摘要：随着城市人口的增加，地面交通压力也随之增大。为了缓解地面交通压力问题，地铁工程日益增加。在地铁车站修建的过程中，时常会遇到车站暗挖隧道穿越既有线路的情况，在这种情况下，暗挖隧道的施工会存在一定的难度和风险，需要针对隧道的实际情况和施工条件采取有效的施工技术，本文就此进行了相关的阐述和分析。
关键词：地铁车站；暗挖隧道；既有线施工
本文以某城市的地铁2号线和4号线换乘站为例，该站所涉及的隧道一共有3条，且穿越区间隧道和2号线车站，暗挖隧道与既有线之间的垂直距离小，进而导致施工难度非常大。针对该工程的实际情况和施工条件，在保障安全的前提下，进行施工方案的设计。在设计之前，要做好当地水文、地质等条件的分析，掌握周边环境，坚持因地制宜的设计原则，全面确保设计方案的科学性和合理性，避免既有线对暗挖隧道施工质量造成影响。
一、工程简述
本文所述车站地处繁华，路面交通繁忙，周边建筑物较多。工程涉及多项内容，如暗挖隧道、附属入口、车站修建等。该地管线环境复杂，包括污水管道、煤气管道、通讯线路等。既有2号线中某两站区间的右线隧道与暗挖隧道交错，二者垂直距离不少于1.805m。本工程所处位置包括微风化粉砂质泥岩层、中粗砂层、分析砂层等岩层，暗挖隧道会与局部微风化、中风化泥质粉砂岩交错，该地有丰富的地下水资源，且存在裂隙发育的情况。由于该地与河道相连，所以地表水体与潜水之间处在补给排泄的关系，其会对工程施工造成一定的影响，在工程设计时要加以考虑和分析。
二、地铁车站暗挖隧道穿越既有线的施工方案及部署
（一）施工方案
为了确保已有2号线的安全性，要明确2号线与施工地铁站之间的位置关系，设计科学合理的隧道挖掘方案。具体看来说，采用CRD钻爆法对左线站台隧道进行施工，钻4个洞室，左线区间和右线区间隧道可以分别采用上台阶钻爆法和下台阶钻爆法进行挖掘施工。实践表明，利用上台阶和下台阶钻爆法施工，无法对爆破震速进行控制，可能会出现震速超规的情况（规定震速为2cm/s）。所以，这种施工方法并不能全面确保2号线的安全。可以尝试采用静态破碎法，但是这种方法会导致围岩长时间裸露，在施工初期支护工程施工困难，无法与工程施工进行配合，且各个工序之间需要较长的衔接时间，进而影响工期和施工安全。所以，静态破碎法也不完全适用。根据各个部门的协商探讨，从成本安全等多个方面进行考量和分析，可以采用人工风镐配合和液压锤结合的方式进行施工。可以利用CD法对左线站台进行施工，区间隧道依旧采用上台阶和下台阶钻爆法进行施工。
具体施工方法如下：首先，对左线站台隧道下穿既有线进行施工。该出开挖断面的高为9.75m、宽为9.4m、面积为76㎡，利用CD法进行隧道挖掘。为了便于施工，可以将其划分为6个洞室，步行距离控制在3-5m。将洞室按照顺序进行1-6号的编号。在进行1号洞室施工时，首先要采用地质超前探水的方式进行水害威胁的测试，每个循环需要2个探水孔，深度控制在3.5-5m之间。为了提升液压锤凿除效果，可以先打设钻眼，深度约为0.6m，两边和中间的间距分别是0.3和0.7m。其后，利用液压锤凿除1部掌子面。为保障凿除效果，在对不同部位进行开挖时，要为初期支护和掌子面记性0.5-0.6m的长度预留。为了便于1部出碴，可以在该位置拉槽。开挖结束之后要进行混凝土的初喷，喷射厚度为5cm，混凝土强度为C20，通过混凝土的喷射将掌子面进行临时封闭，避免出现坍塌、失稳等问题。格栅钢架要按照顺序依次搭建，每个格栅之间的距离为50m，同时进行钢筋网的挂设和混凝土的喷射，喷射厚度要超过30cm。1号洞室施工完成之后，要根据顺序进行2-6号洞室的施工。利用液压锤和人工风镐凿除相结合的方式进行挖掘，每个洞室之间的步距约为3-5m。格栅要随着洞室开挖二搭建。施工进尺为0.5m/次，要确保封闭环的有效形成。
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为此，进行西端左右线区间隧道下穿既有2号线的施工。该区域隧道的断面高度为7.01m、宽度为6.6m、面积为38㎡。该区间隧道的上台阶和下台阶都采用挖掘机和液压锤与人工风镐辅助结合的方法进行施工。首先，挖掘上台阶。在上台阶开挖之前，要进行地质超前探水，掌握当地水文情况，探空深度控制在3.5-5m之间，探孔数量为3个。要在掌子面搭设钻研，以便机械凿除施工，利用液压锤进行掌子面凿除，边角位置可以应用人工风镐的方式进行辅助凿除。上台阶挖掘3-5m时就可以进行下台阶的挖掘，挖掘长度约为3-5m。在液压锤施工的作用下，为了避免勾碴的影响，要进行宽4m、高2.91m的拉槽施工，采用液压锤垂直下凿的施工方式。拉槽施工完成后进行出出碴，然后利用液压锤凿除上台阶。凿除结束后，假设格栅。要做好初期支护工作，确保施工的安全性。施工仅此为0.5m/次，做好封闭成环施工处理。
（二）施工部署
4号线隧道工程以暗挖法为主，根据2号线的所处位置和岩层性质，以及隧道多工序、多形式、施工环境复杂等特点，施工部署要坚持因地制宜的原则，根据矿山法进行组织安排，采取管超前、强支护、速反馈等施工原则，对围岩变形等问题进行严格的检测和控制，确保工程施工的有序开展。不同断面要采取科学合理的过渡施工工艺，避免小断面突变为大断面，从而为工程施工带来安全隐患。
三、地铁车站暗挖隧道穿越既有线的施工监测
（一）监测目的
对隧道施工进行监测主要有以下几方面的目的：首先，要对周围土体、围护结构、围岩等变形情况进行监测，根据实际变化进行后续安排，确保施工的安全性。可以根据监测情况记性支护参数、工艺技术等方面的调整，保障施工的顺利进行；其次，掌握隧道挖掘对既有线、周围建筑、管线等方面的影响，从而判断管道挖掘是否存在安全隐患；再次，了解结构在不同条件下所产生的变化情况，进而掌握变化规律，为后续施工奠定预测基础，并根据预测分析结果采取有效的安全防护措施；最后，获取全面有效的检测结果。根据检测数据对工程进行指导和调整，将所获结果进行反馈应用，实现支护结构、施工方案等方面的优化和完善，进而有效提升工程施工的质量和效率。
（二）2号线监测布置
可以利用ADMS测量机器人对2号线进行监测，以TCA1800作为基础，配合计算机软件系统，实现实时自动监测，并且每隔2小时会对检测数据进行一次分析。在检测点布设时，要满足以下要求：首先，监测点间隔距离为10m；在断面轨道的道床上进行沉降检测的的设置；其次，车站和隧道结构缝都要布设断面监测点；最后，左右线要设置观测基站，每个基站有4个基准点。
（三）监测结果
通过监测可知，左右线暗挖隧道能够安全顺利的贯通挖掘，拱顶下沉的最大值为6.46mm，收敛累计最大值为3.61mm，小于设计允许值。可见采用上述方法可以实现地铁站暗挖隧道穿越既有线的施工。
结语
综上所述，在地铁站暗挖隧道穿越既有线施工的过程中，为了确保施工的安全和质量，要做好施工地水文、环境、地理等条件的调查和分析，根据实际情况进行施工方案的设计和选择，坚持因地制宜、动态施工等理念，避免安全事故、施工质量等问题的出现。
参考文献：
[1]杨会军，周冉.下穿地铁车站暗挖施工对既有线影响分析[J].铁道工程学报，2018，v.35；No.238（07）.
[2]张军荣.隧道近距离下穿既有线地铁线路安全控制[J].建筑，2018（16）.
[3]王继山.新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术[J].交通世界，2018，No.471（21）.
论文作者:栗泞宁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/13
标签：隧道论文; 断面论文; 车站论文; 地铁论文; 液压论文; 区间论文; 风镐论文; 《基层建设》2019年第8期论文;