某市軌道交通4號線盾構區間近距離下穿既有隧道案例分析

高益健 程興 王少卿

摘要：盾構隧道施工下穿既有隧道施工環境和地質條件復雜，施工存在重大風險。在總結以往盾構隧道下穿重要建構筑物施工經驗教訓的基礎上，依據某市軌道交通4號線盾構近距離下穿既有隧道的案例全過程進行分析，提出針對主要風險因素提出相關盾構區間近距離下穿既有隧道的施工風險控制技術措施。

Abstract： The construction environment and geological conditions of shield tunnels passing through existing tunnels are complicated， and there are significant risks in construction. On the basis of summing up the previous experience and lessons learned from the construction of shield tunnels passing through important structures， based on the analysis of the entire process of a city subway line 4 shield tunnels passing through an existing tunnel at a short distance， the main risk factors and the construction risk control measures are proposed.

關鍵詞：軌道交通;盾構法施工;下穿既有隧道;監測數據異常;拱頂沉降

Key words： rail transit;shield construction;under-passing existing tunnel;abnormal monitoring data;dome settlement

中圖分類號：U455.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）02-0132-06

1? 工程概況

1.1 彭蔡正線盾構區間工程概述

彭蔡區間起于彭厝北站，沿翔安西路南側敷設，后線路向東北方向偏轉，下穿4號線停車場出入線后，線路沿翔安西路北側敷設，下穿規劃水域后，進入蔡厝停車場，到達位于咽喉區的蔡厝站。

1.2 彭蔡出入場線盾構區間工程概況

蔡厝停車場出入線位于廈門市翔安區新店鎮海頭村東側，在建翔安西路南側。出入場線區間起始于彭厝北站，出站后沿翔安西路向東前行，下穿現狀灘涂區后到達蔡厝停車場。區間沿線主要為農田、荒地及在建的翔安西路施工場地。

1.3 下穿段工程概況

彭蔡盾構區間下穿彭停出入場線盾構區間處于緩圓曲線段（半徑1500的右轉彎），豎曲線為4.92‰的上坡段。地表上部為鋼筋加工廠，且疊交段隧道地質狀況較為復雜。

2? 地質概況

彭蔡正線盾構區間隧道區間地質為<17-2>散體狀強風化花崗巖、<17-1>全風化花崗巖、

<11-1-3>殘積砂質黏性土以及局部<17-5>微風化花崗巖與<17-3>碎裂狀強風化花崗巖孤石彭蔡出入場線盾構區間主要處于<11-1-3>與<11-1-2>殘積砂質黏性土中，隧頂往上依次是<10-1-2>粉質黏土、<1-2>素填土。交叉段上行隧道線型：左線豎曲線為右轉圓曲線加右轉緩和曲線;平曲線為19.4‰上坡加0.41‰上坡變坡區間;右線豎曲線為右轉緩和曲線加直線;平曲線為19.4‰上坡加0.41‰上坡變坡區間和0.41‰上坡。

下行隧道在掘進過程中會擾動上行成型隧道，此段上下重疊隧道豎向最小凈距為2.15m，且下穿隧道地層中存在孤石與基巖突起，掘進過程中不可避免的會出現多出渣的現象，從而形成塌空區，可能影響到上行隧道的施工安全。下穿段的地質縱斷面圖如圖3所示。

3? 項目實施全過程

3.1 盾構推進前的準備工作

3.1.1 加固

疊交段夾層的土體加固長度155.43m，加固范圍為正線隧道頂部1m至出入場線段隧道底部，2018年9月30日前完成。出入場線區間部分段落與正線區間上下交疊，加固地層地質情況為：殘積砂質粘性土、全風化花崗巖、散體狀強風化花崗巖。加固方法采用袖閥管灌漿方案，采用？準110mm口徑鉆孔，間距采用1000mm×1000mm，加固長度為155.43m，加固寬度為隧道外徑延伸1m，深度范圍為出入場線區間隧道底板至正線區間隧道頂向下1m。如圖4-圖6示意圖。

3.1.2 盾構機檢修

在盾構機穿越彭蔡出入場線盾構成型隧道前，提前對盾構機進行全面檢查，力爭穿越過程中不停機，且快速、勻速通過。

3.1.3 監測點布設

做好彭蔡正線區間盾構掘進期間的洞內外變形監測，進入疊交段（含影響段）前與彭蔡出入場線區間共同確認彭蔡出入場線盾構成型隧道監測點的初始值。如果掘進期間出現異常變形應立即反饋項目部及彭蔡出入場線區間，并應及時組織加固處理。（圖7）

3.2 盾構推進過程

以下以彭蔡出入場線盾構隧道內拱頂沉降的數據（表1、表2，圖8-圖11）為參考對本次盾構區間下穿既有盾構隧道的施工過程進行簡要分析：

①2月23日出入場線右線隧道拱頂沉降普遍出現了較大沉降現象，而出入場線左線隧道拱頂沉降普遍出現了較大隆起現象，與盾構班組溝通得知，因為刀盤位于彭蔡出入斷線左右線加固區中間位置，而盾尾位于出入場線左線加固區內，導致刀盤出土量過大，盾尾注漿量和壓力較大，造成盾構機刀盤前方位置的既有隧道出現了沉降，而盾尾位置的既有隧道出現了隆起。

②2月24日盾構機進行了參數調整，增加了土倉壓力，減少了出土量，降低盾尾注漿壓力和注漿量，既有隧道各項監測數據變形趨勢減緩。

③2月25日盾構機刀盤進入彭蔡出入段線區間右線，盾構機盾尾位于彭蔡出入段線區間左右線中間位置，盾構機根據前日經驗再次進行了土倉壓力、出土量和盾尾注漿壓力注漿量的調整。直至全部下穿完畢，既有隧道彭蔡出入段線區間左右線均呈現小量隆起的趨勢。

④直至3月1日，盾構機完全脫離出既有隧道彭蔡出入段線區間疊交區域，既有隧道內未出現異常情況，監測累計值穩定在±4mm以內，整體下穿過程中，彭蔡區間正線安全，既有隧道彭蔡出入段線區間可控。

4? 結論

①當盾構隧道下穿既有盾構隧道之前，做好事前準備工作，是推進過程是否安全穩定的前提條件。

②盾構下穿之前，設計好幾套不同情況下的推進方案，對處理推進過程中的異常情況，可以做到有備無患。

③隨著盾構隧道開挖的進行，既有隧道底部由于土體應力向隧道方向集中而導致既有隧道周圍土體顆粒被擠密，向既有隧道下方移動，而一般盾構隧道埋深較深，所引起的沉降往往會持續時間比較長，但引起的隆起往往是一次性的，所以在盾構隧道施工過程中，保持地表有小量的隆起，更便于對盾構施工參數的選擇。

④盾構隧道下穿重要建構筑物時，應做好既有建構筑物的監測點布設，并在盾構隧道開挖的過程中實時監控，與盾構施工班組確保良好的溝通，盾構機參數異常時，應及時通知監測班組，進行加密監測。盾構機調整參數時，應參考監測數據進行。

本文通過對某市軌道交通4號線彭蔡盾構區間左線隧道下穿彭蔡出入場線盾構隧道的過程描述，對本項目的成功經驗進行了總結，為指導盾構隧道施工下穿重要建構筑物的影響提供了技術支持。但是，由于本文只對監測數據和盾構施工若干重要參數進行了對比分析，得到的試驗數據有限，對于既有隧道管片應力、周邊巖土力學性質影響等，還有待進一步的研究。

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