暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道施工控制探析

梁世龙

摘要：随着城市地铁建设规模的不断扩大，新建地铁车站下穿既有线的情况也越来越多，新建隧道的下穿施工如何保证既有线结构的安全，不影响既有线的正常运营，越来越受到研究人员的重视。

关键词：暗挖地铁车站；下穿既有地铁隧道；施工控制

在当前的施工过程中，一般都是在既有地铁隧道的基础上进行施工的，所以难免会存在一定的问题，其中不均匀沉降是最为集中的现象，对于地铁结构会造成严重的变形现象，对此就需要加强施工过程中的有效控制，掌握合适的施工方式才能保证地铁运行的质量，下面笔者就将针对现实情况中的既有地铁隧道施工的问题展开进一步论述。

１既有地铁线施工中存在的问题

在现有的地铁隧道施工过程中，主要存在的问题是周围的土体强度会因为工程的进行而发生一定的变化，造成抗剪强度值以及隧道的卸载量出现上下波动，不同地铁隧道施工过程中产生的效果也不同，只有根据施工具体情况采取必要的措施，才能有效预防地铁施工过程中产生的问题，对卸载量进行降低，并且采用阶段性的锚固，同时要对地下水位以及地下水量进行控制，上述两点原因都是造成地铁出现卸载变形的主要原因。当前的地铁施工过程中主要应用的一种施工技术是暗挖车站的方式，在这一过程中应用柱法施工，整个断面在开挖的过程中主要由3个洞组成，一个是侧洞，一个是柱洞，还有一个是中洞。在施工时主要的顺序是自上而下，将每一个柱洞进行严格的支护以后，才能进行二次衬砌，这样就能够形成一个相对完善的梁柱支撑体系，保证了稳定性效果。最后一道工序是在完成洞的处理以后，采用预应力锚杆以及二次衬砌的方式将其加以进一步的卸载，由此便形成了相对完整的循环，不断在开挖、加固以及补偿的过程中施工，此外在施工时，应该采用相应的监测设备对施工的全过程进行控制，保证地铁线路更加安全的运行。

2.下穿既有线施工方案主要技术措施

随着施工的建设，在下穿既有地铁线的过程中，还需要掌握一定的施工技术，注意施工技术应该满足关键点的要求，基本上可以分为三点。首先是在地层加固的过程中，主要采用了自进式的锚杆，共设置两排，每排之间以及相互之间的距离需要得到一定的控制，在完成施工以后，应该加强焊接与锁定，在此基础上将钢筋绑扎在一起，才能浇筑混凝土，这样就能够构成一个相对完整的结构体系，保证在开挖过程中起到阻隔与抵抗的能力，更好地适应地层应力在上移过程中造成的损失。其次是在开挖的过程中，应该对地层系统进行注浆，在车站下穿的过程中主要对既有线段采用了CRD的施工方法，这种施工一共在隧道的左右两侧进行了12道作业步骤，并且从现场的实际情况出发，在注浆的过程中，需要采用同步跟踪的方式进行注浆，这样才能起到有效的补偿作用。在开挖时应该注意的问题是要保证及时有效，并且进行多次的注浆，以降低在地层开挖过程中出现的损失，同时还能够让土体变得更加密实，有效地降低了地层出现变形的可能性。最后是在既有线结构的基础上出现变形时进行的补偿注浆。在施工建设时，经常会出现既有线结构的变形，采用补偿注浆的方式能够具有更好的施工效果。采用这一方式时应该重点注意的问题是相关工作人员应该要密切进行巡视，保证在低压力的环境下注浆，同时，注浆的速度不应该过快，应该对既有线变形缝之间存在的差异加以进一步的控制，在多次多点的进行中完成注浆工作，这样才能实现变形结构不超过1m的目的，既有线也能够在这样的环境下得以更加安全与顺利的实现。

3既有地铁结构变形监测及控制

在传统监测的过程中，无法对高密度的行车区间进行有效的监测，同时在数据采集以及反馈的过程中也是比较困难的，在这种情况下，就需要采用更加高水平的技术手段对既有地铁结构进行监测与有效的控制。需要对地铁隧道的结构加以进一步的考虑，满足轨道的特点，让两轨水平之间的间距更加完善，同时控制两轨之间的高差等，这些都是在实际监测过程中应该重视的问题，这样才能真正地实现自动化的监控，促进精度水平的进一步提升，从当前的实际情况来看，这一目标正在实现的过程中。

4既有地铁隧道结构沉降控制

如果在既有地铁隧道的下方进行施工，经常会出现这样的问题，就是地铁上方的隧道产生不均匀的沉降现象，在这种情况下，要想对不均匀沉降的现象加以有效的控制，就要将整个上导洞的两侧分为五个不同的区域进行施工。之所以要进行注浆，主要作用是为了对主体结构进行有效的加固，这样能够在下一个阶段施工的过程中起到止浆墙的作用。如果在注浆时出现了漏浆的现象，应该在第一时间将其封堵起来，这样才能有效地控制事态变得严重，并且对不均匀沉降的现象做到预防的作用。防止结构出现变形，应该采用实时监测的方式。为保证道床的正常工作和运营安全，在侧洞施工之前，我们还需要对道床与隧道结构的脱开部位进行灌浆加固。灌浆一般采用的方法是高位漏斗法，我们运用这种方法不但能够确保浆液能够在一定的压力下顺利进入缝隙，同时还不会因为压力太大而出现道床隆起的现象。灌浆加固选用高强度且不会收缩的CGM-4型灌浆料，这种浆液能够保证在灌浆3h后浆体强度达到16MPa。灌浆工序结束后，应进行现场取芯试验，确保浆液填充饱满，道床不会发生错位和变形。

５施工安全应急措施

5.1暗挖施工防坍塌应急措施

在地铁车站下穿既有线段工程施工时，制定并严格落实各项防塌措施，同时施工掌子面储备好各种抢险物资。在发生施工掌子面突发性塌方时立即启动抢险预案，采取下列措施：①立即使用抢险物资对塌方处进行封闭回填和加固处理，同时把有关信息上报相关各个单位和部门，各单位联合采取必要的抢险措施，加强对既有结构的检查和量测工作；②组织专家讨论分析造成掌子面突发性塌方的原因和相应的控制措施；③根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织，进行施工交底，严格落实各项措施，进行开挖施工。

5.2既有线结构沉降速率超限影响应急措施

在地铁车站下穿既有线段工程施工时，首先建立严密的结构受力、变形、沉降的监控量测体系，对施工过程进行全面的监控量测，随时反馈信息，指导施工生产。在发生既有结构沉降速率超限时，立即启动抢险预案，采取下列措施：①立即停止开挖施工，封闭所有施工掌子面，加强结构监控量测工作；②上报甲方及地铁公司运营单位，根据具体沉降情况确定是否采取限速、停运及疏导客流等措施；③组织专家讨论分析造成既有结构沉降速率超限的原因和相应的控制措施；④根据确定的控制措施重新制定或调整施工工艺和施工组织，进行施工交底，严格落实各项措施，进行开挖施工；⑤若既有结构沉降速率超限未得到有效控制，再次重复上述过程直到完全解决既有结构沉降速率超限问题。

5.3隧道穿越既有线核心问题

隧道穿越既有线的核心问题是如何控制既有线结构的变形量和变形速率（防止灾难事故发生），因此从研究思路上可以采取以下三种方法：①结构托换，即通过托换手段对既有结构进行预支护，如美国波士顿中央交通主动脉公路隧道工程穿越既有地铁线时使用了此方法。②减小开挖断面，即在满足工程要求的条件下尽量减小隧道断面，或将大断面隧道分解成小断面，如4号线宣武门站拟采用的方法。③隧道分部开挖，即将大断面隧道分多次开挖完成，从而减小对既有结构的扰动和变形，如5号线崇文门车站、东单车站以及穿越雍和宫车站所采用的方法。

6结论

综上所述，暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道工程施工控制要落实到每一个施工环节，从施工的每一个步骤出发，明确控制的方法和要点，提高施工控制效果。

参考文献

[1]陈星欣，白冰.隧道下穿既有结构物引起的地表沉降控制标准研究[J].工程地质学报，2011（01）：56~57.

[2]郭亚宇，苏兆仁.大连地铁2号线下穿铁路的设计与施工[J].现代城市轨道交通，2010（04）：70~72.