摘要：本文主要以某地鐵站的暗挖車站下穿隧道為例，對(duì)暗挖地鐵車站下穿既有地鐵隧道施工控制方法進(jìn)行分析和探討。在正式開始施工之前，對(duì)現(xiàn)有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)采取加固措施，根據(jù)科學(xué)的評(píng)估方法了解隧道結(jié)構(gòu)的沉降指數(shù)，并制定針對(duì)性的沉降控制措施。經(jīng)過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果證明，目前已經(jīng)建設(shè)的隧道結(jié)構(gòu)在變形，縫局部位置的沉降值相對(duì)較高，是本次施工過程中需要重點(diǎn)加固的位置。而采用超前管幕技術(shù)能夠起到穩(wěn)固結(jié)、防止塌陷的作用，但考慮到施工過程中也會(huì)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)帶來外力影響，導(dǎo)致現(xiàn)有隧道的沉降又增加了9.52mm，因此應(yīng)慎重選擇。為了能夠在最終施工完成后將地鐵隧道結(jié)構(gòu)的整體沉降值控制在16.75mm以內(nèi)，必須采取科學(xué)的施工方式對(duì)隧道和道床框架進(jìn)行穩(wěn)固，保障地鐵線路運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和安全性。

關(guān)鍵詞：地鐵；暗挖工程；隧道

目前，為緩解城市地面交通壓力，許多城市地鐵軌道交通建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，而在覆蓋范圍持續(xù)增加的背景下，帶來不同地鐵線路空間錯(cuò)綜復(fù)雜的問題，還會(huì)出現(xiàn)大量的空間交叉節(jié)點(diǎn)車站?？紤]到需要滿足乘客換乘的需求，新建的地鐵工程項(xiàng)目建設(shè)過程中需要地鐵隧道。穿越的建設(shè)方式主要包括上穿、下穿以及側(cè)穿這三種類型，其中在下穿地鐵工程中，以暗挖地鐵站下穿隧道施工技術(shù)難度最高，施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)較大。一直以來，業(yè)界對(duì)于暗挖地鐵車站穿越地下建筑物或管線工程的質(zhì)量控制技術(shù)加大了研究力度，但是對(duì)于近地鐵車站的短距離下穿隧道工程研究的真實(shí)案例相對(duì)較少。

一、對(duì)既有地鐵隧道工程的加固施工技術(shù)控制

在新建地鐵車站施工正式開始前，需要對(duì)既有的地鐵隧道空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，避免在后續(xù)施工過程中由于外加應(yīng)力引發(fā)車站隧道坍塌或不均勻沉降的問題。其中，加固施工技術(shù)的控制工作主要包含以下三個(gè)方面：第一，防止局部變形縫結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降。為避免該問題在施工過程中應(yīng)用了扣軌梁對(duì)隧道工程的底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。加固工程的規(guī)格長度大約為35m，加固工程的兩端長度大于第一處變形縫和第二處變形縫，分別超過兩處變形縫10m。扣軌梁構(gòu)件采用的是50kg/m的重量相互構(gòu)成，軌道與中心地下水溝之間分別應(yīng)用兩根扣軌梁，軌道外側(cè)額外采用三根扣軌梁進(jìn)行加固?？圮壛涸诮ㄔO(shè)過程中，每間隔0.6m為確保加固程度，就會(huì)增加一道U型卡，U型卡的材質(zhì)是厚度為6mm、寬度為50mm的扁鋼材質(zhì)，U型卡與施工結(jié)構(gòu)的底端之間用地腳螺栓銜接緊密，地腳螺栓會(huì)穿越整個(gè)道床結(jié)構(gòu)，且深入底板內(nèi)部30cm，在地腳螺栓與U型卡的銜接過程中采用螺帽固定。第二，避免鋼軌出現(xiàn)位移。需要采用護(hù)軌手段或拉桿方式對(duì)鋼軌進(jìn)行額外的加固施工。第三，避免軌枕塊之間的鋼軌出現(xiàn)不均勻沉降。為了加固軌枕塊之間的鋼軌，需要在縫隙處采用木板填充，使鋼軌所承受的上端荷載力均勻傳遞到整個(gè)軌床上。

二、對(duì)于既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的變形施工控制

在新建的地鐵車站施工工程中，由于持續(xù)性的深挖將會(huì)帶來外界應(yīng)力，對(duì)既有的工程造成一定的干擾。開發(fā)過程中產(chǎn)生的擾動(dòng)力、地層挖掘過程中的穩(wěn)固損失以及不均勻沉降等因素，都可能導(dǎo)致地鐵隧道既有工程的地層產(chǎn)生位移以及進(jìn)一步的變形。而隧道結(jié)構(gòu)本身就存在于施工地層中，一旦地層發(fā)生位移和變動(dòng)，隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也會(huì)隨之變化，最終這種變化應(yīng)力會(huì)傳遞到隧道內(nèi)部的軌道，使軌道發(fā)生變形。因此，針對(duì)既有的地鐵隧道工程以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性采取變形控制措施，也是避免后續(xù)新地鐵隧道工程發(fā)生不均勻沉降或位移的關(guān)鍵切入點(diǎn)。在變形控制過程中，局部變形縫空間的絕對(duì)沉降以及變形縫兩端的差異性沉降，也是針對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)框架穩(wěn)定性控制的核心。

在施工控制過程中，需要根據(jù)地鐵隧道工程的穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)制定合理的變形結(jié)構(gòu)控制參數(shù)，在施工正式開始前，需要對(duì)既有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)以及空間框架的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估的要素主要包含直觀裂縫的調(diào)查、混凝土結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度檢測(cè)、混凝土結(jié)構(gòu)的碳化深度檢測(cè)、鋼筋保護(hù)層的具體厚度、混凝土結(jié)構(gòu)材料中氯離子的含量指標(biāo)、材料內(nèi)部的含堿量、內(nèi)部包含鋼筋的腐蝕狀態(tài)。在某地鐵站檢測(cè)評(píng)估結(jié)果中顯示，現(xiàn)有的地鐵結(jié)構(gòu)基本完好無損。通過借鑒國內(nèi)外工程案例的變形控制參數(shù)經(jīng)驗(yàn)，本次工程中也制定了既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)以及地鐵軌道穩(wěn)定性的變形控制標(biāo)準(zhǔn)（如表1、表2所示）。

考慮到地鐵站屬于大斷面的隧道施工，該工程項(xiàng)目規(guī)模較為龐大，在建設(shè)過程中涉及的內(nèi)容較多，是一項(xiàng)系統(tǒng)性的專業(yè)工程。其中，每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都可能對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)以及軌道產(chǎn)生不同程度的外力影響，而目前既有地鐵結(jié)構(gòu)以及隧道工程的最終沉降水平，也不是由其中某一個(gè)工序決定的，而是多個(gè)工序和環(huán)節(jié)共同累積疊加所造成的。

因此，在每一個(gè)施工階段都應(yīng)設(shè)置沉降水平的標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)。根據(jù)表1可知，現(xiàn)有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的每日沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為40mm，為了確保建設(shè)過程中的安全性和穩(wěn)定性，施工過程中將36mm作為沉降支護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)受到外力影響的變形規(guī)律和特征，也需要按照不同的結(jié)構(gòu)空間位置并參考沉降控制參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的沉降控制施工步驟合理規(guī)劃。在地鐵隧道結(jié)構(gòu)施工過程中，將中洞管幕僚施工工序的沉降量控制在4mm，中洞導(dǎo)洞支護(hù)工程的成交量控制在16mm，側(cè)洞襯砌施工工序的沉降量控制在3mm，側(cè)洞開挖支護(hù)階段的成交量控制在5mm。其中，中洞開挖施工環(huán)節(jié)對(duì)于既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的沉降影響占比44.4%，是本次沉降量控制的重點(diǎn)。

三、暗挖工程中下穿既有地鐵隧道結(jié)構(gòu)的施工控制措施

在下穿施工過程中，必然會(huì)由于外力因素引發(fā)既有地鐵隧道的下沉或結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，而以往的控制技術(shù)無法在行車密度相對(duì)較高的空間區(qū)位段中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，也不能實(shí)現(xiàn)控制過程中對(duì)于變形或位移數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)化采集以及反饋功能。因此，下穿施工控制系統(tǒng)主要選擇采用靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地鐵隧道工程的高精度監(jiān)測(cè)以及動(dòng)態(tài)化數(shù)據(jù)反饋功能，遠(yuǎn)程控制的條件下，可以對(duì)既有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)以及軌道的變形狀態(tài)進(jìn)行跟蹤性的測(cè)量?？紤]到工程新建的地鐵隧道車站會(huì)引起不同區(qū)域的沉降差異性變化狀況，因此在監(jiān)測(cè)過程中，根據(jù)現(xiàn)有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)特征以及軌道應(yīng)力特征，在工程中分別設(shè)置隧道結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)、軌道結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)、兩條軌道之間的水平間距監(jiān)測(cè)點(diǎn)、高度差以及膨脹差監(jiān)測(cè)點(diǎn)，希望能夠通過多個(gè)維度動(dòng)態(tài)反映地鐵結(jié)構(gòu)的變形狀態(tài)。

（一）對(duì)于既有地鐵隧道支護(hù)施工以及限制性處理措施

為了確保既有地鐵線路在運(yùn)行過程中的安全性以及后續(xù)施工過程中的框架穩(wěn)定性，考慮到新建地鐵車站中，中洞的施工環(huán)節(jié)已經(jīng)開始，并形成封閉性的結(jié)構(gòu)空間，預(yù)先施工完成的中洞管棚結(jié)構(gòu)以及中洞結(jié)構(gòu)剛度相對(duì)較強(qiáng)，通過評(píng)估測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)已經(jīng)具備高壓注漿的施工條件。因此，決定在新建的地鐵車站空間結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)空間土體內(nèi)部采取抬升注漿的方式，希望通過抬升注漿施工技術(shù)，快速恢復(fù)原本地鐵隧道結(jié)構(gòu)由于新地鐵隧道施工所損失的高程。

抬升注漿施工需要從上導(dǎo)洞的天梁兩側(cè)分別進(jìn)行，注漿施工總共分為五個(gè)空間區(qū)域：其中，第一區(qū)域和第五區(qū)域分別位于原本地鐵隧道施工結(jié)構(gòu)的外側(cè)，第三施工區(qū)域位于地鐵兩個(gè)隧道之間，第二區(qū)域和第四區(qū)域在原本的地鐵隧道正下方空間。通過管道進(jìn)行注漿施工，注漿施工的管道間距為0.5m，第二區(qū)域和第四區(qū)域之間的注漿管道規(guī)格長度為2.5m，其他區(qū)域的注漿管道長度為3m。在注漿過程中，注漿原材料需要采用流動(dòng)性能相對(duì)較強(qiáng)、早年能力相對(duì)較強(qiáng)的HSC漿液，施工原材料中的水灰比例需要控制在0.9，確保凝固的時(shí)間控制在20min左右?？紤]到白天列車需要正常運(yùn)行，施工的時(shí)間主要集中在夜間，因此要滿足列車在夜間停運(yùn)期間進(jìn)行注漿，列車白天運(yùn)行時(shí)確保注漿漿液已經(jīng)達(dá)到規(guī)范要求的強(qiáng)度參數(shù)。施工過程中，需要通過采用六臺(tái)輔助壓力控制泵，確保注漿泵在輸入過程中的壓力控制范圍，采取抬升注漿的方法，最終將壓力控制在0.8mpa左右。在施工過程中，需要控制注漿注入的速度，盡可能分不同階段進(jìn)行低速注漿，高度每抬升5mm為一個(gè)施工小節(jié)，以5mm為標(biāo)準(zhǔn)高度控制施工循環(huán)。

在施工過程中，為了防止?jié){液出現(xiàn)滲漏題，需要先通過排管注漿在側(cè)面以及中間洞口交界處的規(guī)格以及形態(tài)，形成兩道止?jié){帷幕，要防止?jié){液持續(xù)性的滲漏。與此同時(shí)，新建地鐵車站工程中，洞地范圍也需要進(jìn)行一定的空間規(guī)劃和控制工作，范圍內(nèi)的土地結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)條件與側(cè)邊結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)部的土體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間相互分割，從根源上減小側(cè)邊施工過程中對(duì)于中間施工范圍所帶來的外界干擾。

針對(duì)一區(qū)、三區(qū)和五區(qū)采取注漿液的施工手段，達(dá)到穩(wěn)固土體結(jié)構(gòu)的最終效果，在施工的下一階段將現(xiàn)有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行抬升，抬升期間止?jié){墻需要發(fā)揮防止?jié)B漏的作用價(jià)值。最后，對(duì)現(xiàn)有的地鐵隧道工程正下方的二區(qū)和四區(qū)采取注漿施工工程，確保該區(qū)域空間內(nèi)部的土層結(jié)構(gòu)能夠更好的加固，對(duì)現(xiàn)有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行抬升。如果在注漿施工過程中出現(xiàn)滲漏，應(yīng)及時(shí)采取針對(duì)性的措施進(jìn)行防堵，避免滲漏引發(fā)漿液互串，更要避免漿液滲漏所引發(fā)的不均勻沉降問題。在施工過程中，需要持續(xù)對(duì)施工空間的結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)性的監(jiān)測(cè)，確保最終施工的安全性和穩(wěn)定性。

施工過程中采用的抬升注漿施工技術(shù)，需要持續(xù)將近一個(gè)月的時(shí)間，對(duì)現(xiàn)有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)抬升的最大高度為16mm，在左邊以及右邊的隧道結(jié)構(gòu)工程中抬升施工的速度極為平穩(wěn)，施工的效率和周期也都控制在一定的范圍內(nèi)。在注漿施工過程中，隧道的主體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出緩慢位移的特征，在抬升過程中，始終保持整體均勻的抬升狀態(tài)，并不會(huì)由于局部空間集中過大的應(yīng)力而導(dǎo)致整個(gè)臺(tái)上結(jié)構(gòu)遭到破壞，整體抬升過程中的穩(wěn)定性相對(duì)較強(qiáng)，尤其是對(duì)于變形縫局部沉降差異的改善效果極為明顯。通過抬升注漿施工技術(shù)，不僅能夠使現(xiàn)有的地鐵線路由于不均勻沉降所帶來的損失得到一定的改善，也能確保在后續(xù)的施工過程中將沉降量控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，為后續(xù)施工過程控制沉降參數(shù)提供借鑒和經(jīng)驗(yàn)。在側(cè)洞開挖和施工過程中，需要根據(jù)最終的沉降參數(shù)狀況，及時(shí)通過注漿施工的方式將既有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)抬升，最終確保在現(xiàn)有的沉降基礎(chǔ)上，將抬升量控制在16.75mm以內(nèi)，確保施工運(yùn)營的安全性和穩(wěn)定性。

（二）對(duì)道床以及隧道結(jié)構(gòu)開拓區(qū)域的處理措施

為了確保道床在施工過程中也能夠在白天保持正常和安全的運(yùn)營條件，在側(cè)洞施工工程開始之前，需要對(duì)道床和軌道結(jié)構(gòu)開拓的部位進(jìn)行加固處理，確保二者之間的銜接性。在加固過程中，采用灌漿施工的方式，灌漿采取的是高位漏斗的灌注方法，保障灌漿的原材料能夠在規(guī)定的壓力值下快速進(jìn)入脫離處的縫隙內(nèi)，并不會(huì)由于壓力超過標(biāo)準(zhǔn)值引發(fā)倒床結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題。本次施工過程中采用的漿液需要經(jīng)過前期的加工處理，應(yīng)用cgm-4型高強(qiáng)度無收縮的灌漿材料，該原材料在應(yīng)用過程中具有極強(qiáng)的流動(dòng)性和擴(kuò)散性，能夠滿足兩小時(shí)后列車的正常通行。

四、結(jié)語

暗挖地鐵車站下穿工程中，對(duì)于既有的地鐵隧道工程以及軌道會(huì)產(chǎn)生一定的應(yīng)力影響，從而引發(fā)不均勻沉降的問題。為避免此類問題，應(yīng)當(dāng)通過采取動(dòng)態(tài)性的監(jiān)測(cè)方式隨時(shí)查看道床和隧道空間的沉降值，通過抬升灌注等多種施工技術(shù)手段，起到良好的加固以及均勻抬升效果，確保地鐵隧道工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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