下穿既有地鐵的新建地鐵隧道施工技術(shù)分析

白曉楊

（中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司）

引言

如果既有地鐵與新建地鐵隧道較近，既有地鐵的結(jié)構(gòu)與重要程度等皆受新建隧道位置關(guān)系的影響。施工需注意區(qū)、采取措施區(qū)、無(wú)影響區(qū)是新建地鐵隧道施工對(duì)既有線路影響范圍的劃分區(qū)域。新建地鐵隧道的位置、規(guī)模以及工程的地質(zhì)條件、所處地形是劃分相鄰既有結(jié)構(gòu)施工影響的主要依據(jù)，編制科學(xué)、合理的施工方案需要在上述因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

1 下穿既有地鐵的施工技術(shù)概述

既有地鐵的加固處理是下穿既有地鐵的新建地鐵隧道施工的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)既有地鐵進(jìn)行加固處理，可以對(duì)地鐵變形進(jìn)行有效的控制。加固既有地鐵的鋼軌，采用規(guī)矩拉桿、護(hù)軌建設(shè)等方式控制軌道的變形情況，防止施工時(shí)期產(chǎn)生既有地鐵變形問(wèn)題。下穿既有地鐵的新建地鐵隧道施工時(shí)，因?yàn)椴痪某两递^易產(chǎn)生在變形縫位置，所以有關(guān)人員須調(diào)整軌道地板，并加固軌道梁。地鐵隧道整體的加固方法主要有WSS加固以及袖閥管止?jié){墻[1]。WSS加固主要是指鉆孔后對(duì)噴漿孔進(jìn)行設(shè)計(jì)，使噴漿口橫向噴射，處理后進(jìn)行二次橫向噴射。袖閥管止?jié){墻主要是指鉆孔后進(jìn)行下管，注漿處理①、②孔序后進(jìn)行灌漿與封孔。

2 施工控制的注意事項(xiàng)

控制既有地鐵結(jié)構(gòu)的變形速度及變形量是下穿既有地鐵的新建地鐵隧道施工的關(guān)鍵，通過(guò)嚴(yán)格控制既有結(jié)構(gòu)的變形速度與變形量，確保既有線路與新建隧道的安全。施工控制應(yīng)注意以下事項(xiàng)：①地鐵隧道開(kāi)挖斷面面積。如果斷面滿足地鐵施工的要求，施工人員減小隧道的開(kāi)挖斷面面積，或是將大斷面隧道進(jìn)行分散處理，降低對(duì)地下周邊環(huán)境的影響。②隧道的沉降。通過(guò)分階段開(kāi)挖隧道，可對(duì)地下施工的安全隱患有效排除。施工人員加強(qiáng)對(duì)施工各環(huán)節(jié)的監(jiān)督以及控制，并在施工完畢后及時(shí)檢測(cè)隧洞與隧道地表的情況。當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了沉降的控制要求時(shí)，地鐵結(jié)構(gòu)則較為穩(wěn)定、安全。③結(jié)構(gòu)托換。在施工過(guò)程中，通過(guò)托換技術(shù)預(yù)支護(hù)既有地鐵結(jié)構(gòu)。

3 下穿既有地鐵施工方法的應(yīng)用

3.1 WSS加固法

采用WSS法的準(zhǔn)備工作主要有以下兩點(diǎn)：①對(duì)掌子面進(jìn)行封堵，并對(duì)鋼架進(jìn)行使用懸掛鋼筋網(wǎng)片連接，新建地鐵隧道施工可在噴射混凝土被封堵的2～3h后進(jìn)行。②搭建鉆機(jī)平臺(tái)應(yīng)選擇在合理的位置，并且其搭建角度應(yīng)滿足鉆機(jī)靈活移動(dòng)的空間需求，有關(guān)人員也需控制鉆機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，放射孔的角度盡量控制在8～100°的范圍內(nèi)[2]。WSS加固法主要施工流程見(jiàn)圖1。

WSS加固法主要有以下要點(diǎn)：①鉆孔。施工人員在施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)鉆桿的角度進(jìn)行控制，保證鉆桿鉆進(jìn)預(yù)計(jì)深度的準(zhǔn)確。完成這一步驟后，有關(guān)人員則要合理對(duì)漿液進(jìn)行調(diào)配。值得注意的是，調(diào)配后的漿液在對(duì)其凝固時(shí)間可靠性檢查、達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后方可使用，且一般漿液使用量的范圍是5～20L/min。②配漿。安裝混合器在噴入館的終端，其能夠充分混合漿材。首先通過(guò)注漿泵在外管與內(nèi)管中注入漿材，接著采用混合器混合漿材，當(dāng)鉆桿達(dá)到一定深度與高度時(shí)關(guān)閉混合器。最后通過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾后，將混合完畢的漿材向地層噴射。③噴漿孔與橫噴射。在混合室處理完畢后，通過(guò)鉆機(jī)將噴入管放置在地下，且地下噴入管的間距要保持一定的范圍。之后再進(jìn)行噴射，噴射的用量多為15～20L/min。④?chē)姖{與二次噴射。施工人員在噴漿時(shí)應(yīng)對(duì)噴漿的壓力有效把握，最佳壓力為0.3～0.5MPa。二次噴射的過(guò)程中，應(yīng)使用交替噴射的方式，且最好第一次為限制噴射，第二次為滲透噴射。由于滲透噴射的凝膠時(shí)間長(zhǎng)且材料黏性較低，噴射到土質(zhì)上的漿液較為均勻，能夠避免漿材噴出到規(guī)定范圍以外的區(qū)域，保證了新建地鐵隧道的正常施工，使周?chē)h(huán)境受到的施工影響較小。

圖1 WSS加固流程圖

3.2 袖閥管注漿法

袖閥管注漿法主要有以下步驟：①鉆孔。通過(guò)施工前采用水平尺以及垂球?qū)︺@機(jī)的水平性進(jìn)行矯正，避免地面與鉆桿之間出現(xiàn)傾斜。②下管。在對(duì)各個(gè)鉆孔處理完畢后，需在鉆孔內(nèi)注入套殼料混合料，通過(guò)這種方式排出孔內(nèi)的泥漿。其次，在鉆孔內(nèi)放置袖閥管，袖閥管的分節(jié)以4m為最佳，且應(yīng)在每節(jié)袖閥管鉆取25cm的孔洞。下管后連接相鄰管節(jié)，使用粘合劑加固、粘連。封口料應(yīng)優(yōu)先選擇細(xì)石混凝土，并加入速凝劑配合使用。混合液首次凝結(jié)后才可進(jìn)行封口處理。③一序孔注漿孔注漿。施工人員進(jìn)行注漿時(shí)應(yīng)遵循自上而下的原則，注漿距離最好為50cm。設(shè)置專門(mén)人員調(diào)控注漿設(shè)備，對(duì)每臺(tái)機(jī)器的注漿效果加以控制。一孔序的控制標(biāo)準(zhǔn)是注漿量，只有在之前的注漿孔達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后才可處理下個(gè)注漿孔。當(dāng)注漿孔未達(dá)到要求時(shí)，可在下個(gè)注漿孔對(duì)注漿量進(jìn)行增加。④二序注漿孔注漿。一序注漿孔工序完成1d后可以注漿處理相鄰的二序注漿孔。施工人員應(yīng)重視注漿的漿液，對(duì)漿液的控制范圍進(jìn)行控制。⑤封孔與灌漿。將水泥注入袖閥管中進(jìn)行封孔。灌漿方式應(yīng)采用高壓力灌漿的方式，或?qū)π枰酀{的管節(jié)進(jìn)行處理。

3.3 二襯施工與開(kāi)挖支護(hù)

施工人員的施工間隔多為5m，通過(guò)鋼架確保施工人員安全，特別是特殊地段需注漿封閉。二襯施工與開(kāi)挖支護(hù)的施工要點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：①調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。二襯施工與開(kāi)挖支護(hù)盡量采用臨時(shí)支架，鋼架間的距離以30cm為佳。相鄰鋼架的焊接應(yīng)使用連接角鋼，并設(shè)置鎖腳錨管在鋼架的兩側(cè)。工資鋼的固定可采用10鋼筋，且二襯施工時(shí)，施工人員要對(duì)地下地鐵結(jié)構(gòu)變形加以重視。②分區(qū)開(kāi)挖。由于下穿地鐵施工的工程量較大，可將工程分為多個(gè)小工程，開(kāi)挖時(shí)應(yīng)遵循自上而下的原則[3]。上部導(dǎo)洞可以避免下部導(dǎo)洞發(fā)生沉降的現(xiàn)象，導(dǎo)洞的變相疊加的得以有效避免。分區(qū)開(kāi)挖不僅可以使壓力的釋放得以減少，而且還可使地質(zhì)破壞情況進(jìn)一步減少。③保證線路結(jié)構(gòu)與初支結(jié)構(gòu)的緊密相連。鋼架應(yīng)相切于地鐵線路的底面，且應(yīng)采用鋼楔子頂緊鋼架之間的間隙，避免新建地鐵應(yīng)縫隙產(chǎn)生沉降現(xiàn)象。使用木楔子頂實(shí)鋼架下部，提高鋼架的支持強(qiáng)度。④密排鋼。采用鋼架緊密排布的方式能夠?qū)p隙有效減少，并且鋼架連接可以使用角鋼。⑤初支背后回填注漿。初支施工過(guò)程中，將小導(dǎo)管設(shè)置在鋼架環(huán)周?chē)O(shè)置完成后的2～3h開(kāi)始回填注漿處理。⑥二襯背后注漿。混凝土澆筑前，將注漿管預(yù)先埋在縫隙處，并焊接注漿管的防水板與上部圓盤(pán)。

下穿既有地鐵的新建地鐵隧道施工前后，有關(guān)人員應(yīng)對(duì)注漿加固的區(qū)域進(jìn)行抽芯實(shí)驗(yàn)。并根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)施工環(huán)境、施工技術(shù)等進(jìn)行分析。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，新建地鐵施工過(guò)程中難以避免產(chǎn)生線路交叉問(wèn)題，施工人員應(yīng)重視交叉路段的工藝管理，使下穿既有地鐵的新建地鐵隧道施工對(duì)周邊環(huán)境的影響進(jìn)一步減少。同時(shí)，施工單位與員工必須嚴(yán)格監(jiān)管施工過(guò)程與施工技術(shù)，確保的新建地鐵隧道的安全性，使隧道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度得到大幅度提高。

[1]鹿浩.地鐵隧道下穿既有地鐵施工技術(shù)研究[J].建材與裝飾，2016（45）.

[2]孔文濤，何亞伯，李祺，王浩，覃衛(wèi)民.城市隧道施工期間既有建筑物安全性模糊綜合評(píng)判[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2014（01）.

[3]黃祚瓊.地鐵車(chē)站暗挖隧道穿越既有線的施工技術(shù)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2014（02）.