張?zhí)?/p>
(重慶市軌道交通(集團(tuán))有限公司,重慶 401120)
本文將以某地鐵站為例,說明地鐵車站近距離上穿既有線區(qū)間的施工設(shè)計和施工方法。針對不同情況選擇恰當(dāng)?shù)氖┕し椒?,輔以可靠的施工措施,按照正確的施工步驟開展項目施工,用現(xiàn)今的測量監(jiān)控手段,盡量減少新建地鐵車站對既有車站和線路的影響,保證地鐵線路的安全運(yùn)營。
既有線與新建地鐵車站根據(jù)位置關(guān)系的不同可以分為三種形式,即旁穿、下穿和上穿,其中難度最大的是下穿既有線施工。諸如施工方法、施工場所地質(zhì)條件、既有線和新建結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系等因素,將會決定新建結(jié)構(gòu)對既有線的影響強(qiáng)度。新建結(jié)構(gòu)開始施工后,地鐵車站隧道應(yīng)力會隨之產(chǎn)生變化,隧道的土體會變形,受到破壞,隨著施工的進(jìn)行,隧道周圍受到的影響也逐漸擴(kuò)大,逐漸傳遞到既有線和地表,引起地層沉降、變形等問題。在不同的施工階段,不同的施工技術(shù)、控制技術(shù),對既有線造成的影響也不同。目前應(yīng)用較多的施工技術(shù)主要有以下幾種:
1.1 盾構(gòu)法。采用這種施工技術(shù),能夠盡量減小施工對其他設(shè)施的影響。目前盾構(gòu)法逐漸普及,因為這種施工方法相對于其他方法,帶來的施工風(fēng)險更小。盾構(gòu)法施工技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn):(1)施工效率較高,盾構(gòu)法施工日進(jìn)尺能夠達(dá)到15m甚至20m以上,施工周期不長,對既有線的影響較??;(2)不需要降水,既有線不會受到降水施工的影響;(3)盾構(gòu)法施工一般對周邊設(shè)施和地層擾動較小,既有線受到的影響也不大。施工要盡量減小既有線受到的變形影響,如果采用盾構(gòu)法施工,還要提前對既有線周邊土體進(jìn)行加固,這樣盾構(gòu)法施工就基本不會造成線路變形,既有線運(yùn)營受到的影響也較小。如果新建地鐵車站穿越地面線或者高架,可以先采用深孔注漿、旋噴樁等措施,加固既有線周邊地層,例如某地鐵站穿越13號線就采用了WSS注漿技術(shù)進(jìn)行加固;如果新建地鐵站穿越地下線或者下穿施工,可以采用二次注漿、同步注漿、控制盾構(gòu)推進(jìn)速度和推進(jìn)力等洞內(nèi)措施,對既有線的影響較小。
1.2 注漿和淺埋暗挖法。如果施工場所圍巖條件較好,那么可以采用注漿法和淺埋暗挖相結(jié)合的施工方法,這是一項比較成熟的施工技術(shù),在眾多地鐵車站建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用,注漿方法有很多種,例如深孔注漿、大管棚注漿等,注漿法和淺埋暗挖相結(jié)合的施工方法有如下優(yōu)點(diǎn):(1)靈活性較強(qiáng),可以與周邊結(jié)構(gòu)施工很好的銜接在一起;(2)對既有線的變形影響較小,可以緊鄰既有線開展施工;(3)斷面隧道施工大多可以采用這種方法,為了減小周圍地層受到施工的擾動,大斷面可以分為幾個小斷面分開施工,既有線受到的影響較小;(4)可以配合使用注漿、管棚等技術(shù),對既有線和隧道進(jìn)行加固,可以削弱地層變形,減小對既有線的影響。對于地鐵車站隧道來說,如果斷面較小,并且和既有線結(jié)構(gòu)距離非常近時,可以采用初支結(jié)構(gòu)背后及時注漿的方法;如果斷面較小且和既有線結(jié)構(gòu)距離較近時,可以采用背后回填注漿、袖閥式注漿等方法;如果隧道斷面較大,那么可以采用背后回填注漿、大管棚跟蹤注漿等方法。
下面將以某新建地鐵車站為例,分析地鐵車站近距離上穿既有線區(qū)間的具體施工措施。
2.1 工程概況。某新建地鐵車站位于十字路口東側(cè),走向為南北走向,車站長約224m,寬約23.2m,車站分為三段結(jié)構(gòu),為北段、南段和中間段,施工采用的技術(shù)為淺埋暗挖法。新建車站地面覆土層到洞頂?shù)拈L度為4m左右,為淺埋結(jié)構(gòu),圍巖穩(wěn)定性不好,土層主要有雜填土、粉土、粉質(zhì)粘土、細(xì)粉砂、圓礫卵石等,既有線區(qū)間和新建結(jié)構(gòu)距離為0.54m,在施工期間要求既有線正常運(yùn)行,因此施工存在一定難度。
2.2 暗挖段施工措施。新建車站需要穿越既有線區(qū)間,控制街道沉降,保證安全施工和既有線的正常運(yùn)營,這是此次施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。新建地鐵車站結(jié)構(gòu)和既有線區(qū)間結(jié)構(gòu)距離0.54m,新建地鐵車站會引起既有線軌道和結(jié)構(gòu)變形,影響列車的正常運(yùn)行。目前既有線結(jié)構(gòu)存在深度200mm、長約0.5mm的縱向裂縫,因此施工要做好變形控制,防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)張,影響既有線的安全運(yùn)行。要盡量保證既有線區(qū)間受到新建地鐵車站施工的影響最小,可以從以下幾個方面著手:嚴(yán)格控制注漿施工,開挖時間盡可能短,保證支護(hù)強(qiáng)度做好支護(hù)工作,監(jiān)測測量頻率要高;為了保證隧道的穩(wěn)定性,要盡量減小縱向拆除墻壁的長度,減小拆除墻壁帶來的施工風(fēng)險;采用大管棚超前支護(hù)方法,使用機(jī)械設(shè)備將直徑為0.325m、厚度為12mm的鋼管夯入隧道頂中,起到足夠的支撐作用;既有線兩側(cè)和結(jié)構(gòu)底板可以采取注漿的方式加固,除了注漿加固外,還要設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿,設(shè)置位置一般為底層導(dǎo)洞中,這樣能夠增加土層的壓力,防止既有線區(qū)間出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上浮的現(xiàn)象;實時監(jiān)測施工過程,勤測量,還可以運(yùn)用遠(yuǎn)程無線自動化技術(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測,可以實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)測控制;上穿施工100m范圍內(nèi),對既有線區(qū)間的裂縫,要使用特殊材料修補(bǔ),在施工前修補(bǔ)一半,竣工后修補(bǔ)另一半。
2.3 施工方案和工藝。針對此項工程,我們采用CRD方法,由南向北開展施工。既有線隧道拱頂使用直徑為325mm的管幕;將隧道斷面分為六個小斷面開展施工,先在右邊的車洞進(jìn)行施工再施工左洞;既有線拱頂上部和隧道兩側(cè)需要使用注漿加固;按照梅花形設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿,控制錨桿拉力,防止土體壓力過大;每次只能施工一個導(dǎo)洞,導(dǎo)洞穿越隧道后才能開展下一導(dǎo)洞的施工;全天候監(jiān)控既有線的裂縫、水平位移、水平變形等。
綜上所述,在施工過程中可以采用注漿等方式,控制既有線結(jié)構(gòu)的上浮,項目施工完成后,周邊結(jié)構(gòu)一定會受到影響,因此要及時針對影響情況進(jìn)行評估,采取恰當(dāng)?shù)拇胧┖头桨浮?/p>
[1]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集[M].北京:人民交通出版社,2006.