（以下统称“小净距地段”）。
小净距地段施工过程中，先行施工的区间结构成型后，后续施工的线路在盾构掘进过程中，会对先行施工的区间结构产生扰动，导致管片位移、下沉、开裂、渗水等缺陷。为了保护先行区间结构不受干扰，需要对先行区间结构进行保护。
国内城市轨道交通建设过程，针对小净距地段的保护，出现多种措施，如先行隧道内支撑加固、先行隧道开孔注浆加固、地面三轴搅拌桩加固、地面旋喷加固、地面袖阀管注浆加固、钻孔灌注桩隔离等，现以南昌地铁3号线十字街站～绳金塔站盾构法隧道小净距地段区间加固为例，结合周边管线及现场实际情况，探讨小净距区间段加固方法的选择。
1 工程概况
1.1 设计概况
十字街站～绳金塔站区间位于南昌市西湖区，区间大致呈南北走向，区间线路出绳金塔站后沿十字街路敷设，下穿洪城路，至十字街站。区间左右中心线间距8.7m～14m。隧道顶覆土厚度9.99m～10.59m，稳定水位埋深5.0～12.0m，区间盾构段采用“盾构法”施工。
小净距隧道位于里程ZDK36+079.502～ZDK36+188.151，全长108.649m，最小水平净距2.7m。
1.2 地质概况
十字街站～绳金塔站区间盾构段隧道穿越的地层由上至下：①1杂填土、①2素填土、③1-1粉土、③2细砂、③3中砂、③4粗砂、③5砾砂、③6圆砾、⑤1-2强风化泥质粉砂岩、⑤1-3中风化泥质粉砂岩、⑤4钙质泥岩。盾构法隧道位于③5砾砂。
③5砾砂：褐黄、棕黄色，湿～饱和，颗粒粒径＞2mm的含量约35%，最大粒径可达30mm，砂粒成份主要为石英、长石、云母及硅质岩类，局部夹卵石，含少量泥质或粘性土。实测重型圆锥动力触探锤击数为6～37击。分选性较差。
地下水类型可分为上层滞水、松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水三种类型。盾构法隧道位于上层滞水中。
上层滞水：水位及富水性随气候变化大，无连续的水位面，呈局部分布，主要受大气降水补给，上层滞水水位2.00，水位标高22.60。若持续降雨，该层易赋存上层滞水且最高水位可与地面相持平。
1.3 周边建筑物
区间线路沿着南昌市十字街敷设，线路侧穿多栋高层民用及商业建筑，其中锦都皇冠酒店（21层）水平距离2.9m、东坛街183号（8层）水平距离1.4m、十字街522～530号民宅南栋（8层）水平距离6.4m、十字街牌楼。受临近建构筑物影响，该段隧道线间距较小。
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2 工艺比选
十字街站～绳金塔站区间采用文献调研、现场调查、理论分析相结合的方法，分析现有小净距隧道区间结构自身加固和区间之间土体加固工艺，针对十字街站～绳金塔站区间工期紧、管线密集、地质软弱、距离建筑物近的特殊条件，对其进行比选分析。
2.1 隧道内支撑加固+隧道内二次深孔注浆
隧道内支撑加固让管片内衬形成一个刚体，在受到外部较大压力时，抵制管片形变，增加管片抗压能力；在管片吊装孔位置采用1.5～3m花管深入地层进行二次深孔注浆加固，有效固结管片周边土体，防止隧道在单侧受较大外力时，随着受力方向进行偏移。
优势：本工艺施工工艺成熟，易于操作，不受地表管线及交通影响。
劣势：受工期影响，十字街站～绳金塔站区间采用两台盾构同时施工，内支撑架设及二处深孔注浆将严重制约盾构施工进度；同时，隧道处于软弱地层，距离周边建筑物较近，二次深孔注浆施工过程中，开孔及埋设注浆管存在涌水涌砂的风险，易造成地面塌陷、管线破损及周边建筑物破坏。
2.2 地面注浆土体加固
地面注浆土体加固工艺（如旋喷桩、三轴搅拌桩、袖阀管等）。
通过向地层注入高压水泥浆，让水泥浆与地层相结合的方式，在地层中形成一个尺寸大于隧道0.5倍洞径的加固体，并覆盖整个小净距区段，使两条隧道在施工过程中处于隔离状态。
优势：加固体存在较好的隔离作用。
劣势：地面注浆加固范围广、占地面积大、施工工期长，涉及地面交通疏解及管线迁改，靠近建筑物处施工风险较大。
2.3 桩基隔离
在隧道线间距中间沿隧道方向在小净距区段设置一排φ800@1200隔离桩，桩底位于隧道底部以下1m，桩顶位于隧道上方2m，其余部分为空桩，将小净距区段隧道进行隔离。
优势：施工占地面积较小，施工工期短，交通疏解面积小，隔离效果好，不影响周边建筑物，不涉及管线迁改。在管线密集区域可移动桩基位置，避开管线密集区。
劣势：涉及交通疏解
通过对比分析，十字街站～绳金塔站小净距隧道施工采用桩基隔离工艺施工。
3 桩基隔离施工工艺
根据设计图要求，绳十盾构区间左右线隧道小净距段（YDK36+078.234～ZDK36+188.151）采用直径800mm间距1200mm钻孔灌注桩加固，共计91根。钻孔桩加固长9m，深入区间隧道底1m；钻孔灌注桩混凝土强度等级为C30，主筋净保护层厚为50mm。 主筋12根直径20mm三级钢，螺旋箍筋直径10mm圆钢、间距120mm与纵筋点焊，加强箍筋直径18mm螺纹钢间距2000mm。
隔离桩采用反循环钻机成孔，钢筋笼吊装连接，桩身一次浇筑成型。
3.1 桩位选择
隔离桩基中有1根DN800铸铁给水管横穿隔离桩基，3根桩基受到影响。现场依据盾构掘进方向及土体受力形式，对桩基进行调整。
桩基向盾构推进方向侧靠口，形成“L”形，将盾构推进方向对地层造成的扰动隔离在桩基一侧。施工过程中钻孔位置距离管线20cm，施工完成后，桩身距离左线盾构30cm。
3.2 场地布置
隔离桩基共计91根，施工长度109.2m。考虑到隔离桩基位于十字街上，现场围挡较小，钢筋笼在车站围挡内分段施工，人工推至桩基施工位置。
桩基施工围挡采用临时围挡，施工过程中采用可移动式泥浆池、废浆池及清水箱，在施工过程中随钻机移动。
4 结束语
通过以上的措施，减轻了前期施工外协压力、降低了施工成本、提高了施工功效，解决了南昌地区繁华市区老旧建筑物附近在富水砂层中对小净距隧道隔离的难题，形成了南昌地区繁华市区老旧建筑物附近在富水砂层中对小净距隧道隔离施工管理经验，可以在南昌地区推广应用，也可为类似地层和工程提供借鉴。
参考文献
[1]肖明清.小间距浅埋隧道围岩压力的探讨[J].现代隧道技术，2004，41（3）：7-10.
[2]徐正齐，李海波.小净距隧道进口浅埋偏压段施工技术[J].安徽建筑，2007，14（1）：26-27.
论文作者:杨小武
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/9/29
标签：盾构论文; 隧道论文; 区间论文; 桩基论文; 金塔论文; 管线论文; 管片论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;