穿越復雜構筑物的地鐵隧道施工技術

摘要：闡述穿越復雜構筑物的綜合技術手段，并結合某地鐵工程實際情況，從基礎調查工作，介紹隧道下穿過程中構筑物的保護方案，并提出了施工技術要點，希望能夠為相關單位與人員提供參考。

關鍵詞：復雜構筑物;地鐵隧道;施工技術

0" "引言

隧道穿越構筑物時，如果造成地層出現較大變形問題，將會導致地表出現塌陷，附近構筑物出現傾斜以及破損，造成嚴重后果。因此，對穿越構筑物的隧道施工技術進行研究，減少施工活動對構筑物穩定性造成影響，提高構筑物安全性具有重要的意義[1]。

1" "穿越復雜構筑物的綜合技術手段

1.1" 盾構側穿與下穿構筑物

需要對土倉壓力進行嚴格控制，結合地層情況對出土量與土壓進行合理設定，確保掘進過程土壓保持平衡狀態。在各環掘進過程中，應該對出土量進行嚴格控制，避免超挖導致地層損失。開展掘進作業時，應該對推進速度進行合理控制，確保施工的均衡性與連續性，以降低土壓波動影響地面質量。

積極開展同步注漿作業，嚴格控制注漿量以及注漿壓力，以提高環形間隙的填充質量。對于特殊地段的漿液應該選擇硬性漿料，保證管片襯砌能夠充分支撐地層，降低施工環節中土體變形情況。如果需要對距離隧道較近的側穿構筑物進行跟蹤注漿處理，需開展隧道附近基礎與注漿管加固施工作業。

1.2" "既有線路的盾構下穿

1.2.1" "穿越前控制

對新建線路和既有線路的幾何關系進行勘察，合理調查既有線路運營現狀，涵蓋結構表面維修狀況等。在適合部位事先開展地層加固處理，開展盾構下穿作業前，對盾構展開全面檢查以及保養，保證順利穿過相關線路。展開試掘進作業，深度為15m，結合掘進效果對參數進行優化，結合掘進效果對掘進參數進行優化，提供下穿作業參考數值。盾構與構邊相距12m時，全面檢查、維修盾構，保證盾構能夠穩定運行。

1.2.2" "穿越環節控制

積極開展盾構控制工作，合理調整其姿態，對掘進偏差及時予以糾正，盡可能控制土體擾動問題。對掘進速度進行充分控制，監控出土量，進而提高注漿作業及時性與正面土壓合理性。借助強化同步，開展二次注漿處理，以控制地層損失。

襯砌環在脫出盾尾過程中，進行同步壓漿處理，同時合理提高壓漿量，對開挖輪廓和管片的建筑間隙進行填充處理。保證盾尾密封效果，基于盾構后方的10環位置對管片背后展開二次注漿處理，保證同步注漿量充足。

2" "工程概況

某地鐵工程位于HZ區，其中涵蓋FT、TX、TW隧道工程。FT隧道長度約為700m，選擇礦山法開展施工活動。TX隧道約為350m，TW隧道約為1400m，選擇盾構法開展施工活動。G地鐵工程開展隧道工程時，穿越住宅、橋梁等構筑物。

3" "前期調查工作

開展下穿施工活動前，對周邊構筑物進行全面調查。內容主要涵蓋：對線路沿線構筑物狀況進行攝影以及記錄。科學編制調查表，其內容主要涵蓋構筑物狀況、構筑物記錄號等信息。

采用目測方式對構筑物表面修整以及保養維修等情況進行調查。對構筑物傾斜度進行調查，豎向誤差控制在10mm以內[2]。

4" "構筑物的保護方案

對于隧道穿越的構筑物詳細制定保護方案，按照沿線構筑物調查結構，與地方管理部門、設計單位等參建方制定科學制定可行、合理方案[3]。按照隧道與沿線構筑物之間位置關系，將方案劃分為一些類型。先進行樁基托換，再對暗挖隧道穿越構筑物基樁的10m外位置，進行超前鉆探處理獲取地質信息，然后對洞內開展注漿處理，將五榀鋼格柵密布在樁基下方。

強化初期指揮，積極開展監測工作，定期開展加固注漿處理。開展施工活動前，應該對構筑物開展地層預加固處理。

選擇洞內注漿方法對拱頂90°×6m區域內的土層進行加固處理，沿著線路方向開展角度作業，長度設計為19.31m。選擇1：0.9的M30水泥開展注漿作業。

5" "穿越復雜構筑物的地鐵隧道施工關鍵技術

5.1" "盾構穿越構筑物施工

TW隧道穿越既有構筑物，盾構的掘進參數會嚴重影響地層沉降度與變形情況。為了確保構筑物的安全性，需要積極遵循相關標準，具體要求如下：

對施工沉降量最大允許值、水平位移以及不均勻沉降標準進行設定。對盾構壓力進行嚴格控制，按照隧道土層與埋深情況對土倉中心壓力值進行設定，保證壓力波動不超出±0.02MPa。開展施工活動時，結合監測數據以及施工經驗，對盾構穿越構筑物過程中土壓力進行確定。

推進速度保持在3cm/min左右，確保刀盤轉速、推進速度以及出土速度等滿足注漿速度要求，日推進5環。盾構機在穿越構筑物過程中，保證出土量保持在98%左右，確保東溝機切口的上方土體微量隆起在1mm以內。開展施工活動時，對同步注漿壓力、配比、漿液質量以及注漿量進行有效控制。及時充填環形空隙，注漿量應該是200%的理論注漿值。

對盾構糾偏量進行嚴格控制，盾構機在進入構筑物的影響范圍之前，需要進行調整姿態。若構筑物沉降量比沉降允許值大，應該開展跟蹤注漿處理。構筑物若屬于天然淺基礎，則需要對構筑物變形問題進行深入監測分析。結合地表隆陷情況，及時注漿填充環形間隙，盡量減少地層損失。選擇布點方式對受影響的構筑物進行監測，并以此為基礎進行預測[4]。

5.2" "樁基托換

5.2.1" "樁基托換的調查與處理

對隧道穿過的樁基來講，隧道施工會對構筑物傳力體系造成破壞，為此應該采用托換方式為既有構筑物提供安全保障。借助托換梁以及樁基對原傳力體系進行替換[5]，樁基托換的調查與處理措施如表1所示。

從表1可知，HD路線橋的3#橋墩與4#橋墩選擇主動托換方式。維護結構為人工挖孔樁，選擇雙管旋噴樁對內外進行加固處理，選擇樁梁托換方式。

托換樁選擇鉆孔灌注樁，規格為4×Φ1200mm，和隧道之間凈距為1.2m。確保樁端高出隧道底2m以上，對于侵入樁基進行破除處理。

HD路天橋樁基的樁基礎總計6根，有5根侵入了FT隧道，選擇洞內被動托換方式。托換梁選擇曲梁，厚度為800mm，寬度為2400mm。在托換梁滿足設計強度要求之后開展截樁處理，進行托換處理時積極進行監測。一些托換樁相比于隧道拱底埋深更淺，要想保證托換施工時天橋足夠安全，需將滿堂支架設置于地面，對天橋結構進行臨時支撐處理[6]。

5.2.2" "主動托換方施工流程

對托換樁、施工圍護樁以及樁間旋噴樁，開展基底旋噴處理。進行托換樁與冠梁承臺施工，對托換梁底部模板與腳手架進行架設，開展托換梁混凝土澆筑作業。加載千斤頂，拆除腳手架，截斷樁基，對托換連接部位開展混凝土施工作業。將托換梁下的腳手架拆除，并進行素混凝土回填。選擇粘性土對托換梁上部進行回填壓實處理，之后將冠梁鑿除。

5.2.3" "樁基托換施工要點

選擇人工方式，借助釬錘向企口鑿入樁表面，構建齒槽。在樁基表面進行放樣處理，對選定位置進行鉆孔處理，規格為Φ30，之后將Φ25消栓鋼筋植入其中，最后借助環氧乳液粘結劑進行粘結處理。

積極根據設計要求開展鋼筋綁扎作業，安裝托換梁兩端的側模，之后開展梁體混凝土澆筑作業。安裝安全自鎖設備與千斤頂。結合新樁與托換梁之間位置關系，將500t自鎖千斤頂對稱布置于新樁上，同時將永久鋼支座設置于各個新樁上。

對于托換預頂來講，選擇分級加載方式，共分為10級，各級荷載量10%的千斤頂上限值。各級加載時間應該在10min以上，在結構穩定之后開展下級加載作業，對托換柱上抬量進行嚴格控制，對托換梁發展情況進行監測，出現異常問題時停止加載作業[6]。鋼筋連接選擇兩道螺釘套筒鋼筋，模板選擇木質定型模板，選擇鋼箍進行固定處理。在微膨脹混凝土滿足設計要求之后，將千斤頂頂力卸除，將千斤頂裝置拆除。

5.3" "盾構穿越侵入樁基的施工

地面開展注漿加固處理。進入加固區域之后開展整機檢修處理。刀盤達到樁基位置之后選擇停機推進方式，將1/3渣土保留在土艙中。開倉作業，對有害氣體進行檢測，若檢測結果滿足要求，工作人員可以進入艙中。滿足安全之后，進行開艙破除處理[7]。

破除樁基時，選擇人工風鎬進行分層破除，選擇砂輪切割機對鋼筋進行切割處理。盾構施工范圍與施工范圍外10cm設定為破除范圍。

破除樁基之后將土艙門關閉，土壓滿足地層的埋深要求。保證掘進速度在10～20mm/min范圍內。開展掘進處理時對同步注漿量進行控制。對地面沉降的監測力度進行強化，對信息及時進行反饋。

5.4" 隧道下穿以及近距離旁過構筑物施工

FT隧道沿線的構筑物較為密集，若施工方法缺乏合理性，則會導致附近構筑物出現開裂以及沉降問題，造成一定不良影響。下穿施工需要選擇以下措施：

積極遵循“勤量測、快封閉、強支護、短開挖、嚴注漿、管超前”原則開展施工活動，降低地層沉降量。隧道下穿FA橋、YF大廈，通過HD路立交橋的F匝道等構筑物時，選擇液壓破碎錘進行開挖處理，控制爆破振動施工對于構筑物產生的影響。開挖之前，應該針對超前小導管開展注漿處理，對地層進行有效加固。減少開挖步距，使其低于0.5m。

開挖強風化地層過程中，對于核心土預留面加以處理，進而保證掌子面土體不會出現位移問題。認真開展工序銜接，保證開挖與封閉作業速度，防止由于長期暴露而造成塌方問題。

提高監測頻率，保持2次/d以上，若發現沉降速率增加，應將掌子面封閉，對其原因進行分析，并科學制定有效措施。結合監測數據對施工方法合理性進行分析，如通過上述措施還無法控制沉降，應該進行臨時仰拱設置。

6" "結語

綜上所述，隨著城市不斷發展，人口數量不斷增多，城市交通日益擁擠，為了緩解交通問題，各個城市開始不斷建設地下工程。然而若缺乏合理、科學的技術提供支撐，則地下工程會嚴重影響當地環境。開展地下隧道施工活動時，不僅需要充分保障地表構筑物注漿施工，還需要對其他施工技術加以重視，結合建筑技術以及城市發展需求，積極探索科學合理的施工工藝，進而為隧道施工安全提供保障。

參考文獻

[1] 王松濤，李星，丁杰.BIM技術輔助盾構區間下穿既有高架橋的施工技術研究——以天津地鐵11號線一期工程為例[J].福建建筑，2021（7）：128-131.

[2] 王正仲，張素磊，陳德剛.基于對應分析模型的地鐵隧道施工誘發地面塌陷主成因挖掘[J].青島理工大學學報，2020，41（5）：110-116.

[3] 劉兵科，賀少輝，賀家新，等.地鐵超深豎井及超小曲率半徑隧道施工技術[J].科學技術與工程，2021，21（4）：1601-1607.

[4] 吳志遠，柴艷飛，魏東波，等.盾構機快速始發技術在隧道施工中的應用研究[J].施工技術，2021，50（7）：90-93.

[5] 楊明，汪海波，王松青，等.高巖溶區上軟下硬巖層地鐵隧道機械與礦山法組合施工技術[J].現代礦業，2021，37（5）：236-239.

[6] 韓光明，馮歡歡.穿越復雜構筑物的地鐵隧道施工技術[J].工程機械，2019，50（9）：53-59+8.

[7] 趙軍.城軌交通隧道穿越海底風化段施工支護結構變形監測分析[J].現代城市軌道交通，2021（12）：50-54.