周 學(xué)，尉婧明，李 賀

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100037）

1 工程概況

本工程新建熱力隧道起于成壽寺路與肖村路交叉口北側(cè)，沿成壽寺路敷設(shè)，終點(diǎn)位于成壽寺路與肖村路交叉口南側(cè)，隧道全長(zhǎng)120.8m。擬建熱力隧道采用淺埋暗挖法施工，復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)型式，其中拱頂直墻斷面內(nèi)凈空尺寸包括3.6m×2.5m（寬×高）和4.4m×4.4m（寬×高）兩種，平頂直墻斷面內(nèi)凈空尺寸為3.6m×1.4m（寬×高），隧道拱頂覆土厚度3.9～5.5m，縱坡0.2%/1.4%。

擬建熱力隧道垂直穿越地鐵亦莊線盾構(gòu)區(qū)間，豎向凈距約0.8m。擬建熱力隧道下穿管線主要有：雨水管線，豎向凈距約0.14m；上水管線，豎向凈距約1m。

擬建熱力隧道與風(fēng)險(xiǎn)源縱斷位置關(guān)系圖及擬建隧道標(biāo)準(zhǔn)段橫斷面圖如圖1～2 所示。

圖1 本工程熱力隧道與風(fēng)險(xiǎn)源縱斷位置關(guān)系

本工程新建熱力管線主要穿越地層為細(xì)砂、粉砂③1層、粉質(zhì)粘土②2層、黏質(zhì)粉土③層，現(xiàn)狀亦莊線盾構(gòu)段所在土層為黏質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層。擬建隧道基本位于地下潛水水位以上，部分地下水位位于隧道底板以上，局部有上層滯水，隧道開挖過程中應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)闹顾胧?/p>

2 本工程風(fēng)險(xiǎn)源

圖2 隧道標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

本工程主要風(fēng)險(xiǎn)源有：①新建隧道上穿地鐵盾構(gòu)區(qū)間，兩者豎向凈距約0.8m，需嚴(yán)格把控施工質(zhì)量，以確保既有地鐵結(jié)構(gòu)的安全；②新建隧道近距離下穿φ1000 雨水管線，兩者豎向凈距約0.14m，為了保證能夠穿越施工，此處斷面壓縮為平頂直墻斷面，進(jìn)一步加大了施工風(fēng)險(xiǎn)，既有雨水管線變形控制指標(biāo)為10mm（沉降）；③新建隧道開挖寬度為4.6m，隧道覆土厚度3.9～5.5m，屬于超淺埋隧道，且拱頂位于粉細(xì)砂層，本工程下穿現(xiàn)狀成壽寺路，根據(jù)道路養(yǎng)護(hù)部門相關(guān)要求，在隧道施工期間，在其影響范圍內(nèi)路面絕對(duì)沉降量最大控制值為15mm。

3 穿越風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)措施

3.1 穿越地鐵防護(hù)措施

3.1.1 選擇合理的結(jié)構(gòu)平面路由、縱段、橫斷面

通常隧道的平面路由應(yīng)將穿越點(diǎn)設(shè)置在埋深相對(duì)較淺、結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單處，同時(shí)為避免同一變形段兩端產(chǎn)生過大差異沉降，沉降點(diǎn)應(yīng)盡量靠近兩變形縫連線中點(diǎn)；隧道縱向路由主要由隧道功能要求、周邊既有管線、地下構(gòu)筑物和地鐵結(jié)構(gòu)共同影響，應(yīng)盡量從地鐵結(jié)構(gòu)上方穿越。本工程通過局部壓縮斷面，采取了上穿地鐵的方式，保證地鐵結(jié)構(gòu)的安全。

3.1.2 采用合理的施工方法

淺埋暗挖法中“短開挖”是指減小隧道施工對(duì)周圍土層的擾動(dòng)，每次開挖循環(huán)進(jìn)尺要短，同時(shí)縮短開挖和支護(hù)時(shí)間?！皬?qiáng)支護(hù)”是指要加強(qiáng)抵抗隧道周圍土體的變形能力，主要表現(xiàn)在支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度。在穿越地鐵段隧道采取加強(qiáng)支護(hù)措施尤為重要，如格柵密排、中隔壁用型鋼支撐等?！翱旆忾]”是指開挖過程中隧道斷面的及早封閉，同時(shí)采用背后注漿提高土體自穩(wěn)能力，減少周圍土體沉降。本工程采用CD 法開挖，加強(qiáng)支護(hù)及背后回填注漿，減少對(duì)地鐵的擾動(dòng)。

3.1.3 施工監(jiān)測(cè)

在穿越施工過程中，地鐵變形監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確與否直接影響運(yùn)營(yíng)安全。施工期間對(duì)影響范圍內(nèi)的地鐵結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋可靠的數(shù)據(jù)和信息，通過數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)工程穿越施工對(duì)既有線的影響，并使各部門及時(shí)應(yīng)對(duì)施工期間各種緊急情況，避免事故發(fā)生。在工程竣工后，對(duì)既有地鐵持續(xù)監(jiān)測(cè)，直至變形穩(wěn)定為止，并以此作為本工程施工對(duì)既有地鐵影響的評(píng)價(jià)依據(jù)。為達(dá)此目的對(duì)既有地鐵的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下：①隧道及軌道結(jié)構(gòu)的豎向變形；②隧道結(jié)構(gòu)及道床裂縫、道床與結(jié)構(gòu)脫離情況；③軌道結(jié)構(gòu)軌距、水平、高低、方向變化及線路偏差。

3.1.4 軌道防護(hù)措施

軌道防護(hù)設(shè)計(jì)主要為了提高既有線的承載力，減少新建工程施工過程中對(duì)既有線的正常運(yùn)營(yíng)的影響。本工程通過在施工前對(duì)軌道結(jié)構(gòu)采取加軌距拉桿和防脫護(hù)軌進(jìn)行預(yù)加固，提高線路抵抗變形能力，確保地鐵安全運(yùn)營(yíng)。

3.2 下穿φ1000 雨水管線風(fēng)險(xiǎn)源防護(hù)措施

本工程下穿雨水段，綜合考慮的熱力工藝專業(yè)要求、運(yùn)營(yíng)使用要求及施工要求，隧道斷面優(yōu)化為平頂直墻斷面，同時(shí)為了保證下穿雨水施工過程中既有雨水管線結(jié)構(gòu)安全及施工安全，通過數(shù)值模擬輔助分析確定如下施工關(guān)鍵措施：

（1）開挖前對(duì)熱力隧道側(cè)墻及拱頂進(jìn)行注漿預(yù)加固，可采取對(duì)向注漿方式，注漿漿液為改性水玻璃，注漿后土體無側(cè)向抗壓強(qiáng)度不小于0.5MPa。

（2）穿越雨水段施工前從拱頂一側(cè)打設(shè)管棚進(jìn)行預(yù)支護(hù)，管棚長(zhǎng)L=5.7m，直徑89mm，t=4.5mm，間距300mm，管棚內(nèi)灌注水泥砂漿，打設(shè)前應(yīng)探明雨水管線位置，避免與雨水管線造成沖突，引發(fā)地面沉降。

（3）在距離雨水管線較近處初支臨時(shí)封端，探明既有管線情況，若不具備打設(shè)管棚條件，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整既有管線臨時(shí)支頂措施。

（4）下穿雨水管線熱力隧道采用CD 法施工，密排格柵，中隔壁采用工25b，鋼支撐埋入二襯中，待二襯混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將鋼支撐切除，切除位置做好防水措施。

（5）施工期間須對(duì)穿越影響范圍內(nèi)的道路結(jié)構(gòu)、現(xiàn)狀管線及地下構(gòu)筑物進(jìn)行第三方監(jiān)測(cè)，及時(shí)向道路管理單位、建設(shè)單位反饋信息、指導(dǎo)施工及現(xiàn)場(chǎng)管理，各方建立暢通的信息渠道。

3.3 超淺埋覆土（拱頂粉細(xì)砂層）穿越成壽寺路風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)措施

本工程熱力隧道拱頂位于粉細(xì)砂層，采用深孔注漿加固時(shí)，注漿漿液的選擇決定了注漿效果的好壞，研究表明[3]，對(duì)于粉細(xì)砂地層，改性水玻璃注漿效果最為明顯，本工程新建隧道采用CD 法施工，施工前對(duì)隧道拱頂采用深孔注漿加固+超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固措施，注漿漿液采用改性水玻璃，注漿后周圈土體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.5MPa，施工前應(yīng)進(jìn)行注漿試驗(yàn)，優(yōu)化注漿工藝，明確注漿壓力、擴(kuò)散半徑等參數(shù)，注漿施工時(shí)應(yīng)注意控制注漿壓力，避免造成路面隆起。

4 工程實(shí)施效果

本工程目前隧道施工已經(jīng)完成，通過采取以上多種變形控制措施，從施工開始至上部隧道二襯完成澆筑，各風(fēng)險(xiǎn)源變形均滿足安全使用要求，其中既有地鐵結(jié)構(gòu)累積最大上浮變形為0.5mm，在此期間既有地鐵按正常行駛速度運(yùn)營(yíng)，工程得以順利完成。

5 結(jié)論

本工程熱力隧道建設(shè)涉及眾多風(fēng)險(xiǎn)源，且各風(fēng)險(xiǎn)源有相互影響疊加的效果，對(duì)于各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源的防護(hù)措施尤為重要，工程施工期間，北京運(yùn)營(yíng)地鐵不采取限速措施運(yùn)行，保證了地鐵的安全運(yùn)輸任務(wù)，萬壽路正常通車，既有雨水管線也得到了有效保護(hù)。本文將工程成功的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為以下幾個(gè)要點(diǎn)，供以后類似工程參考借鑒：

（1）新建熱力隧道在滿足使用要求的前提下盡量選擇上穿地鐵方式，即使距離較近，相比下穿施工，也更容易控制既有地鐵結(jié)構(gòu)變形。

（2）新建熱力隧道與既有地鐵結(jié)構(gòu)平面關(guān)系盡量采用垂直穿越，降低空間效應(yīng)的復(fù)雜性。

（3）新建熱力隧道近距離下穿大直徑雨水管線施工時(shí)，創(chuàng)新性采用局部壓低斷面，采用預(yù)打設(shè)管棚支護(hù)、注漿預(yù)加固、減少初支二襯受力轉(zhuǎn)換等措施，可以有效控制既有管線結(jié)構(gòu)安全及使用安全。

（4）對(duì)于超淺埋隧道穿越既有道路，且拱頂位于粉細(xì)砂層時(shí)，采用CD 法施工輔以改性水玻璃超前深孔注漿加固措施，可以有效控制拱頂坍塌及地面沉降，嚴(yán)格按照要求施工前提下可滿足既有道路的運(yùn)營(yíng)要求。