復(fù)雜地質(zhì)下穿地鐵既有線施工關(guān)鍵技術(shù)

摘 要：本文以深圳地鐵6號(hào)線翰～銀區(qū)間1#聯(lián)絡(luò)通道下穿地鐵9號(hào)線暗挖隧道施工為例，就復(fù)雜地質(zhì)條件小凈距下穿地鐵既有線施工關(guān)鍵控制技術(shù)做以介紹。主要是通過遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)即時(shí)監(jiān)測(cè)和分析既有地鐵的動(dòng)態(tài)變化， 進(jìn)行方案優(yōu)化，對(duì)可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)變形、隧道沉降等異常情況采用超前深孔注漿加固、超前小導(dǎo)管等措施，確保施工期間既有地鐵的正常安全運(yùn)營，為此類似暗挖隧道施工提供一些方法做以借鑒。

關(guān)鍵詞：深圳地鐵;地鐵既有線;暗挖隧道;小凈距

隨著城市地鐵建設(shè)速度的加快以及地下空間開發(fā)力度的加大， 新建地鐵線路與既有地鐵線路小間距施工的情況日益增多，這就對(duì)施工中爆破振動(dòng)、結(jié)構(gòu)變形控制等提出更高的要求。

深圳地鐵6號(hào)線與9號(hào)線在銀湖站疊線換乘，為保證區(qū)間隧道施工安全，9號(hào)線施工時(shí)將車站端頭與9號(hào)線交疊的6號(hào)區(qū)間提前施做，按照先下后上的工序，先施做下部6號(hào)線礦山法區(qū)間，然后9號(hào)線采用盾構(gòu)法上跨6號(hào)線區(qū)間，本次6號(hào)線下穿9號(hào)線區(qū)域恰好處于9號(hào)線代建段與新建6號(hào)線交叉位置。該段地層地質(zhì)上軟下硬，地下水豐富，且經(jīng)多次施工擾動(dòng)，施工風(fēng)險(xiǎn)極大。

1 工程概況

深圳地鐵6號(hào)線二期設(shè)計(jì)范圍為ZDK7+353.229～ZDK9+276.907共1923.678m;右線設(shè)計(jì)里程為YDK7+207.512～YDK9+276.907，全長2069.395m，其中YDK7+207.512～YDK7+518.137共310.625m已由9號(hào)線工程同期設(shè)計(jì)并施工，6號(hào)線二期設(shè)計(jì)范圍為YDK7+518.137～YDK9+276.907共1758.77m。本區(qū)間共設(shè)置四座聯(lián)絡(luò)通道，其中1#聯(lián)絡(luò)通道及廢水泵房中心里程YDK7+424.307（ZDK7+409.296），埋深約25.9m，1#號(hào)聯(lián)絡(luò)通道下穿地鐵9號(hào)線，距離地鐵9號(hào)線最小凈距3.616m，拱部主要位于強(qiáng).風(fēng)化混合花崗巖及強(qiáng)風(fēng)化（砂土狀）混合巖層內(nèi)，底板主要位于強(qiáng)風(fēng)化混合花崗巖層內(nèi)，廢水泵房底板位于中風(fēng)化混合花崗巖層內(nèi)。

2 既有線現(xiàn)狀調(diào)查

地鐵9號(hào)線已經(jīng)于2016年10月開通運(yùn)營，9號(hào)線孖銀區(qū)間右線及出場(chǎng)線為外徑6m，內(nèi)徑5.4 m，管片厚0.3 m的盾構(gòu)隧道，調(diào)查里程為右線YDK17+135～YDK17+235，為全面了解既有地鐵及新建地鐵隧道的情況， 本工程進(jìn)行了較為詳細(xì)的調(diào)查和現(xiàn)狀評(píng)估分析， 主要成果如下：

2.1 根據(jù)超前探孔表明，下穿段地層地下水豐富，單孔最大出水量達(dá)到30L/min。新建地鐵超小凈距下穿既有線施工中， 容易發(fā)生管片滲漏水、道床裂縫、區(qū)間軌道變形及接觸網(wǎng)導(dǎo)高值變化超標(biāo)、列車發(fā)生異?；蝿?dòng)等。在方案中應(yīng)考慮針對(duì)性措施并針對(duì)可能發(fā)生的險(xiǎn)情進(jìn)行桌面推演等。

2.2 對(duì)深圳地鐵 9 號(hào)線孖嶺站～銀湖站區(qū)間受 6 號(hào)線 1 號(hào)聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房施工影響段使用徠卡 Scan Station P40 三維激光掃描儀進(jìn)行了三維激光掃描成像，并得到每環(huán)凈空水平寬度值。

2.3 根據(jù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案完成監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置，并完成各斷面及監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)初始值采集。

3 控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，本項(xiàng)目變形監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)如表1 所示：

依據(jù)深圳市《城市軌道交通安全保護(hù)區(qū)施工管理辦法》2016 版，當(dāng)實(shí)際變形值達(dá)到控制值的 60%時(shí)，須向有關(guān)單位發(fā)出黃色預(yù)警;當(dāng)達(dá)到控制值的 80%時(shí)，應(yīng)發(fā)出橙色報(bào)警;當(dāng)超過控制值時(shí)，應(yīng)發(fā)出紅色報(bào)警。且當(dāng)首次報(bào)警后，若測(cè)點(diǎn)以較大的速率繼續(xù)下沉變形，應(yīng)視情況繼續(xù)報(bào)警。

4 既有線變形分析

4.1 注漿階段的變形分析

超前深孔注漿期間既有地鐵累計(jì)垂直最大位移+4.2mm，累計(jì)水平最大位移+0.6mm。過程中采用自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配合現(xiàn)場(chǎng)注漿施工，確保隧道隆起在可控范圍，并為開挖施工預(yù)留沉降變形空間。

4.2 開挖支護(hù)階段的變形分析

開挖支護(hù)階段造成既有地鐵沉降1.2mm，累計(jì)垂直最大位移+3mm，累計(jì)水平最大位移+0.6mm。開挖過程嚴(yán)格安裝專項(xiàng)方案施工， 并采取了相應(yīng)的加強(qiáng)措施來增強(qiáng)掌子面的穩(wěn)定性， 減少周圍地層擾動(dòng)導(dǎo)致既有線的變形。

5 變形控制措施

5.1 超前深孔注漿階段變形控制措施

①建立有效聯(lián)絡(luò)機(jī)制? 對(duì)既有線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)較大變化可以及時(shí)反饋信息; 以應(yīng)急指揮部為中心，通過對(duì)講機(jī)、內(nèi)線電話等工具聯(lián)系監(jiān)測(cè)與施工作業(yè)面，可以及時(shí)有效的了解施工工況與既有線沉降數(shù)據(jù)的變化，應(yīng)急指揮部工程師接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并迅速進(jìn)行分析，調(diào)整施工參數(shù);②注漿參數(shù)控制? 在注漿過程控制每個(gè)孔單延米注漿量小于0.1m³，注漿壓力0.4～0.8Mpa，施工關(guān)鍵期加強(qiáng)監(jiān)測(cè)頻率為1次/（0.5）小時(shí)，來完成注漿期間對(duì)9號(hào)線沉降的控制，通過勤測(cè)勤糾，確保了順利下穿;③增設(shè)泄壓措施? 同時(shí)在右線已施工掌子面打設(shè)泄壓孔安裝泄壓閥，避免壓力突增等緊急狀況;④注漿方案優(yōu)化? 此外需控制注漿管打設(shè)角度及深度，避免對(duì)既有線結(jié)構(gòu)造成破壞，考慮漿液流動(dòng)性和凝結(jié)時(shí)間問題，長短孔分階段注漿且控制注漿時(shí)間間隔。

5.2 開挖支護(hù)階段變形控制措施

聯(lián)絡(luò)通道開挖嚴(yán)格遵循十八字方針：管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)。①建立地質(zhì)超前預(yù)報(bào)制度。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)交底要求進(jìn)行超前地質(zhì)探孔，在隧道拱頂、掌子面正中進(jìn)行探眼，看地層是否有變軟現(xiàn)象，或有砂層、涌水等情況，根據(jù)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)情況同設(shè)計(jì)、監(jiān)理溝通及時(shí)調(diào)整圍巖支護(hù)參數(shù)，確保通道開挖安全。②通道開挖后及時(shí)架設(shè)鋼格柵噴射砼封閉掌子面，縮短開挖循環(huán)進(jìn)尺的時(shí)間。③加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，并加強(qiáng)初支背后注漿，保證初支的穩(wěn)定性，防止初支變形。④按照設(shè)計(jì)要求及時(shí)施做鎖腳錨管以保證施工質(zhì)量。

在施工過程中， 既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)收斂變形平均值為2.9mm，垂直及水平位移始終處于可控范圍，變形控制措施取得了預(yù)期效果，保證了既有線結(jié)構(gòu)及運(yùn)營安全。

6 結(jié)語

本次下穿地鐵既有線過程中熟練的運(yùn)用了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)及三維掃描技術(shù)等暗挖施工的各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，并在實(shí)際實(shí)踐中改進(jìn)和完善，豐富了在復(fù)雜地質(zhì)條件小凈距穿越既有地鐵技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。在深圳地鐵6號(hào)線1#聯(lián)絡(luò)通道下穿地鐵既有線施工中通過采用以上關(guān)鍵技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)了成功穿越。望其能為類似工程提供借鑒。

作者簡(jiǎn)歷：中鐵七局集團(tuán)第三工程有限公司深圳管廊項(xiàng)目經(jīng)理部，楊永魁，工程師，項(xiàng)目副總工。