柴 煒 林廷松

0 引言

關(guān)于重疊隧道施工技術(shù)，國內(nèi)已有較多成功的施工范例，“先施工下洞，后施工上洞”的施工順序已得到廣泛認(rèn)可，形成一些初步的理論研究成果，但因其受力結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相互影響強烈，不同地質(zhì)、水文環(huán)境下，其變形規(guī)律又各不相同，研究尚多處于從個案上升到理論的階段。

深圳地鐵5號線太怡區(qū)間重疊段隧道迫于工期壓力，采取了用注漿止水圈替代二襯防水作用的辦法，在下方隧道超前一定距離后，未等其二襯完成即展開上方隧道施工。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，過程中隧道及地表變形均得到安全有效的控制，較成功的完成了該段重疊隧道施工，為此類施工問題的解決總結(jié)了一部分經(jīng)驗。

1 工程概況

1.1 工程范圍

深圳地鐵5號線5307標(biāo)太怡區(qū)間隧道包含5號線和7號線預(yù)留段，均為礦山法施工的暗挖區(qū)間隧道。其中5號線2號豎井往太安站方向與7號線預(yù)留段設(shè)置為上下重疊隧道，5號線在上，7號線在下。重疊段隧道左線長175 m，右線長232 m。5號線隧道由2號豎井進入，7號線隧道由3號豎井進入。

1.2 設(shè)計概況

重疊段隧道5號線部分設(shè)計為由雙聯(lián)拱隧道過渡到兩條單洞單線隧道，7號線部分為兩條單洞單線隧道，5號，7號線隧道凈距最小僅為90 cm。典型斷面形式見圖1。

1.3 地質(zhì)概況

根據(jù)地質(zhì)勘探資料及現(xiàn)場施工情況，重疊隧道段7號線主要位于強風(fēng)化巖，其頂部為富水性強的全風(fēng)化巖，底板局部位置位于中風(fēng)化巖中。5號線主要位于粉質(zhì)粘土及全風(fēng)化巖中。圍巖等級判定為Ⅴ級～Ⅵ級。典型地質(zhì)斷面情況見圖2。

由于7號線先進行開挖，相對5號線形成區(qū)域性降水作用，故開挖過程中揭示，7號線含水量豐富，5號線含水量較小。

1.4 工程環(huán)境

該段隧道上方地表建筑物主要有百仕達(dá)花園、百仕達(dá)東郡、東曉肉菜市場及南城百貨商場。其中東曉肉菜市場為摩擦樁基，距隧道初支外輪廓距離不足10 cm。南城百貨為淺基三層建筑物，隧道從其一側(cè)正下方穿越，為確保房屋安全，隧道施工前須進行樁基托換處理。

2 原設(shè)計方案及工期問題

原設(shè)計要求先施工下方7號線隧道，7號線隧道襯砌完成后，再進行5號線開挖初支施工。

實際為迎接2011年深圳大運會，改善城市軌道交通環(huán)境，業(yè)主要求深圳地鐵5號線土建工程須于2010年2月全部完成。

太怡區(qū)間又尤以雙聯(lián)拱段因施工步驟復(fù)雜，斷面凈空變化頻繁，為制約總體工期的關(guān)鍵區(qū)段。若按照設(shè)計施工方案，先施工完7號線二襯后再展開5號線雙聯(lián)拱段開挖，工期將不能得到保障。因此，為確保最終工期，在得到監(jiān)理、設(shè)計及業(yè)主的認(rèn)可下，將設(shè)計施工方案進行合理優(yōu)化，最大限度提早5號線雙聯(lián)拱隧道的施工開始時間。

3 調(diào)整后施工方案

3.1 注漿止水圈

實際方案中，7號線隧道開挖仍為重疊段隧道施工第一步驟。但在超前一定距離后，不等其襯砌完成即先展開5號線開挖，由此可提早雙聯(lián)拱施工時間。

為此，在7號線洞內(nèi)采取全斷面徑向注漿，在隧道周邊形成一道封閉的止水加固圈，用于取代二次襯砌的止水作用。預(yù)防5號線在開挖過程中，受7號線滲漏降水而影響土體及初支穩(wěn)定。方案優(yōu)化前后對比見圖2，圖3。

注漿止水圈設(shè)置為2 m厚，以確保有效起到止水作用。施工中該優(yōu)化方案先選擇20 m作為試驗段進行實踐，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，試驗段5號，7號線及地表沉降變形情況均處于安全可控范圍之內(nèi)，遂將本方案推廣至剩余重疊隧道施工當(dāng)中。

3.2 注漿止水圈施作方法

注漿管直徑42，t=3.5，垂直于初支面打設(shè)，按間距500 mm×500 mm呈梅花形布置，管長2 m。

注漿漿液采取水泥—水玻璃雙液漿，注漿壓力控制在0.4 MPa～0.6 MPa。

因7號線隧道開挖采用臺階法進行，注漿管在初支過程中埋設(shè)，在初支封閉成環(huán)之后再進行注漿施工。

3.3 各掌子面步距的確定

試驗段施作過程中，首先預(yù)確定在7號線掘進25 m后，即先展開5號線雙聯(lián)拱中導(dǎo)洞開挖，同時過程中對5號，7號線初支結(jié)構(gòu)及對應(yīng)地表加大監(jiān)測力度。對監(jiān)測結(jié)果進行分析:單獨進行7號線開挖時，隧道初支結(jié)構(gòu)無明顯變形，地表沉降速率約0.2 mm/d(受隧道開挖土體失水影響);5號線中導(dǎo)洞開挖后，初支結(jié)構(gòu)變形及地表沉降速率均未發(fā)生明顯變化。

即初步認(rèn)為將5號線掌子面滯后于7號線25 m時，開挖過程中雙線干擾影響可減少至忽略不計。據(jù)此原則，確定5號線及7號線的掌子面步距為5號線中上導(dǎo)洞掌子面(最前方掌子面)滯后于7號線左線(滯后于右線)下臺階25 m(見圖4)。

5號線雙聯(lián)拱側(cè)洞按設(shè)計要求暫不開挖，待中導(dǎo)洞初支完成并施工完中隔墻后，再組織進行開挖施工。7號線左右線隧道錯開12 m，上下臺階錯開3 m～5 m。

3.4 重疊隧道在施工組織上的使用

工程后期，距離重疊段隧道不遠(yuǎn)處的5號線大斷面隧道受2號豎井提升能力制約，開挖、撿底的土方外運及襯砌材料的吊入沖突干擾大，施工組織較難開展。

因此，制定了將5號線土方通過重疊隧道卸至7號線的方案，具體如下:

在重疊段隧道位置打設(shè)一處連通5號，7號線的上下卸渣通道，將5號線隧道開挖土方及仰拱撿底土方運輸至重疊段隧道位置，由卸渣通道卸至7號線，再通過7號線運輸至3號豎井吊出。而3號豎井當(dāng)時自身的施工任務(wù)基本結(jié)束，完全能滿足5號線土方的吊出，由此有效緩解了2號豎井提升壓力，確保了大斷面隧道施工的正常組織開展(見圖5)。

4 效果評價

4.1 沉降控制情況

注漿止水圈的作用及各掌子面步距的確定均建立在對試驗段監(jiān)測成果分析的基礎(chǔ)上，鑒于隧道范圍地質(zhì)情況復(fù)雜多變，不確定因素較多，因此過程中仍緊密跟蹤隧道及地表變形情況。該段重疊隧道按上述方案全部施工完成后，最終監(jiān)測情況見表1。

表1 重疊隧道段沉降監(jiān)測表

由表1得知，洞內(nèi)及地表沉降均處于可控范圍內(nèi)。優(yōu)化后施工方案較有效的保證了重疊隧道施工的安全、順利推進。

4.2 工期節(jié)約情況

按原設(shè)計方案要求，先施作完7號線二襯后，才能再展開5號線施工。7號線隧道重疊部分左線長175 m，右線長232 m，受客觀環(huán)境限制，只能單工作面進行，并且只有在隧道開挖全部結(jié)束后才能有效展開襯砌施工。

按7號線正常施工進度計算，隧道開挖1.5 m/d，全部完成共需時間(按右線隧道)155 d，假設(shè)此后立即開展襯砌施工，并且襯砌完成一段后馬上進行5號線開挖，則從7號線開始施工算起，需約160 d后才能展開5號線施工。

而優(yōu)化方案當(dāng)中，7號線開挖只需超前25 m后，即能展開5號線施工，比原設(shè)計方案節(jié)約工期約140 d，大大緩解了太怡區(qū)間總體工期壓力。

5 結(jié)語

1)太怡區(qū)間重疊段隧道迫于工期壓力，在下方隧道超前一定距離后，未等其二襯完成即展開上方隧道施工。在試驗段施工效果分析可行后，方案調(diào)整為下方7號線洞內(nèi)采取全斷面徑向注漿取代二次襯砌，在隧道周邊形成一道封閉的止水加固圈，預(yù)防上方5號線在開挖過程中受7號線滲漏降水而影響土體及初支穩(wěn)定。

2)對注漿止水圈施作方法、各掌子面步距的確定方法進行介紹。針對5號線大斷面隧道受豎井提升能力制約的問題，制定了將5號線土方通過重疊隧道卸至7號線的方案，有效緩解了2號豎井提升壓力，確保了大斷面隧道施工的正常組織開展。為重疊隧道的施工組織提供經(jīng)驗。

3)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示洞內(nèi)及地表沉降均處于可控范圍內(nèi)。若非工期緊迫等客觀條件所至，本施工方案并不做出推薦。但隨著地鐵建設(shè)步伐的加快，多條區(qū)間線路錯綜復(fù)雜，本工程可為同類重疊隧道施工問題提供參考。

［1］何 川，蘇宗賢，曾東洋.地鐵盾構(gòu)隧道重疊下穿施工對上方已建隧道的影響［J］.土木工程學(xué)報，2008，41(3):91-98.

［2］趙東平，王明年，宋南濤.淺埋暗挖地鐵重疊隧道近接分區(qū)［J］.中國鐵道科學(xué)，2007，28(6):65-69.

［3］吳健強.地鐵單洞雙層重疊隧道合理施工方法研究［J］.鐵道建筑，2009(5):48-51.

［4］呂奇峰，黃明利，韓雪峰.重疊隧道施工順序研究［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2010(10):102-105.

［5］晟 華.深圳地鐵3號線與1號線換乘右線隧道貫通［J］.筑路機械與施工機械化，2009，26(5):3.

［6］麥家兒.廣州地鐵3號線支線與主線交叉重疊段的設(shè)計與施工［J］.城市軌道交通研究，2005，8(5):63-67.

［7］曹正喜.監(jiān)控量測技術(shù)在暗挖單洞重疊隧道中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2005，42(6):57-62.

［8］黃 俊，張頂立.地鐵重疊隧道上覆地層變形的數(shù)值模擬［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2005，24(12):2176-2182.

［9］汪 敏，廖少明，侯學(xué)淵.近距離重疊地鐵隧道盾構(gòu)法施工地面變形預(yù)測［J］.同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，32(9):1141-1144，1152.

［10］潘明亮.深圳地鐵城區(qū)單洞雙層重疊隧道施工技術(shù)［J］.鐵道工程學(xué)報，2004(2):21-25.