劉敏，樊娜

(北京城建勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司杭州分公司，浙江 杭州 310000)

1 引 言

杭州地鐵2號線金家渡站位于古墩路與金昌路交叉口沿古墩路南北向布設(shè)，已于2017年底開始運營。地鐵4號線金家渡站的下穿工程，會對已運營的2號線車站產(chǎn)生影響，相互關(guān)系見圖1。地鐵4號線金家渡站區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)由金家渡站1#井始發(fā)，于2#井接收完成后，盾體在井下平移掉頭至3#工作井，盾構(gòu)于4號井接收后，盾體由4#井吊出，車架由1#井吊出，完成盾構(gòu)掘進工作。地鐵4號線二期金家渡站盾構(gòu)區(qū)間頂距2號線地鐵站底板僅1.1m，屬于高風(fēng)險施工項目。本項目對既有線產(chǎn)生影響的施工主要有三個階段：MJS加固施工[8，9]、凍結(jié)施工、金家渡站盾構(gòu)施工[10，11]。其中MJS加固施工和水平凍結(jié)施工易造成既有2號線金家渡站結(jié)構(gòu)隆起，盾構(gòu)施工易造成既有2號線金家渡站結(jié)構(gòu)下沉，項目施工程序較為復(fù)雜。針對不同階段的施工，制定了專門的既有線保護自動化監(jiān)測方案[12～14]，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)真實反映既有線變形情況，指導(dǎo)施工參數(shù)調(diào)整，保證既有線安全運營。

圖1 既有2號線與在建4號線位置關(guān)系示意圖

2 既有線變形監(jiān)測方案

2.1 測點布設(shè)

MJS加固施工期間、凍結(jié)施工期間及金家渡站穿越施工期間對正影響區(qū)域范圍內(nèi)的既有車站按 5 m間距布置斷面；對外延區(qū)域既有車站按 10 m間距布置斷面，對外延區(qū)域既有隧道按 12 m間距布置斷面，上下行各布設(shè)32個斷面，具體布點情況如表1和圖2所示。

既有線測點布置情況表 表1

圖2 既有線測點布置情況圖

2.2 監(jiān)測方法與監(jiān)測頻率

本項目采用測量機器人自動化監(jiān)測輔以人工復(fù)核的方式進行監(jiān)測，MJS加固期間按 1次/30 min的頻率進行監(jiān)測，盾構(gòu)穿越期間對關(guān)鍵影響區(qū)域按 1次/20 min的頻率進行監(jiān)測。由于盾構(gòu)下穿時監(jiān)測頻率高，周期短，一臺儀器無法完成監(jiān)測任務(wù)，因此以2號線車站中心線向兩側(cè)各外延 10 m的區(qū)域作為2號線關(guān)鍵影響區(qū)域，在同一斷面上設(shè)置2臺儀器，一臺儀器以 1次/3 h的頻率監(jiān)測所有點，另一臺儀器則以 1次/20 min的頻率對關(guān)鍵影響區(qū)域的點進行監(jiān)測，如表2所示。

監(jiān)測頻率 表2

3 監(jiān)測結(jié)果分析

3.1 MJS加固施工監(jiān)測

MJS加固施工會對既有線車站產(chǎn)生側(cè)向壓力。在MJS注漿期間，采用 1次/30 min頻率出具報告。經(jīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，MJS加固施工對既有線路的影響較小，上下行道床沉降最大累計變化量為 ±2 mm左右，具體數(shù)據(jù)如圖3、圖4所示。

圖3 MJS加固過程中2號線上行線道床沉降變化曲線

圖4 MJS加固過程中2號線下行線道床沉降變化曲線

3.2 在建地鐵4號線金家渡站穿越施工

在建地鐵4號線穿越施工對于既有2號線車站影響主要有兩種工種。一是冷凍施工影響，貫穿于整個穿越施工的全過程。二是穿越施工影響，即當(dāng)冷凍到一定條件時候開始下穿，其施工特點表現(xiàn)為周期短、風(fēng)險高，故而監(jiān)測頻率應(yīng)調(diào)整為實時出具，即以 1次/20 min的頻率出具監(jiān)測報告?，F(xiàn)對在建地鐵4號線左右線下穿2號線的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行具體分析。

(1)地鐵4號線右線下穿2號線既有車站

盾構(gòu)穿越區(qū)域(2號線上行線監(jiān)測斷面2SCJ9～2SCJ23，下行線監(jiān)測斷面2XCJ9～2XCJ23)在盾構(gòu)機進入和穿出下穿區(qū)期間監(jiān)測數(shù)據(jù)相對變化較大。盾構(gòu)機剛進入下穿區(qū)時，2號線上行線數(shù)據(jù)變化較平穩(wěn)；由于2#接收井和3#始發(fā)井處于積極凍結(jié)狀態(tài)時，引起2號線下行線出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，最大隆起量達到 4 mm左右，經(jīng)過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析后及時調(diào)整了冷凍參數(shù)，車站道床隆起情況依然在持續(xù)，盾構(gòu)機出了上行線下穿區(qū)后，雖然及時調(diào)整施工參數(shù)，車站道床變形依舊逐步抬升。分析原因為此時2#接收井和3#始發(fā)井處于積極凍結(jié)狀態(tài)，導(dǎo)致既有線出現(xiàn)了明顯的隆起情況。2號線變形數(shù)據(jù)情況如圖5、圖6所示。

圖5 地鐵4號線右線盾構(gòu)下穿過程中2號線上行線道床沉降變化曲線

圖6 地鐵4號線右線盾構(gòu)下穿過程中2號線下行線道床沉降變化曲線

(2)地鐵4號線左線下穿2號線既有車站

由于4號線右線盾構(gòu)施工的影響加之3#始發(fā)井和4#接收井都在積極凍結(jié)導(dǎo)致右線穿越完成2號線上下行線道床沉降依舊處于隆起狀態(tài)，2號線上行線道床隆起最大累計量約有 11 mm，下行線道床隆起最大累計量約為 13 mm。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，盾構(gòu)推進單位及時調(diào)整了冷凍參數(shù)擴大上部泄壓孔，控制刀盤壓力和同步注漿壓力，車站道床隆起情況得到控制，變形曲線開始向下發(fā)展，隨著右線穿越施工完成且凍結(jié)施工結(jié)束變形曲線回歸至 2 mm左右，且部分監(jiān)測斷面歸置 0 mm以下，通過二次注漿調(diào)整變形，確保既有線安全運營。

在穿越施工期間既有2號線上下行變形情況基本一致，通過左右線盾構(gòu)施工經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，冷凍施工過程中凍結(jié)達到一定程度時道床有較大程度的隆起，調(diào)整掘進參數(shù)及凍結(jié)指數(shù)后，既有線監(jiān)測數(shù)據(jù)緩慢回落。2號線變形數(shù)據(jù)情況如圖7、圖8所示。

圖7 地鐵4號線左線盾構(gòu)下穿過程中2號線上行線道床沉降變化曲線

圖8 地鐵4號線左線盾構(gòu)下穿過程中2號線下行線道床沉降變化曲線

4 結(jié) 論

本文以杭州地鐵4號線下穿地鐵2號線為例，通過監(jiān)測手段及時反映了既有線變形情況，指導(dǎo)施工單位進行參數(shù)調(diào)整，保證既有線的安全運營。得出結(jié)論如下：

(1)本項目MJS加固施工階段，總體變形量約為 ±2 mm，變形量較小。但應(yīng)注意MJS加固施工本質(zhì)上雖然是對既有線進行保護加固，但在施工過程中應(yīng)時刻關(guān)注數(shù)據(jù)變化情況，否則會因注漿壓力過大對既有線造成側(cè)向壓力和擾動。

(2)4號線盾構(gòu)下穿2號線時，盾構(gòu)機姿態(tài)為上坡，受刀盤壓力、同步注漿壓力及凍結(jié)施工的影響，4號線左線下穿時既有2號線變形隆起最大約 15 mm，超過項目報警值。整個下穿期間道床沉降并未表現(xiàn)出下沉趨勢，說明盾構(gòu)下穿施工對既有線的影響相對凍結(jié)施工較小，冷凍施工對既有線的影響較大。后期通過控制刀盤壓力、注漿壓力、擴大泄壓孔[15]以及調(diào)整凍結(jié)壓力等措施，監(jiān)測數(shù)據(jù)才得以平緩，恢復(fù)至正常值。

(3)4號線左線盾構(gòu)施工期間，2號線道床隆起最大約 15 mm。4號線右線盾構(gòu)施工期間，2號線道床隆起最大約 4 mm。通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，由于4號線右線先進行穿越施工，等4號線左線穿越施工時，由于冷凍時間過長、冷凍溫度過低導(dǎo)致既有線道床隆起變形較大。

(4)穿越工程中通過對地鐵既有線變形監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析，真實反饋地鐵變形情況，指導(dǎo)外部施工，保證既有線安全運營。