地鐵盾構下穿成灌高鐵施工技術分析

胥光澤

（中鐵十八局集團第四工程有限公司，天津 300000）

近年來，我國社會經濟快速發展，地鐵工程越來越多。根據相關部門的數據統計，截至2017年，我國地鐵總里程達到1232公里，同比增長102%，實現了跨越式發生。在地鐵工程施工建設中，難免會遇復雜地形或者復雜地質結構的問題，大大增加了地鐵施工難度和成本，其中下穿高鐵施工就是最為復雜的結構，對施工方案、施工技術等方面有非常高的要求，但我國對此方面的研究還不夠深入。因此，本文基于工程實例，對地鐵盾構下穿成灌高鐵施工技術做了如下分析：

一、案例分析

犀浦站為成都地鐵6號線一、二期工程工點設計的第9個車站，與2號線犀浦站通道換乘，車站位于紅光大道、成灌高鐵線的西南側，沿浦發街西南——東北向布置。浦發街現狀為斷頭路，道路紅線寬20m。車站結構外邊緣與成灌線K20+108郫縣高架特大橋180#～183#橋墩并行，地鐵站結構邊緣至鐵路橋墩承臺邊緣的最小距離約11.99m，地鐵站基坑開挖深度為11.7m～19.7m，順鐵路橋方向的樁邊緣至鐵路橋墩承臺邊緣的最小距離為10.79m。結構示意圖如圖1所示：

圖1 犀浦站結構示意圖

圖2 咬合樁施工工藝流程圖

二、地鐵盾構下穿成灌高鐵施工方案

（一）支護工程施工方案

該地鐵工程主體大里程端全長為45m，采用φ1200@900咬合樁，而在風亭組和B出口出則采用了φ1000@800的咬合樁，格構柱樁采用了φ1200鉆孔灌注樁，在現場進行鋼筋籠綁扎，通過吊車和人工相互結合的方式進行安裝。咬合樁施工工藝流程圖如圖2所示。

在進行A樁施工時，可按照單樁施工工藝進行操作，確保其垂直度可滿足實際需求；在進行B樁施工時，既要科學合理地保證垂直精度，還要在施工過程中進行切割擠壓，為避免B樁施工時對A樁造成損壞，可采用在混凝土中加入適量的超緩凝劑，促使A樁混凝土為初凝前就開始B施工，以消除對A樁造成損壞。

（二）降水與排水方案

根據案例工程水文地質勘探的結果，需要在該車站基坑四周設置相應的排水明溝，從根本上保證基坑土方開挖的安全性，需要充分考慮基坑排水，并貫穿于基坑施工的從始到終。就案例地鐵車站而言，其大里程端比較靠近成灌高鐵，其圍護結構和成灌高鐵橋樁最小凈距為13.8m，28～33軸采用全套管咬合樁進行止水，在基坑外部設置降水井，在基坑內部是指疏干井，疏干井的直徑為300mm，深度為30m，在基坑呈梅花樁分別布置2排，但側井距控制在15m左右。基坑外距高鐵橋墩凈距約13.48m設置3口回灌井，回灌井間距約32.66m，確保基坑左側監測點水位不應小于周邊地下常水位以下1m。案例工程對井深的結構誤差表如附表1所示。

（三）端頭加固方案

案例車站始發端端頭加固范圍為縱向10m,盾構隧道輪廓線外3m，通過袖閥管注漿加固，具體工藝如圖3所示。

注漿孔間距1m×1m，采用梅花型布置，注漿孔擴散半徑控制在0.5m～0.6m，且開孔直徑不能低于108mm，孔口管采用直徑75mm，厚底為4mm的熱軋無縫鋼管進行施工，應用實例表明，通過此種方法加固后地層具有很強的均勻性和整體性，30天后其抗壓強度在1MPa以上。

（四）土方工程施工方案

案例工程主體結構為地下二層框架剪力墻結構，通過明挖順筑法進行施工，在28～33軸臨近橋樁基坑的圍護，采用“咬合樁止水+坑內管井降水”進行施工，并在靠近橋樁的一側設置回灌井，從根本上控制橋樁的沉降系數。

三、地鐵盾構下穿成灌高鐵施工技術

（一）盾構接收端地層加固技術

案例車站接收端頭土體加固的平面范圍為：接收端維護結構往大里程方向10m×3m，豎向加固范圍為：盾構隧道拱頂上方3m，底部1.5m。在進行豎向加固時，主要采用袖閥管進行加固，每個注漿控之間的距離為1m×3m，呈梅花樁布置，且注漿擴散半徑為1m，且開孔的直徑不能低于108mm，孔口管則采用直徑為76mm，厚度為4mm的熱軋無縫鋼管，注漿水泥漿液的配比為水灰比0.8，注漿壓力為0.2MPa，加固后地層具有很強的均勻性和整體性，滲透系數控制在1.0×10-6cm/s以下。案例工程橋墩承臺兩側則采用DN108@500、t=6mm的無縫鋼管隔離樁進行施工，樁長為22.7m，具體樁位布置圖如圖4所示。

圖3 端頭加固工藝流程圖

圖4 橋墩隔離樁位平面布置圖

（二）盾構側穿成灌高鐵施工技術

根據該車站施工建設的實際情況，側穿地質條件比較復雜，而埋深比較大，以側穿前50m范圍內的地質情況為模擬段，通過盾構模擬地質情況、參數設置、地表隆起參數的分析，來選擇最佳的施工參數。施工模擬段監測頻率為：當掘進面距離監測斷面前后小于20m時，一天要測量3～5次，20m～50m范圍內監測頻率為一天1～2次。在具體掘進施工時要格外重視以下幾點：

第一，嚴格控制盾構施工的出土量，避免發生超挖或者欠挖的現象。可通過盾構機油缸行程對渣土的體積進行全面統計，并對對出渣的重量進行統計，做好詳細記錄，制作真實完善的超挖欠挖分析報告。

第二，嚴格控制同步注漿量和漿液的質量，并根據實際情況進行二次注漿。可在管片上增設相應的注漿孔和預埋注漿管，根據實際情況，對地層進行注漿加固，在同步注漿或者二次注漿時要及時填充盾尾間隙，降低對土體造成擾動，在二次注漿時可選擇水泥水玻璃雙液注漿。

第三，在盾構機正式進行掘進前，要先對盾構機的各個系統進行全方位檢驗，以確保盾構機在穿越過程中時刻保持最佳的運行狀態。

第四，在側穿段內采用增設注漿孔型管片，滿足二次補漿及跟蹤注漿的施工條件。盾構施工過程中，進行系統、全面的監控測量，實行信息化施工。穿越段掘進參數參考表如附表2所示。

（三）注漿施工技術

1.同步注漿施工技術

在進行同步注漿過程中，為最大限度上降低地面沉降，在盾構掘進過程中必須以最快的速度脫出盾構襯砌背面環形建筑空隙中充填足夠的漿液材料。再根據周圍的地質條件，來確定漿液配比、注漿壓力、注漿時間等參數，確保同步注漿的效果可達到關鍵效果。并對同步注漿存在的不足后者遺漏情況，則要進行二次注漿處理，也是降低地表發生沉降最直接有效的方法，促使盾構機可以順利穿越建筑物，而不會對地面沉降造成更大的影響。

同步注漿的注漿方式為：在盾構機掘進中形成的管片和土體之間的空隙可采用注漿的方法進行回填。具體做法為：把漿液存儲在盾構機的儲漿灌中，并保持注漿和掘進的同步性。盾構機在前進時同步注漿和襯砌壁后補壓漿是充填外界土體與管片外圓環間的建筑間隙和減少后期土體變形的有效手段，同時還能大幅度提升隧道的穩定性。這一點也確保地鐵隧道工程施工建設中，盾構可實現順利開展的主要工序。在具體施工中，為防止盾構機的注漿孔發生堵塞，同步注漿漿液可選擇惰性漿液。

2.二次注漿施工技術

二次注漿主要應用管片和巖壁間空隙填充中，避免初襯管片發生滲漏。因此，二次注漿的主要作用是減少盾構機過后土體的后期沉降量，特別是在盾構穿越地下管線中二次注漿技術就顯得尤為重要。可采用雙液漿作為注漿的主要材料，對同步注漿進一步補充和加強，二次補壓漿注漿壓力為0.8～1.0MPa。獲得最佳充填效果，這時需要將漿液的凝膠時間調整至1～4min，必要時二次注漿可采用水泥—水玻璃雙液漿。

四、結束語

綜上所述，本文結合工程實例，深入分析了地鐵盾構下穿成灌高鐵施工技術。分析結果表明，地鐵盾構是目前我國地鐵工程施工的主要方法，但在地鐵工程施工建設中難免會遇到復雜地質條件或者需要穿越建筑物的情況，此時，就需要根據結合實際情況，選擇與之相適的施工技術，才能滿足實際需求。總之，地鐵盾構下穿成灌高鐵施工技術對目前我國地鐵工程事業持續穩定的發展有非常重要的意義，值得大范圍推廣應用。

附表1 井深的結構誤差表

附表2 穿越段掘進參數參考表