合肥南站5號線盾構(gòu)下穿1號線成型隧道專項(xiàng)施工方案

【摘要】城市地鐵由單一線路發(fā)展成復(fù)雜線網(wǎng)，不可避免會存在很多線路間的換乘和交叉問題便愈來愈多。因此，開展盾構(gòu)下穿工程中何如有效保護(hù)既有地鐵隧道的結(jié)構(gòu)安全和保障地鐵的正常運(yùn)營的研究具有積極意義。本文針對合肥南站軌道交通2標(biāo)段區(qū)間的施工條件，通過對5號線盾構(gòu)下穿1號線成型隧道專項(xiàng)施工方案各工序的介紹，為盾構(gòu)下穿已有的成型隧道施工提供了一個可供參考的施工方案。

【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)；下穿；施工技術(shù)

【中圖分類號】U456.3

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

1、工程概況

1.1工程范圍及主要工程量

合肥南站軌道交通2標(biāo)段區(qū)間工程包括：1號線隧道左線長616.788m，右線長621.384m；5號線隧道左線長462.344m，右線長473.175m。區(qū)間隧道總長度共2173.691單線延米，采用盾構(gòu)法施工。

盾構(gòu)機(jī)從1號線繁華大道站盾構(gòu)始發(fā)，完成繁～高區(qū)間掘進(jìn)施工后，在高鐵站內(nèi)完成調(diào)頭、過站，從高鐵站南端5號線端頭井始發(fā)，穿越高鐵站樁基群完成6號風(fēng)井完成過站，下穿合寧高速公路后，并在高鐵站南廣場基坑下穿1號線左線成型隧道后，到達(dá)5號線中間風(fēng)井。

1.2盾構(gòu)重疊區(qū)域地質(zhì)條件

場址范圍內(nèi)地①1人工雜填土，②粘土（膨脹土）在南廣場基坑卸載過程中已經(jīng)被挖除，1、5號線盾構(gòu)重疊區(qū)隧道均位于粘土③層，本標(biāo)段隧道穿越的地層較為單一，地質(zhì)條件較好，左右線地質(zhì)情況基本一致；盾構(gòu)重疊區(qū)域內(nèi)地下水主要為：上層滯水、第四系孔隙潛水，埋深多在0.5～1.5m，接受側(cè)向徑流補(bǔ)給，水量較豐富，年水位變化幅度約1.0～3.0m。區(qū)間隧道所處粘土③層，土體滲透性較差，可以認(rèn)為不透水。

1.3重疊區(qū)域5號線隧道和1號線左線區(qū)間隧道的相對關(guān)系

1號線左線與5號線左、右線斜交，1號線位于上方，兩條線中間夾土層最小厚度約3.276m，按工籌安排5號線左、右線隧道先后下穿1號線左線隧道，1號線左線與5號線左線隧道間最小凈距僅3.267m，與5號線右線隧道間最小凈距僅4.26m。

2、盾構(gòu)施工技術(shù)措施

結(jié)合重疊段隧道的數(shù)值模擬計(jì)算，為了保證5號線左、右線隧道先后下穿1號線左線隧道施工時1號線左線隧道的安全，按照設(shè)計(jì)圖紙要求采取以下幾點(diǎn)措施：

2.1重疊區(qū)地基加固

對于1號線左線范圍，1、5號線區(qū)間隧道的空間凈距≤1D（D為隧道開挖直徑），考慮從地面進(jìn)行密排單管Ф600@450旋噴樁加固地層，加固豎向范圍為重疊段內(nèi)1號線區(qū)間隧道頂以上1m到重疊段內(nèi)5號線區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)底，加固水平范圍為1號線左線區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)兩側(cè)各3m。加固后的土體應(yīng)具有良好的均勻性和較小的滲透系數(shù)，加固指標(biāo)：qu=0.3～0.5Mpa。

2.2管片拉結(jié)緊固

為了抵抗下方隧道施工過程中，上方既有隧道管片環(huán)縫之間的因垂直錯動產(chǎn)生的剪力，同時提高下方既有隧道縱向剛度，減小其垂直彎曲變形，在重疊段開挖下方隧道時，對既有上方隧道采取管片縱向拉緊措施，同時提高該段隧道環(huán)縫螺栓強(qiáng)度至8.8級。

2.3檢查和保養(yǎng)盾構(gòu)機(jī)

在5號線盾構(gòu)掘進(jìn)下穿1號線前，停止掘進(jìn)，對盾構(gòu)機(jī)所有設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行徹底的檢查、維修，確保連續(xù)掘進(jìn)通過1號線區(qū)間，避免在穿越過程中停機(jī)。

2.4盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)控制措施

2.4.1盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)

掘進(jìn)控制是盾構(gòu)順利通過1號線左線隧道的關(guān)鍵，盾構(gòu)掘進(jìn)應(yīng)堅(jiān)持“控制擾動，安全、連續(xù)、快速均衡通過”的原則，杜絕在通過接近1號線隧道時停機(jī)。盡量減少盾構(gòu)施工過程中的地層變形是一個有效手段，其關(guān)鍵在于通過控制盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)和注漿參數(shù)來減少對地層擾動和地層損失。

2.4.2盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制

（1）在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，以各區(qū)域千斤頂?shù)男谐獭⒂蛪阂约傲髁靠刂贫軜?gòu)前進(jìn)方向，發(fā)現(xiàn)偏差時及時調(diào)整千斤頂?shù)木幗M和各區(qū)域千斤頂?shù)男谐?、流量及油壓，加?qiáng)各施工參數(shù)的設(shè)定管理。

（2）盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制

本段區(qū)間為下坡段掘進(jìn)，應(yīng)適當(dāng)加大盾構(gòu)機(jī)上部油缸的推力和速度。盾構(gòu)掘進(jìn)線路要低于設(shè)計(jì)線路10～20mm為宜。盾構(gòu)掘進(jìn)線路要控制在設(shè)計(jì)線路左側(cè)偏離10～20mm為宜。右轉(zhuǎn)彎段相反。

（3）盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整與糾偏。

2.4.3同步注漿

根據(jù)公式計(jì)算和相關(guān)技術(shù)要求，注漿量應(yīng)保證環(huán)形間隙理論容積的1.3～2.5倍左右。為了保證掘進(jìn)中能按上述要求完全注入，采用自動同步注漿和人工管片壁后注漿雙重手段。

2.4.4二次注漿

為彌補(bǔ)同步注漿的不足，采用管片背后二次注漿作為補(bǔ)充。二次注漿采用水泥單液漿，根據(jù)監(jiān)測情況調(diào)整水泥漿的初凝時間，必要時采用雙液漿進(jìn)行注漿，注漿壓力控制在0.2～0.4MPa。

2.4.5渣土改良防結(jié)“泥餅”措施

（1）渣土改良

選擇合適的土體改良劑（如常用的泡沫等），并根據(jù)地質(zhì)情況，進(jìn)行科學(xué)的動態(tài)施工管理，改善土體的流塑性，使之切屑成流動型，不僅可以減少對刀盤面板和刀具的磨損，而且還可以防止切下來的泥沙和碎石對刀盤以及螺旋輸送機(jī)的堵塞，同時改良劑的添加對刀具起到一定的潤滑和冷卻作用，延長了刀具使用壽命。

（2）防結(jié)“泥餅”措施

在刀盤面板上設(shè)置了5個添加劑注入孔，配置了自動泡沫和添加劑注入系統(tǒng)，可根據(jù)需要向開挖面添加泡沫和聚合物，改善碴土的流動性、止水性，減小刀盤面“泥餅”形成的機(jī)會。

結(jié)論：

通過采用嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的盾構(gòu)施工技術(shù)措施和管理組織，使合肥南站5號線標(biāo)段工程成功穿越了1號線成型隧道，在保證了1號線安全正常運(yùn)營的同時，順利完成合肥南站5號線的施工。施工中采取的一系列技術(shù)措施，對類似工程施工具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

霍婷婷（1989-），女，桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院，助教。

基金項(xiàng)目：

廣西新建本科學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展首期試點(diǎn)專業(yè)群建設(shè)項(xiàng)目.