復雜地層淺埋暗挖地鐵區間隧道近距離下穿地下商業街設計及施工關鍵技術

吳　昊

(中鐵隧道勘測設計院有限公司， 天津　300133)

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復雜地層淺埋暗挖地鐵區間隧道近距離下穿地下商業街設計及施工關鍵技術

吳昊

(中鐵隧道勘測設計院有限公司， 天津300133)

青島地鐵2號線五四廣場站—浮山所站區間采用淺埋暗挖法施工，因線路埋深受限，區間隧道需以1.68～1.86 m的凈距要求下穿一處兩柱三跨11.8 m×4.5 m矩形框架結構的地下商業街。為確保工程安全，克服上半斷面富水砂層、下半斷面堅硬巖層這一差異性較大的上軟下硬復雜地層，以及在近距離下穿條件下選取合適的支護參數和技術措施成為工程的關鍵。實際施工過程中，綜合采用了深孔注漿地層預加固、一次性打設90 m超長管棚預支護、減震爆破和自動化實時監測等綜合技術手段，輔以數值計算模擬分析，在控制地下商業街及其周邊軟弱地層沉降、保障地下商業街的日常運營和降低隧道施工風險等方面取得了較好的工程效果。

青島地鐵； 淺埋暗挖法； 近距離下穿； 復雜地層； 深孔注漿； 超長管棚預支護； 減震爆破； 自動化監測

0　引言

地鐵線路埋深受城市規劃、車站站位選址、周邊環境等諸多因素的影響，所以，地鐵區間隧道不可避免地會遇到下穿建(構)筑物的情況，尤其是隨著近年來各大城市地鐵建設的迅速發展，近距離下穿工程案例逐漸增多。近距離下穿施工的關鍵問題通常為在一定的地質條件和工程邊界條件約束下，選取合適的施工方法和工程輔助措施，以確保被下穿建筑物的正常工作能力及隧道工程本體施工安全。目前，近距離下穿既有建(構)筑物時，地鐵區間隧道多以盾構等機械掘進法為主，且已有大量的成功案例。

與之相比，淺埋暗挖法近距離下穿既有建(構)筑物的工程實例相對較少。根據已掌握的資料，其中的個別工程實例多以在第四系土層或巖層等單一均質地層中施工為主，如在粉細砂或粉質黏土層中下穿既有地鐵車站[1-3]、在花崗巖巖層中下穿既有鐵路線[4]、在黏土層或花崗巖中下穿地面房屋和城市主干道[5-7]以及在卵石圓礫層中下穿既有隧道[8]等，而在富水不穩定土層和高強度巖層的較大差異性復合地層中近距下穿的施工實例相對較少。因此，如何在地層差異性較大和施工距離較近的條件下，結合斷面開挖跨度選擇綜合性的技術方案和施工措施，是值得研究的問題。鑒于此，本文依托青島地鐵2號線一期工程五四廣場站—浮山所站區間，研究隧道在上半斷面為不良富水砂層、下半斷面為中風化巖層的復合地層中近距離下穿已運營地下商業街所采取的設計思路和關鍵施工技術，現隧道已安全通過地下商業街。實踐證明，所采取的工程技術方案安全可靠。

1　工程概況

青島地鐵2號線一期工程五四廣場站—浮山所站區間(以下簡稱五—浮區間)，左右線均為單洞單線隧道，采用淺埋暗挖法施工，復合式襯砌，馬蹄形斷面，區間全長775雙延m，位于香港中路道路下方，區間下穿路段為青島政治、經濟中心，現狀道路交通較繁忙，人流量和車流量較大。

利用區間中部永久聯絡通道設置1座施工臨時橫通道和1座施工豎井，分別向五四廣場站和浮山所站掘進施工，鄰近浮山所站140 m時，區間需下穿麗人地下商業街，如圖1所示。受浮山所站前方290 m上跨既有地鐵3號線影響，區間埋深受限，下穿處隧道拱頂距地下商業街底板較近，技術難度和施工風險均較高。

圖1　隧道下穿地下商業街總平面圖

1.1隧道與地下商業街位置關系

已運營的麗人地下商業街采用淺埋暗挖法施工，初期支護成洞為平頂直墻矩形斷面，永久內襯采用雙柱矩形鋼筋混凝土框架結構，頂板設縱橫梁，基礎為肋梁式筏板基礎，結構外框11.8 m×4.5 m。地下商業街兩側為商鋪，中間為人行通道。結構頂板厚400 mm，基礎底板厚400 mm，側墻厚400 mm。頂板縱梁450 mm×800 mm(橫×高)，頂板橫梁為暗梁，400 mm×400 mm(橫×高)，基礎底板縱橫肋梁600 mm×600 mm(橫×高)，如圖2所示。

左線隧道拱頂初期支護與地下商業街凈距 1.68 m，右線隧道拱頂初期支護與地下商業街凈距1.86 m。區間隧道與地下商業街位置關系如圖3和圖4所示。

1.2工程水文地質概況

區間地貌類型屬山前洪沖積平原，后經人工回填改造。地層自上而下依次為雜填土、粉質黏土、粗砂、強風化層和中風化碎裂巖。五四廣場站—地下商業街段隧道主要穿越強風化層和中風化碎裂巖層，地下商業街—浮山所站段隧道主要穿越粗砂層和中風化碎裂巖層。地質縱斷面如圖5所示。

圖2　地下商業街橫斷面圖(單位：m)

Fig. 2Cross-section of structure of underground commercial street (m)

圖3　隧道與地下商業街空間位置關系示意圖

Fig. 3Relationship between tunnel and underground commercial street

圖4　隧道與地下商業街位置關系斷面圖(單位：m)

Fig. 4Cross-section showing relationship between tunnel and underground commercial street (m)

圖5　地質縱斷面

場區地下水含水體系主要有第四系松散土層孔隙潛水和基巖裂隙水，各含水層之間具有連通性，地下水位埋深1.5～2.8 m。第四系松散土層孔隙潛水主要賦存于粉質黏土層和砂層，其中，砂層為強透水層。巖層風化裂隙發育，但水量較小，富水性差。

2　關于近距離下穿設計和施工的幾點考慮

2.1地下商業街沉降控制標準

隧道的開挖會對地層產生擾動，使得隧道拱頂承載拱內地層應力流有向下流動的趨勢，承載拱內應力將進行二次分配，同時，隧道開挖造成的地下水損失可引起土體固結沉降[9-10]。這些因素將減弱地下商業街底板持力層的承載效果，引起地下商業街及其上方道路路面下沉。因此，需要明確地下商業街正常使用階段的沉降控制標準，以便針對控制標準制定可靠的技術措施、施工組織方案和應急預案。

2.2隧道支護措施和開挖方法

隧道的支護措施和開挖方法應結合地質條件、周邊環境控制標準和隧道本體控制標準綜合確定[11]。五—浮區間隧道拱頂與地下商業街較薄的中夾土層無法承受地下商業街的全部結構質量，需要隧道來承擔一部分地下商業街結構自重。因此，應結合臺階式開挖方法，充分考慮采用初期支護層大剛度支護措施，來控制地層和地下商業街的沉降。

2.3復雜地質條件對下穿施工的影響

五—浮區間上半斷面富水砂層水量大、穩定性差，對隧道本體施工安全和地下商業街的沉降控制以及穩定性均不利，應考慮對富水砂層進行必要的預處理。

五—浮區間下半斷面為巖層，需爆破開挖，因此必須采取減震爆破方案，降低爆破震動對地下商業街和上方軟弱地層的影響。

2.4信息化施工

采用實時自動化監測技術，以便及時發現安全隱患，并采取有針對性的解決措施[12]。

3　地下商業街現狀評估及變形控制標準

地下商業街內景見圖6。根據《青島麗人地下商業街結構安全性及危險性鑒定報告》，地下商業街鑒定結論如下：

1)未發現基礎老化、腐蝕、酥碎、折斷和因地基不均勻沉降而造成的上部結構有不良反應等危險點，地基基礎危險構件比例Pfdm=0，地基穩定。

2)未發現地下商業街混凝土構件關鍵部位有超標的裂縫寬度，各構件受力主筋未銹蝕，梁、板未有松散露筋，柱、墻混凝土未有酥裂、碳化、起鼓等危險點，承重結構中危險構件百分數Psdm=0，結構安全。

3)建議爆破震速取v安≤3.0 cm/s為宜。

4)地下商業街沉降變形按10 mm控制，沉降變形最大速率按1.5 mm/d控制，差異沉降按8 mm控制。

4　五—浮區間下穿地下商業街的設計和施工

4.1上半斷面深孔注漿地層預加固

使用深孔注漿技術對上半斷面富水砂層進行預加固。漿液采用具有早強、高強和高抗滲性的硫鋁酸鹽水泥漿。由于地層本身富水，因此采用低水灰比0.5～0.8，注漿壓力0.5～1 MPa，距地下商業街較近部位降低注漿壓力，防止地下商業街結構底板因注漿壓力過大而隆起。為防止砂層塌孔，采用前進式注漿工藝[13]，鉆一段注一段，每孔注漿結束后采用水泥-水玻璃雙液漿快速封孔[14]，以防止地下水順注漿管流入洞內。外層注漿管管底按隧道輪廓線外放1 m考慮，以防注漿管觸及地下商業街結構底板。地層加固范圍和注漿管布置如圖7所示。掌子面注漿孔如圖8所示。

(a) 內部拐角處

(b) 兩側商鋪

圖7　深孔注漿注漿管布置(單位：m)

圖8　掌子面注漿孔現場照片

4.2超長大管棚施工技術

超長大管棚施工照片如圖9所示。

(a) 現場施工整體

(b) 管棚跟管鉆進

Fig. 9Construction site of pipe-roof support of Wusiguangchang Station-Fushansuo running tunnel

4.2.1管棚施工工作室

在上臺階設置管棚施工工作室，工作室開挖尺寸在標準段隧道開挖輪廓線外0.6 m，工作室長度為8 m。標準段進工作室斷面的過渡長度為3 m，如圖10所示。

圖10　管棚工作室示意圖(單位：m)

4.2.2導向拱

掌子面設置長1.0 m的導向拱，其環向強度以保證導向拱兩側基礎穩定為原則，根據地形、現場地質條件確定。導向拱內設2榀22a工字鋼，在其中布設φ146、壁厚為6 mm的導向管；待工字鋼架設完畢后，將導向管與工字鋼焊接成整體，并用φ22鋼筋固定牢固。導向拱采用C25噴射混凝土。管棚導向拱如圖11所示。

圖11　管棚導向拱示意圖(單位：mm)

4.2.3施工參數

管棚采用φ127無縫鋼管，壁厚6 mm，每節6 m，采用絲扣連接，入射角度不大于1°，注單液水泥漿，水灰比為0.8～1.0，注漿壓力為0.8～1.0 MPa，拱部150°范圍內按間距400 mm均勻布置。

4.2.4管棚施工精度控制

1)選取2個試驗孔，通過施工試驗孔來驗證鉆孔角度、鉆速、偏差糾正等設計參數，確定適用于本地質條件下的施工參數，保證打設質量； 2)為了保證質量，打設時采用跳打的施工順序； 3)管棚鋼管前端安裝φ130 mm楔子板合金鉆頭，開孔時，低速低壓，待入孔2.0 m后，適當加壓，每鉆進1 m，必須使用導向儀器進行施工角度檢查，如果發現偏轉，應立即采用楔形鉆頭進行角度糾正； 4)特殊情況下偏差較大時，可采用將鉆頭退回一定距離后調整角度，反復掃孔，方向調正后正常鉆進；如確定無法糾偏時，采取退管、灌注水泥漿封堵，然后重新鉆進的解決方法。

4.2.5其他

1)鋼管連接。每節鋼管連接時要確保絲扣到位，無錯臺現象。可將絲扣連接縫焊接固定，必要時可在接頭外加焊一道箍圈，以免因鉆進扭矩過大而發生斷管。

2)卡鉆。因地質變化可能造成卡鉆或難以鉆進時，應采取對膨潤土泥漿進行潤滑的解決措施。

4.3下穿段隧道開挖方案

隧道采用馬蹄形斷面，最大開挖跨度5.8 m，在“預支護+強支護”技術措施的保證下，該跨度能夠滿足安全施工的要求，且該跨度剛好能滿足正常出渣和施工機械以及人員作業的需求，保障正常施工效率； 因此，不必采取減跨設置臨時豎撐。

隧道應盡快通過地下商業街，減少掌子面停留在地下商業街下方的時間，因此，在能確保安全的前提下，應盡量減少隧道開挖工序。

基于以上考慮，下穿隧道采用臺階法開挖，上臺階掌子面預留核心土進一步穩定掌子面，如圖12所示。利用地層特點，將臺階平臺設置于地層上軟下硬分界處。重點管控好上臺階開挖，重視鋼架底腳的承載力和穩定性，上臺階鋼架底腳設置鎖腳錨管，底腳應座落在穩定巖層上，巖層破碎時，可采用底腳處超挖回填C25素混凝土加強處理。同時，上下臺階開挖步距不能太大，控制在5 m以內，以便初期支護及時封閉成環，控制地層沉降。

圖12　隧道開挖方法示意圖

上半斷面為砂土層，采用機械開挖，下半斷面為巖層，采取控制爆破技術開挖，爆破開挖應注意對地下商業街的震動影響。

為避免沉降疊加，減小施工風險，左右線不可同時通過地下商業街。具體方案為待右線隧道通過地下商業街15 m后，左線隧道再開始下穿施工。

4.4隧道下半斷面控制爆破施工技術

4.4.1減震措施

隧道下半斷面為巖層，需采取爆破開挖。為降低爆破沖擊波對地下商業街和上方軟弱地層的影響，下臺階掏槽區在臺階平臺打設垂直炮孔，使爆破沖擊波盡量沿隧道縱向擴散，垂直掏槽區和上臺階形成的多點臨空面可有效衰減爆破沖擊波。

掏槽區采用防水效果好的乳化炸藥。周邊眼采用小直徑、低爆速的光爆炸藥[15]，間隔裝藥，微差起爆，盡可能減少對圍巖的擾動[16]。

4.4.2爆破參數

爆破參數采用理論計算法、工程類比法與現場試爆相結合的方法確定。

由于介質系數K、α值對計算單段最大裝藥量較為敏感，因此，下穿前采取在現場類似地層進行爆破試驗的方法確定K、α值。試驗按地表質點震速為1.0 cm/s控制單段裝藥量，從獲得的多組測試數據中近似歸納出K=127、α=1.65，相應地，單段最大裝藥量需按25 g控制。

1)掏槽型式及掏槽孔參數。爆破掏槽區采用楔形掏槽，掏槽孔直徑50 mm、深85 cm、傾斜角度60°，每對炮孔與另一對炮孔間距為0.5 m。

2)輔助孔參數。輔助孔孔深65 cm，裝藥長度按全孔長度的70%～80%進行控制。

3)周邊孔參數。周邊孔間距50 cm、直徑42 mm、深70 cm，采用不耦合裝藥，不耦合系數為3，線裝藥密度為0.2 kg/m，預留光爆層厚度按65 cm控制。

4.4.3爆破效果

每次起爆采用智能爆破測震儀對地表和麗人地下商業街底板進行震速監測。隧道下穿開挖全過程中，地表震速為0.6～1.0 cm/s，麗人街地下通道底板震速為1.5～1.9 cm/s，均小于控制值，證明試爆參數實際實施效果較好。

4.5下穿段隧道支護參數和二次襯砌

根據前文所述，下穿段隧道埋深淺，地層上軟下硬，地下商業街距拱頂較近。為確保施工過程中隧道和地下商業街結構的安全，確定的技術原則為“強支護”。考慮到掌子面在砂土層中的臨時自穩能力差，施工中可能會發生塌方事故，因此，有必要采取一定的“預支護”措施。

初期支護層采用“噴混+鋼筋網+格柵鋼架”的技術方案來實現“強支護”，采用“管棚+小導管”的技術方案來實現“預支護”，另外，管棚可作為安全儲備來加強初期支護層的剛度。具體支護參數見表1。

表1　下穿段隧道襯砌結構支護參數

隧道左線下穿段90 m、右線下穿段60 m，為避免對地層的反復擾動，左、右線管棚采取一次性打設。打設超長管棚施工難度較大，其重點在于管棚打設精度的控制。

5　數值分析驗證

5.1計算模型

計算模型兩側地層邊界取至5倍隧道洞徑。土體材料采用Mohr-Coulomb本構模型，固定材料按照彈性理論計算，深孔注漿效果以加固圈的型式通過提高圍巖參數來實現。計算模型及網格劃分見圖13，數值模型物理力學參數見表2。

圖13　計算模型及網格劃分

土層名稱天然密度/(g/cm3)泊松比黏聚力/kPa內摩擦角/(°)變形模量/MPa素填土1.750.31121516粉質黏土1.990.33155粗砂2.000.2602512中風化碎裂巖2.450.2450335000

5.2計算結果及分析

5.2.1隧道初期支護應力分析

圖14為隧道成洞后初期支護應力云圖。由圖14可知，最大拉應力為1.05 MPa，出現在拱頂部位，最大壓應力為11.67 MPa，發生在邊墻。

圖14　隧道初期支護應力云圖

隧道的最大拉、壓應力遠小于鋼材的抗拉、抗壓強度，因此，格柵鋼架的受力能夠滿足要求。

根據GB 50086—2011《錨桿噴射混凝土支護技術規范》，C25噴混凝土抗拉強度為1.3 MPa，C25噴混凝土抗壓強度為12.5 MPa，均大于數值模擬計算值，因此，噴混凝土的抗拉、抗壓受力能夠滿足要求。

此外，隧道初期支護為拱形結構受拉時，噴混凝土與螺紋鋼筋易產生裂縫，噴混凝土與螺紋鋼筋的粘結強度也應是一項驗算指標。根據GB 50086—2011《錨桿噴射混凝土支護技術規范》，噴混凝土與螺紋鋼筋之間的粘結強度最小為2.0 MPa，滿足要求。

5.2.2地下商業街沉降分析

隧道右線施工引起的地下商業街沉降變形見圖15，最大沉降量為1.5 mm。隧道左線施工引起的地下商業街沉降變形見圖16，最大沉降量為2.9 mm。沉降量均小于控制值，滿足要求。

圖15　隧道右線開挖引起地下商業街沉降變形云圖

Fig. 15Nephogram of settlement of underground commercial street induced by excavation of right line of tunnel

圖16　隧道左線開挖引起地下商業街沉降變形云圖

Fig. 16Nephogram of settlement of underground commercial street induced by excavation of left line of tunnel

6　遠程實時自動化監測數據結果分析

現場布置測點和數據連接線，監測數據通過無線設備傳輸至監測終端，可不間斷地、高頻率地對地下商業街的變形進行數據反饋。

6.1測點布置

區間隧道施工至地下商業街50 m時，開始對測點進行數據量測。測點布置如圖17和圖18所示。

6.2監測數據統計分析與信息反饋

根據所有監測點的統計分析，地下商業街側方地表沉降監測數值相對較大，地下商業街正上方地表沉降監測數值相對較小；地下商業街通道1比通道2沉降數值相對較大，而通道1位于隧道左右線中間的底板跨中沉降數值相對較大。圖17中地表沉降測點A和圖18中地下商業街測點B最能反映這一統計規律，且數據擬合誤差在所有測點中相對較好，下面予以分別介紹。

圖17　地表沉降測點布置(單位：m)

Fig. 17Layout of monitoring points for ground surface settlement (m)

圖18　地下商業街沉降測點布置

Fig. 18Layout of monitoring points for settlement of underground commercial street

6.2.1地表沉降

隧道掘進過程中地表測點A沉降曲線見圖19。

圖19　隧道掘進過程中地表測點A沉降曲線

從圖19可以看出：左、右線隧道通過地下商業街前方5 m范圍內時，地表沉降速率較大，約為1 mm/d; 右線隧道通過此5 m 范圍后，地表沉降測點A沉降差5.32 mm，左線隧道通過此5 m 范圍后，測點A沉降差5.72 mm。分析其原因，主要是因為之前地下商業街本身的暗挖施工對周邊地層產生了擾動，由于本段地層含水量大，受擾動區地層固結沉降還未收斂，而地鐵隧道的開挖對該區域產生了二次擾動，使得沉降量較大。

隧道通過地下商業街正下方時，測點A沉降值穩定。分析其原因，主要是因為隧道通過測點A后，地下商業街這一抗變形能力較強的剛性結構體阻斷了隧道掌子面與測點A之間的沉降應力流傳遞。

6.2.2地下商業街沉降

隧道掘進過程中地下商業街測點B沉降曲線見圖20。

圖20　隧道掘進過程中地下商業街測點B沉降曲線

Fig. 20Curve of settlement measured at underground commercial street point B

從圖20可以看出：當隧道左、右線停留在地下商業街測點B正下方時，測點B沉降數值變化明顯；而當隧道通過后，測點B沉降數值趨于收斂。分析其原因，主要是因為鄰近隧道掌子面處僅為超前管棚支護，無鋼架和噴混凝土層，抵抗上方荷載的能力較弱，監測數據變化值較大；而當隧道通過后，鋼架和噴混凝土層能夠及時施作，從而使得監測數據趨于穩定。

7　結論與體會

五—浮區間下穿地下商業街是青島地鐵2號線土建工程中唯一的一級風險源，保證上半斷面富水砂層加固效果、控制拱頂上方加固體以外軟弱地層沉降和減小爆破開挖對地下商業街的震動影響是本工程的關鍵。

實際開挖過程中，經深孔注漿加固后的掌子面較為穩定，富水量明顯減少；對注漿加固體芯樣進行室內試驗，加固體滲透系數小于10-5cm/s，抗壓強度0.24～0.35 MPa。實際開挖效果和室內試驗結果均表明，加固后地層在能達到不透水層要求的同時還可承受隧道所在埋深的正向、側向水土壓力，加固效果較為理想。根據監測數據反饋分析，隧道下穿過程中地表沉降小于15 mm，地下商業街底板沉降小于3 mm，地下商業街底板質點震速小于2 cm/s，關鍵數據監測指標均小于控制值，說明本工程采用的超長大管棚支護、深孔注漿地層預加固和減震爆破等綜合技術手段是有效的。

在如此不利的地質條件下近距離下穿地下建(構)筑物是一項難度大、技術復雜、風險高的工程。本工程的綜合工程措施和實施方案可為今后類似工程提供參考，也可為系統歸納、總結地鐵隧道在復雜地層中下穿地下建(構)筑物提供工程案例。

雖然本工程得以順利實施，但仍有一些問題應予以重視或有待進一步研究。

1)在復合地層中施工，并不是將2種地層各自的處理措施簡單疊加，分別做好各自地層的處理措施即可，還應考慮不同地層處理措施的相互影響，一種地層的技術參數和實施方案應兼顧考慮對另一地層的連帶影響。如下部巖體爆破施工時，應兼顧考慮對上臺階一定范圍內注漿加固體的保護，這就要求從爆眼布置、單孔裝藥量等爆破參數的制定到臨時防護措施等爆破方案的實施都要兼顧考慮這一問題。

2)本工程采用了深孔注漿技術對富水砂層進行預加固，雖然取得了較好的實施效果，但其工程費用較高。因此，研究造價更為經濟的預加固措施十分有必要。

3)為控制好管棚施工精度，管棚施工長度一般控制在30 m左右，但本工程下穿段長90 m，為減小管棚施工對地層的反復擾動，降低施工風險，區間采用了一次性打設90 m超長管棚的技術方案，雖然大部分管棚精度控制良好，但仍有5根管棚偏離預設位置，侵入隧道開挖限界，對施工造成了一定干擾。因此，超長管棚施工的精度控制有待進一步研究。

[1]孫旭東.暗挖隧道密貼下穿既有線車站施工關鍵技術[J].隧道建設，2013,33(5)：412-413.(SUN Xudong.Case study of key construction technologies for mined tunnels crossing closely underneath existing Metro station[J].Tunnel Construction，2013,33(5)：412-413.(in Chinese))

[2]于軍.淺埋暗挖隧道零距離下穿既有地鐵車站施工方案優化研究[J].隧道建設，2013,33(1): 22-25.(YU Jun.Study of construction scheme optimization of shallow-buried tunnel undercrossing existing Metro station with zero-clearance[J].Tunnel Construction,2013,33(1): 22-25.(in Chinese))

[3]王春希. 暗挖隧道下穿既有站沉降控制措施[J].鐵道標準設計，2014,58(6): 108-110.(WANG Chunxi. Settlement control measures of an undermining tunnel crossing below an existing Metro station [J]. Railway Standard Design，2014,58(6): 108-110.(in Chinese))

[4]藺云宏， 李冀偉， 王飛. 暗挖地鐵隧道斜交下穿既有鐵路的施工研究[J].鐵道工程學報，2012(11): 83-85.(LIN Yunhong, LI Jiwei, WANG Fei. Study of construction of subsurface excavated tunnel under-passing existing railway [J].Journal of Railway Engineering Society，2012(11): 83-85.(in Chinese))

[5]彭昌海.超淺埋地鐵出入口下穿既有磚房施工技術[J].隧道建設，2011,31(2): 108-109.(PENG Changhai.Construction technology of entrance of super-shallow-covered Metro tunnel crossing underneath existing building[J].Tunnel Construction，2011,31(2): 108-109.(in Chinese))

[6]張航. 小凈距淺埋暗挖隧道下穿密集房屋安全性分析[J].鐵道工程學報，2014(9): 83-87.(ZHANG Hang. Security analysis of neighborhood shallow undercut tunnel under-traversing dense buildings [J].Journal of Railway Engineering Society，2014(9): 83-87.(in Chinese))

[7]趙東華. 大跨度超淺埋暗挖隧道下穿城市主干道施工技術[J]. 鐵道建筑技術，2014(11): 43-45.(ZHAO Donghua. Construction technology of the large-span and supper-shallow bored tunnel underpassing the urban major road [J]. Railway Construction Technology，2014(11): 43-45.(in Chinese))

[8]曹波，劉波，聶衛平. 下穿既有電纜隧道的地鐵暗挖隧道穩定性研究[J].隧道建設，2013,33(11): 915-920.(CAO Bo, LIU Bo, NIE Weiping.Study of stability of mined Metro tunnel crossing underneath existing cable tunnels [J].Tunnel Construction，2013,33(11): 915-920.(in Chinese))

[9]王夢恕.中國隧道及地下工程修建技術[M]. 北京: 人民交通出版社，2010.(WANG Mengshu. Tunneling and underground engineering technology in China [M].Beijing: China Communications Press,2010.(in Chinese))

[10]王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術通論[M].安徽：安徽教育出版社，2004.(WANG Mengshu. Technology for shallow-covered tunnel excavation[M]. Anhui: Anhui Education Press,2004.(in Chinese))

[11]張慶賀, 朱合華， 莊榮， 等.地鐵與輕軌[M].北京：人民交通出版社，2006.(ZHANG Qinghe,ZHU Hehua, ZHUANG Rong, et al. Metro and light rail [M].Beijing: China Communications Press,2006.(in Chinese))

[12]施仲衡，張彌. 地下鐵道設計與施工[M].西安：陜西科學技術出版社，1997.(SHI Zhongheng,ZHANG Mi.Design and construction of subway[M].Xi’an: Shaanxi Science and Technology Press,1997.(in Chinese))

[13]羅富榮，江華，江玉生.地鐵工程前進式深孔注漿堵水技術初探[J].都市快軌交通，2013，26(5): 83-86.(LUO Furong,JIANG Hua,JIANG Yusheng.Discussion on advance deep-hole grouting techniques for water proofing of Metro station project[J].Urban Rapid Rail Transit,2013，26(5): 83-86.(in Chinese))

[14]翁敦理，陳明輝.深孔注漿技術在地鐵暗挖隧道施工中的應用[J].現代隧道技術，2012,49(2): 137-140.(WENG Dunli,CHEN Minghui.Application of deep-hole grouting to the construction of bored Metro tunnels[J].Modern Tunnelling Technology,2012,49(2): 137-140.(in Chinese))

[15]李旭東， 白海峰， 周志順. 地面建筑物控制爆破的淺埋隧道暗挖方法研究[J]. 鐵道工程學報，2011(1): 48-50.(LI Xudong,BAI Haifeng,ZHOU Zhishun.Study of blasting subsurface excavation method for shallow tunnel under-passing ground building[J]. Journal of Railway Engineering Society,2011(1)：48-50. (in Chinese))

[16]萬億，袁永博.地鐵下穿購物長廊爆破施工風險分析[J].城市軌道交通研究，2015(3): 101-104.(WAN Yi,YUAN Yongbo.Risk analysis of subway blasting construction under shopping promenade[J].Urban Mass Transit，2015(3): 101-104.(in Chinese))

Key Technologies for Design and Construction of Shallow Mined Metro Tunnels Closely Crossing underneath Existing Underground Commercial Street in Complex Strata

WU Hao

(China Railway Tunnel Survey & Design Institute Co., Ltd., Tianjin 300133, China)

The shallow tunnel section on Wusi Square Station-Fushansuo Station on Line No. 2 of Qingdao Metro, closely crossing underneath existing underground commercial street (rectangular frame structure), is constructed by mining method. The tunnel is located in complex geological conditions of upper water-rich and sandy strata and lower hard rock. The rational support parameters and technologies are the key to closely crossing. A series of technologies, i.e. deep-hole grouting reinforcement, super-long pipe roof support, vibration reduction blasting, real-time monitoring and numerical calculation and simulation, are adopted, so as to control the settlement of commercial street and surrounding rocks, guarantee the operation of commercial street and reduce the construction risk of tunnel. Finally, good effects have been achieved.

Qingdao Metro; shallow mining method; closely underneath crossing; complex strata; deep-hole grouting; super-long pipe-roof support; vibration reduction blasting; automatic monitoring

2016-02-04;

2016-04-07

吳昊(1983—)，男，遼寧凌源人，2010年畢業于西南交通大學，巖土工程專業，碩士，工程師，現主要從事隧道及地下工程結構設計和技術管理工作。 E-mail: 26528421@qq.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2016.08.015

U 455

B

1672-741X(2016)08-0988-09