中铁隧道集团第五建筑有限公司 天津 300308
摘要：随着城市轨道交通、综合管网等大规模建设，新建地铁线穿越既有建构筑物的现象愈发常见。很多情况下，由于规划动态调整等原因，前期建设无法同时施工换乘节点、预留新线接驳或预留工程条件不够，必然造成新建结构在既有建构筑物附近施工甚至穿越的实际问题，二者的相互影响不可避免、不可忽略。新建工程施工不仅要保证自身安全，同时还要保证既有建构筑物运营安全，这是穿越工程的主要难题。
关键词：大跨结构、零距离下穿、预留排桩
随着城市化进程的日益加快，大型城市不断涌现，以地下铁道为骨干的大运量快速公共交通已成为城市客运交通问题的重要解决途径。目前北京、天津、上海、广州、深圳、南京、成都、沈阳、重庆等地的地铁线建设均开展的如火如荼。随着线路逐渐增多，车站空间交错也越来越普遍，且主要以上穿、下穿为主。以北京为例，至2050年规划地铁站交错节点达118处，研究更优的穿越工程设计、施工技术对保证施工、既有结构安全意义重大，本文通过一项工程实例为类似工程提供参考与借鉴。
1 工程概况
沈阳地铁铁西广场站位于建设中路与兴华北街路口的北侧，为九号线与既有一号线车站的换乘车站。新建九号线车站通过南端的下穿段与既有一号线车站形成T型换乘，下穿段为单层双跨矩形框架结构，利用一号线预留条件采用暗挖法零距离下穿既有站底板，并通过既有站底板预留的换乘节点楼梯开洞条件与之接驳，为一级风险。
1.1 既有一号线车站
一号线铁西广场站为双层三跨岛式站台车站，有效站台宽度12米，车站主体结构总长166.7m，标准段宽20.5m，换乘节点处加宽至24.6m。一号线车站换乘节点底板下为九号线车站下穿预留了排桩，排桩边桩为φ800@1200钻孔灌注桩，排桩中间桩为φ800@1500钻孔灌注桩，桩长17m。底板预留了换乘楼梯开洞条件。
1.2 新建九号线车站
九号线车站单层下穿段在预留桩支护条件下零距离暗挖下穿一号线车站结构，下穿段为单层双跨结构，全长26.6m。围护结构为既有站预留排桩，排桩挂φ8@150×150mm钢筋网片并喷射100mm厚C25混凝土，并在排桩顶、中、底部设置三道I28型钢支撑（中洞仅顶部和底部）。
图1 铁西广场站单层下穿段横断面图
2 水文地质
下穿暗挖段主要位于粉质粘土、粗砂层、砾砂层。勘察期间，本场地各勘探孔在勘察深度内均遇见地下水，地下水类型为孔隙潜水。车站明挖段施工时，通过坑外降排水将水位降至底板以下约1m，暗挖段施工中继续进行降水作业，以确保暗挖作业无水施工。
3 施工关键技术
3.1 施工步序
暗挖下穿段由既有站施工时预留的4排桩隔离为3个洞室。先分上下两台阶对称进行两侧洞的开挖及支护，再分段施做侧洞主体结构；侧洞结构强度达到80%后，分上下两台阶开挖中洞，再分段凿除预留中间支撑桩，施做对应的主体结构，同侧洞结构连成整体。
表 暗挖下穿段施工步序表
3.2 关键工序施工工艺
3.2.1洞门处理
（1）洞门土体加固
由明挖段负三层通过既有站桩间，对九号线与一号线围护桩间土体及下穿段土体进行全断面注浆加固，以增强土体强度，减少因土体变形导致的车站变形。注浆效果要求形成的结实体无侧限抗压强度≮0.8Mpa。
（2）型钢框架
破除围护桩后，在洞口范围用I28b型钢设置门型框架，对应新建站和既有站两排桩下方各设置两道门型框架，共均匀设置4道。型钢框架连接节点部位采用钢板+螺栓可靠连接，斜撑处采用焊接连接。
3.2.2土方开挖及支护
（1）土方开挖工艺
土方分上下台阶开挖，开挖步距3～4m。作业面采用人工配合1台PC50小挖机开挖。
上台阶分层分段开挖，开挖至中部型钢支撑底标高下0.5m，同步进行桩间挂网喷砼及冠梁钢围檩、钢支撑安装。
下台阶开挖时，先确认已按设计要求安装中部型钢支撑，后分层分段开挖下台阶土方，同步进行桩间挂网喷砼及冠梁钢围檩、钢支撑安装，最后对底部支撑挂网喷射350mm厚C25混凝土。
（2）关键控制点
土方开挖必须在无水环境下作业，必要时进行超前注浆加固，保证土体自身具有足够的稳定性及抗变形能力。
土方开挖过程必须同步进行桩间挂网喷砼工作，避免桩间及背后土体流失引起既有线变形。
下台阶开挖时，至设计标高应预留0.3m采用人工清底，严禁底部超挖并严格控制对基底的扰动。当基底持力层与设计不符时，及时通知相关方协商解决。
在土方开挖过程中，应加强观察和监控量测工作，及时发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖工艺。
3.3 自动化监测
既有线监测采用具有自主知识产权的自动化变形监测系统---GeoRDMAS（GeoRobot Deformation Monitoring Automatic System），该系统将自动测量、实时显示测量成果、实时显示变形趋势等智能化的功能合为一体，是进行各类建构筑物自动变形监测的理想系统。
既有一号线车站沉降控制指标为：底板≯4mm，轨道≯4mm，变形缝两端差异沉降≯2mm。
实际沉降控制：左线累计最大沉降-3.25mm，右线累计最大沉降-3.57mm。
4 结论
穿越工程最重要的任务就是保证既有建构筑物安全运营，本工程通过预留排桩及现场规范化施工，有效的控制既有线变形未超控制值。预留排桩有效降低了常规穿越工程措施费投入并降低了施工风险，对规划、设计、施工均有借鉴意义。
参考文献
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论文作者:何占江
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/30
标签：车站论文; 结构论文; 土方论文; 底板论文; 一号线论文; 型钢论文; 节点论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;