新建隧道側穿既有建筑結構的保護措施及應用

左 鵬

(北京市大興城鎮建設綜合開發集團，北京 102600)

1 工程概況

1.1 新建工程

某地鐵隧道施工采用暗挖法。隧道斷面為單洞單線馬蹄形，施工過程采用上下臺階法，隧道凈空斷面尺寸為寬×高=5.38 m×5.55 m，開挖最大寬度6.48 m，開挖最大高度6.72 m。施工過程采用的是復合式襯砌結構，采用拱部超前小導管作為初期支護，格柵鋼架，混凝土采用C25，設計厚度250 mm，采用C40、P10鋼筋混凝土做為二次襯砌混凝土，設計厚度300 mm。

1.2 既有建(構)筑物

(1)人行天橋

正線隧道下穿人行天橋，天橋樁徑1 m，樁長16 m，隧道初支結構距橋樁水平凈距最近處0.56 m，區間拱頂埋深16.2 m，主跨28 m。

(2)熱力隧道

隧道平行于熱力隧道，左線側穿熱力隧道，隧道最近距離為4 m，高差為5.4 m，穿越時存在較大風險。

(3)周邊管線

區間正線結構平行下穿、正下穿雨水、上水、污水、電力等管線，管線距結構拱頂最小距離為10.0 m，穿越時存在較大風險。

2 穿越施工方案及保護措施

(1)側穿天橋

①施工過程中要嚴格遵循淺埋暗挖法的十八字方針：管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測；

②采取在拱頂開挖范圍外2.5 m和隧道開挖范圍進行全斷面注漿加固、增設臨時仰拱；

③對開挖進尺進行嚴格控制，隨挖隨支，初支背后回填注漿也要及時做好；

④加強監控量測數據處理和信息反饋，將施工過程中得到的地層反應、支護結構反應、周邊管線反應、地面沉降等信息及時分析處理，靈活指導施工，“以強治險，以變治變”，將施工風險降到最低。

(2)側穿熱力隧道

①施工過程中要嚴格遵循淺埋暗挖法的十八字方針：管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測；

②隧道與熱力隧道水平距離平均為5.3 m，垂直距離5.4 m。左線開挖范圍以及拱頂開挖范圍為輪廓外3 m，布設超前小導管環向間距為0.3 m，縱向距離為0.5 m，在上述影響范圍，左線拱部超前小導管的布置范圍由150°增設為195°。

④初支完成后并及時做好初支背后回填注漿。

⑤每天派專人負責調查臨近熱力隧道施工進程，對區間隧道與在施熱力隧道的空間相互關系進行實測確認，及時反饋數據信息。

⑥加強監控量測數據處理和信息反饋，采用信息化施工，施工過程中將“監測反饋”做為始終堅持的原則，將施工過程中得到的支護結構反應、地層反應、周邊管線反應、地面沉降等信息及時分析處理，靈活指導施工，“以強治險，以變治變”，將施工風險降到最低。

(3)下穿管線

區間正線結構平行下穿中水、中壓煤氣、雨水、上水、污水、電力等管線，管線距結構拱頂最小距離為6.5 m，穿越時存在較大風險，需采取控制措施進行下穿施工。

①洞外保護措施

a在施工前需要詳細的調查管線的滲漏情況，發現滲漏點提前處理；

b施工前需要對電力溝等管溝內是否有水進行提前調查，若溝管內有水則必須先疏干。

②洞內保護措施

a超前地質預警、預探。隧道在下穿至管線影響范圍前需要暫停施工，并沿掌子面分別向拱頂和兩側打設長為6 m的超前探水管，用來探測掌子面前方的地質情況保活是否有水囊及地層含水量情況，并且每間隔5 m設置一個循環，用于指導施工。

b區間正線初支嚴格超前小導管施工；

c提早封閉成環及時進行初支背后注漿，控制地層沉降；

d每榀打設鎖腳錨桿并全長注漿；

e控制臺階長度;

f在施工過程中，對管線加強監測，監測結果要做到解釋反饋。

g初期支護施工后，及時按1∶1水泥漿對背后的空隙進行填充。沿隧道拱部和邊墻布設注漿孔應。環向間距的設置為：起拱線以上為2.0 m，邊墻為3.0 m；縱向間距：3.0 m，且拱部應有一個注漿孔。將注漿壓力控制在0.3～0.5 MPa范圍內。如果在注漿過程中漿液的擴散效果并不能達到理想效果，可通過加密回填管的措施對之進行處理，但是不可以采用提高注漿壓力的方式，這樣可能會造成結構變形。施工過程中，根據施工沉降監測情況，回填注漿在有可能需要反復進行，當開挖和回填注漿發生矛盾時，應該優先進行回填注漿。

h加強洞內和地表的監控量測工作，根據沉降觀測進行動態觀測。理論分析過程中存在的不足要通過現場實測的結果進行彌補，并及時反饋監測結果，采取相對應的措施確保施工安全。

當監測值大于控制值的85%時，應立即采取補救措施。應急注漿措施中漿液均使用超細水泥漿。具體的內容如下。

①對掌子面全斷面掛網噴射混凝土封閉、采用2.5 m注漿管對掌子面背后土體進行加固，并增加初期支護背后注漿壓力，控制管線沉降。

②及時和管線產權單位進行溝通協商，配合管線產權單位對管線進行相應的修補或導流。

③必要時增設徑向補償注漿管進行注漿抬升。

在開挖過程中，如遇到涌砂、涌泥等情況時，應立即停止豎井開挖，及時用砂袋封堵涌砂部位，立即布置鋼筋網噴混凝土封閉掌子面，在施作每一工序時，需及時、準確的對涌砂、涌泥處進行封堵。

4 結 語

本文對新建地鐵側穿既有天橋、管線及熱力隧道施工加固工程進行了闡述。論述了采用全斷面注漿加固、超前小導管注漿、超前探水等地層加固措施，主要結論如下。

(1)地鐵隧道側穿既有建筑物暗挖作業過程中，采用全斷面注漿加固、超前小導管注漿、超前探水等技術措施能夠有效控制施工過程中地層變形和隧道拱頂下沉，能夠滿足工程安全施工要求。

(2)針對不同保護對象，分別采用全斷面注漿加固、超前小導管注漿方法，在地層加固、建筑物穩定性維護及止水方面取得良好效果。對類似工程具有一定的借鑒意義和指導作用。