盾构下穿既有车站超前探测及预加固技术的应用(1).pdf

2016 年增刊 （1 ） （4月 ） 第34 卷 近年来，随着地铁建设速度的加快，地铁施工中 存在各种下穿既有构筑物的现象，尤其是新建地铁线 与既有线相交叉的现象增多[1]。 这种现象加大了施工 过程中控制既有线沉降量的难度，属于特级风险，根据 施工经验，新建地铁线与既有线间的净距往往较小，沉 降控制难度很大，因此可采用在既有线两侧开挖竖井， 对新建地铁线与既有线之间土体进行预加固的措施， 来保证既有线的安全[2]。 笔者以北京地铁8号线鼓楼大街站盾构下穿既有 2号线鼓楼大街站的设计施工为例，阐述超前探测及 预加固技术的应用。 1工程概况 北京地铁8号线盾构区间安德里北街站鼓楼 大街站起止里程为ZDK17076.06ZDK17943.394， 全长约867 m，左线盾构出鼓楼大街站后穿越10 m加 固区至2号线鼓楼大街站东南风亭，向北下穿2号线 鼓楼大街站主体、护城河及民房区。 既有2号线鼓楼大 街站位于鼓楼立交桥下，8号线从它的下面穿过，此段 2号线地铁的顶标高为41.95 m，底标高约为31.60 m， 既有车站底板与区间隧道竖向净距约2.3 m。 盾构下 穿区间主要穿越粉细砂层、粉质黏土层、黏土层、中细 砂层、粉土层、粉质黏土层、黏土层、粉土层、卵石层、 中细砂层，至安德路交叉口折向东北进入中轴路鼓楼 外大街，在安德里北街站接收解体。 既有车站与盾构 隧道平面位置关系见图1。 2施工工艺 在既有车站的两侧沿车站方向开挖探测导洞，在 探测导洞内对盾构下穿既有车站范围进行探测，探明 是否有影响盾构推进的障碍物，同时利用探测导洞对 既有车站进行加固，从而减小因盾构下穿既有车站而 引起的沉降。 这种做法确保了盾构顺利下穿既有车站 以及既有车站的安全，具体施工工艺如下 1）采用上下台阶法沿既有车站方向开挖1、2号探 测竖井及3 m3 m的拱顶1、2号探测导洞（见图2）， 开挖的同时运用洛阳铲对既有车站的围护结构进行 探测。 盾构下穿既有车站超前探测及预加固技术的应用 高冠南 （中铁十八局集团轨道交通工程有限公司， 北京100044） 摘要地铁盾构下穿既有车站施工过程中存在较大的安全隐患，为确保既有车站不影响盾构的顺利通过以及控制盾构 下穿既有车站过程中既有车站的沉降量，而形成了一种全新的超前探测及预加固技术，该技术可以减小盾构下穿既有车 站而引起的沉降，确保了盾构顺利下穿既有车站以及既有车站的安全。 关键词盾构施工；既有车站；超前探测；预加固技术；沉降控制 中图分类号U 231.3文献标志码B文章编号1009-7767（2016）S1-0153-03 Application of Advance Detection and Pre-consolidation Technology in Shield Machine Under-through the Existing Station Works Gao Guannan 图1既有车站与盾构隧道平面位置关系图 C o n s t r u c t i o nT e c h n o l o g y 施工技术篇 153 2016 Supplement（1 ） （Apr. ）Vol.34 b）盾构隧道位置横剖面示意图 图2盾构隧道、探测导洞以及既有站的位置关系示意图 2）在探测导洞与8号线左、右线区间交叉部分8 m 范围内用洛阳铲朝既有车站方向打设探孔进行探测， 探孔水平间距1 m、竖向间距30 cm，波浪形布置上下 3排，1、2号探测导洞中打设的探孔长度分别为2.2 m 和3.1 m。 3）对既有车站进行注浆预加固处理，即从1、2号 探测导洞向既有车站方向打设袖阀管对既有车站下方 土体进行加固（见图3）。 该加固区域为盾构区间左、右 线外侧2.5 m范围，两导洞间距离约为28 m，分别从1、 2号导洞侧墙朝着既有车站方向钻孔、打设袖阀管、注 浆加固。 打设角度宜为1 ～2 ，施工过程中尽量沿水 平方向打设，防止下扎角度过大而将袖阀管打入盾构 区间。 施工前先打设试验孔，验证在设计打设长度内 袖阀管下扎角度为多大时符合施工要求[3]。 a）盾构隧道位置纵剖面示意图 图3袖阀管布置示意图 C o n s t r u c t i o nT e c h n o l o g y 施工技术篇 154 2016 年增刊 （1 ） （4月 ） 第34 卷 注浆参数 ①注浆孔布置水平间距1 m，竖向间距40 cm，梅 花形布置，布置3排，孔径89 mm，孔深16 m。 ②套壳料配合比采用水泥∶黏土∶水1∶1.5∶1.88 （质量比），黏土中不得含砂砾等杂物。 ③浆液配合比超细水泥浆-水玻璃浆双液浆（w∶c 0.8∶1，c∶s1∶1），缓凝剂掺量为1 ～3 。 ④注浆压力参考设计图纸暂定为0.8～1.0 MPa。 ⑤终压标准在注浆压力升至1.2MPa后终注，或在 1.0 MPa压力条件下，每延米注浆加固吸浆量＜2 L/min 稳压15 min后终注。 4）在盾构下穿既有车站过程中加强探测导洞内的 监控量测，确保盾构顺利下穿既有车站。 5）盾构顺利下穿既有车站后对探测导洞及竖井进 行回填，地面以下5 m范围内的探测竖井部分采用原 状土或腐殖土进行回填； 地面以下5 m范围外的探测 竖井部分采用级配良好（不均匀系数Cu＞5）的砂石回 填，如质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、石屑。回填时应分层 回填，层厚0.5 m，地下5 m以内压实系数不小于0.85， 地下5 m以外压实系数不小于0.90，最终使砂层的单 轴抗压强度达到100 kPa以上。 回填时，机械或机具不 得碰撞隧道结构，结构两侧和顶部500 mm范围内及地 下管线附近，采用人工回填并使用小型机具夯填。 探测导洞下部1.25 m范围内采用级配砂石回填， 横通道回填需保证回填密实，横通道拱顶采用C20混 凝土回填，并在拱顶预埋注浆管，以保证回填密实，浆 液选用水泥砂浆。 3施工监测及沉降控制 地铁2号线既有车站为正在运营的车站，所处地 层易受扰动变形[4]。 盾构下穿该车站需要考虑两方面 的问题一是确保车站正常运营，即保证2号线既有车 站的轨道道床及轨道的各项技术参数满足规范要求； 二是保证既有车站的结构安全，沉降量、变形量、收敛 值、裂缝宽度等控制在规范容许范围内[5]。 根据鼓楼地铁车站结构及轨道安全性评估报告 及设计图纸的要求，严格控制沉降值，在施工期间每 天进行测量，测量值应符合安全规定，即车站底板沉 降预警值为2.1 mm，车站底板沉降缝或隆起变形增量 不超过1.0 mm，地表沉降不超过10 mm。 4结语 在地铁施工中，当新建地铁线下穿既有线时，应在 工程实施前对区间隧道与既有车站间的土体进行预 加固，以提高土体刚度，从而能够抵抗盾构开挖过程 中引起的应力，并且可以对既有车站结构起到一定的 保护作用。 目前国内地铁工程实施的限制性因素越来 越多，针对下穿工程，需进一步对不采取加固措施的工 况进行研究、分析，以确保工程的施工安全。 参考文献 [1]薛景沛，何浩.盾构两次近距离下穿既有运营地铁的施工技 术[J].隧道建设，2009（4）3-4. [2]阳军生，刘宝琛.城市隧道施工引起的地表移动及变形[M]. 北京中国铁道出版社，20025-7. [3]李树武，何晓东，吕擎峰.盾构隧道小距离下穿既有建筑的 土体加固技术[J].公路交通科技（应用技术版），2011（6）2-4. [4]梅文胜，陈雪丰，周小波，等.盾构下穿既有隧道实时监测极 其风险控制研究[J].武汉大学学报，2011（8）1-2. [5]田世文，杜新飞，张柏.北京地铁10号线盾构下穿既有建筑 物的控制措施[J].铁道标准设计，2008（12）2-3. 收稿日期2016-03-18 作者简介高冠南，男，助理工程师 ，学士，主要从事工程管理工作。 大连地铁5号线将建3.4 km海底隧道 国家海洋局海洋环境保护研究所发布大连地铁5号线（海底隧道工程）海洋环评公示，明确表示此线路将兴建3.4 km的 海底隧道。 海底隧道工程选址位于大连湾海域西侧梭鱼湾。 地铁5号线南起虎滩新区，终点位于前关村站，前期工作已全面启 动，有望于2016年开工。 5号线海底隧道区段长度为3 410 m，南岸陆域段840 m；海域段2 427 m；北岸陆域段123 m。 该跨海段拟设计为单洞双线 方案，采用盾构法施工。 工程用海面积约为8.6 hm2。 工程费用约10.99亿元，土建总工期47.7个月。 按照大连市城市轨道交通建设规划（20142020年），地铁5号线计划于2019年完工，同时地铁7号线也将于2019年 完工，地铁4号线则将于2020年完工。 届时，大连地铁1、2号线将与5、4、7号线和既有快轨3号线，在中心城区形成“三纵 三横”的轨道交通线网构架，将构筑起以轨道交通为骨架，快速公交、常规公交等多种交通方式一体化的城市综合交通体系。 C o n s t r u c t i o nT e c h n o l o g y 施工技术篇 155