重庆工商职业学院 重庆市 400052
摘要：随着大城市地下轨道交通网日益密集，地下隧道结构下穿既有地铁结构将逐渐成为一个很常见的工程问题，因此，以贵阳市轨道交通1号线火车站站～沙冲路站区间隧道下穿贵阳火车站售票厅及站场工程作为研究对象，通过几何水准测量的方法对车站底板结构及道床结构进行施工中及工后的沉降观测。经过对沉降监测数据的分析，总结出了该类型地下穿越工程的沉降变形规律，为今后类似工程提供了一定的可借鉴的经验。
关键词：盾构隧道；下穿既有线路；施工参数控制；沉降分析
1、工程概况
贵阳市轨道交通1号线火车站站～沙冲路站区间YDK26+143.2～YDK27+073.8段左右线间距为由16m变为12m后渐变为13.5m。右线线路通过YDK26+143.2～YDK26+324.116段直线段后以曲线半径R=400m左偏后变为直线进入沙冲路站；左线线路分别通过YDK26+143.2～YDK26+353.156段直线段后以曲线半径R=380m左偏后变为直线进入沙冲路站；本隧道轨面最小埋深约为16m，最大埋深约为29.3m。区间隧道下穿段围岩由上至下依次为1.5m厚杂填土、5m厚硬塑红粘土，之下为中风化泥质白云岩。站场：其中下穿火车站站场铁路范围为：YDK26＋197～＋323(短链5.189m)，长约126m；左隧：ZDK26＋192～＋340（短链27.221m），长约121m。区间隧道下穿火车站客运站台及铁路段为双洞单线结构，拱顶埋深为16.4～22.5m。区间隧道下穿段围岩由上至下依次为1.5m厚杂填土、5m厚硬塑红粘土，下伏基岩为中风化泥质白云岩（拱顶以上厚10～16m）。地质情况复杂，必须加强施工参数控制，做好沉降变形内侧工作。
2、盾构隧道下穿既有线路施工参数控制
火沙区间隧道下穿站房段采取全断面开挖法，下穿站场段采取的施工方法为上下台阶法。全断面法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施做支护和衬砌的隧道开挖方法，优点在于可以大量缩短开挖与衬砌循环时间，达到缩短围岩暴露时间的目的。与台阶法相比较，减少了初支施做时间，其余与台阶法基本相同。
2.1初期支护
下穿地段洞身开挖采用人工和机械开挖作业，该处围岩等级为IV级，开挖方法采用上下台阶法。出碴采用翻斗农用三轮车，挖机配合人工装碴，20t龙门吊机提升，自卸汽车运至弃碴场。
（1） 施工方法
采用上下台阶法施工，每循环进尺严格控制在六个断面形式要求的范围内，上、下台阶采用人工风镐和挖机破碎施工。上台阶人工扒碴，下台阶挖机装碴，农用三轮车出碴。利用开挖台阶及开挖台架施作锚杆、钢筋网、型钢钢架、喷射砼。
（2）初期支护
①型钢钢架施工
A、施工参数：
型钢钢架由A、B、C、D单元组成，施工时可根据施工工法及实际情况酌情调整单元长度，并相应调整接头位置，但严禁接头设于拱顶处。连接钢板采用16mm厚钢板，加劲肋为6.3/4 L=12cm角钢，连接螺栓为M24×80，型钢钢架采用I20b，全环设置，纵向间距0.5m/榀。
B、施工方法
a、制作：型钢钢架施工时先按设计要求和施工方法进行分节，计算每节的弦长与弦高与每延米对应的弦长与弦高，对型钢弯曲机进行设定，加工型钢钢架，并焊制好连接用钢板，型钢钢架加工完成后在加工场内进行试拼后方可使用。
b、安装：每榀拱架安装前，用全站仪准确测量定出拱架安装的中线、标高及拱脚设计位置。
②系统锚杆施工方法和施工参数
a、初喷：锚杆施工前采用C25喷射砼初喷4cm对岩面进行封闭
b、定位：钻孔前应根据设计要求进行测量定出孔位，并作出标记，孔位允许偏差为+15㎜。
c、钻孔：钻孔应圆而直，钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直；水泥砂浆锚杆孔位应大于杆体直径15㎜；其它形式锚杆孔径应符合设计要求；水泥砂浆锚杆孔深允许偏差为+50㎜；锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物；在有水地段，采用普通水泥砂浆锚杆时，如遇孔内流水，应在附近另行钻孔后再安设锚杆，或采用速凝剂早强药包锚杆或采用锚管锚杆向围岩压浆止水；钻孔技术要求：孔径φ38～45mm；开口偏差小于2%；孔深比锚杆插入部分长3～5cm。
d、清孔：钻孔结束后应掏孔检查，孔内清洗干净，确保孔内无塌孔和探头石，符合设计和规范要求。
e、注浆：砂浆配合比（质量比）：水泥：砂：水宜为1:1～1.5(0.45～0.5)，砂的粒径不宜大于3㎜；水泥浆配合比为（质量比）：水泥宜为1:1。
砂浆、水泥浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的砂浆应在初凝前用完；注浆开始或中途暂停超过30min时，应用水润滑灌浆罐及其管路；砂浆灌注的孔口压力不得大于0.4Mpa；水泥浆的灌注压力控制在0.3MPa左右。
③中空锚杆施工
A、施工方法和施工参数
a、钻孔:先用凿岩机按设计位置、深度、角度钻孔，然后高压风清孔。人工安装锚杆，封端用水泥砂浆施工，且不小于10cm。
b、注浆：采用注浆泵注浆施工。浆液水灰比控制在（0.45～0.5）:1，注浆压力0.3～0.8Mpa，同时考虑岩层的裂隙阻力，根据现场情况试验后确定。瞬间最高压力值不应超过0.8 Mpa。理论注浆量为L*0.0015m³。
c、检验：锚杆钻孔的方向符合设计要求，锚杆垫板与基面密贴。锚杆安装允许偏差为50mm，锚杆插入长度不得小于设计长度的95%。
④钢筋网施工方法和施工参数
a、施工准备：检查Φ6钢筋网格尺寸，间距20*20cm，且钢筋表面无锈蚀及污染；钢筋网宜在岩面喷射一层混凝土后随受喷面起伏铺设，并在拱架架设后进行，要求与受喷面间隙宜控制在20～30mm之间；钢筋网片在加工过程中，要依据实际循环进尺和断面弧度进行加工；
b、测量：测定钢筋网铺设位置，并在断面上画出标记。
c、铺设钢筋网：钢筋网应与锚杆或其它固定装置连接牢固，在喷射混凝土时不得晃动。
d、检查：检查钢筋网铺设位置、钢筋网格尺寸等；测量检查钢筋网铺设完毕后断面净空，确保断面净空尺寸符合设计要求。
⑤喷射混凝土施工
在喷射砼前，检查隧道开挖净空尺寸，凿除欠挖部分，对喷射面所有的开裂，破碎水斛、崩解破损岩面进行清除和处理；在喷射砼现场备一台备用喷射机，以备在机械出现故障时即可投入使用。喷射混凝土应紧跟开挖，喷射混凝土完成后，一般在2小时后进行喷水养护，养护周期为7d。隧道初期支护喷砼水泥宜采用早强水泥水泥强度为P.O.42.5。细集料应采用干净的中粗砂，细度模数宜大于2.5.粗集料应采用干净的碎石，粒径不大于15mm。速凝剂应采用质量合格产品，注意保管，以防变质，使用前应做效果实验，要求初凝时间不超过5min，终凝时间不超过10min。
2.2大管棚施工
大管棚导管规格为热轧无缝钢花管，外径159mm，壁厚10mm，L=40m，环向管距为35cm，联接钢管外径194mm，壁厚10mm，长度400mm，管棚倾角外插1-2°。注浆材料为水泥浆、水泥砂浆或双液浆，大管棚在注浆时，压力逐渐升高，当达到设计终压并稳定10min，注浆量不小于设计注浆量80%，进浆速度小于开始进浆速度的1/4。
大管棚上钻注浆孔，孔径10-16mm，孔纵向间距20cm，呈梅花形布置，尾部留不小于150cm的不钻孔制浆段。注浆压力：初压0.5-1Mpa，终压2.0Mpa，具体浆液配合比和注浆压力由现场试验确定，为了提高导管的抗弯能力，导管内增设钢筋笼。钢筋笼由四根主筋和固定环组成，主筋直径为18mm，钢筋笼内采用砂浆或细石砼填充，固定环采用短管节，将其与主筋焊接，按1m间距设置。管棚安装在控制地表沉降时外插角宜小，加固岩体时适当加大。管棚导管安装偏差≤0.006L～0.015L。
3、表沉降控制措施及对周边建筑的保护措施
按先围岩超前加固支护再开挖的原则进行施工。本区间隧道采用超前注浆小导管加固前方围岩。矿山法隧道采用信息化设计和施工，施工中应重视和加强监控量测工作，把监控量测工作贯穿于施工过程的始终，并应及时反馈信息指导设计和施工，确保隧道结构和施工安全。施工中尽量减少对围岩的扰动，采取短进尺施工；严格控制台阶长度，当上台阶较长、必要时应作临时仰拱封底。钢架拱脚、墙脚处采用锚杆（管）锁脚加固。开挖后应及时进行初期支护或临时支护，工序紧扣、紧密衔接，尽早施作仰拱，初期支护尽早封闭成环。掌子面稳定性差时，应随时喷射砼封闭工作面。施工期间加强排水，及时抽排掌子面积水，以保证开挖面处于无水状态，提高围岩自稳能力。施工过程中（包括竣工初期）对围岩及支护结构、地面建（构）筑物进行必要的监控量测，以便及时获取信息，及时采取措施控
4、结束语
盾构隧道掘进施工是一项复杂的工程，适用于对已有线路的盾构隧道下穿施工，整个工程对施工环境的要求较高。施工过程中，必须要对盾构隧道掘进施工的参数问题做了基本的讨论，对具体参数的调整和修正进行了分析。同时，盾构隧道掘进施工过程中的监测问题也进行了详细的论述和说明。
参考文献：
[1]隧道下穿既有地铁车站施工结构沉降控制案例研究[J].张旭,张成平,韩凯航,王剑晨.岩土工程学报.2017(04).
[2]盾构下穿既有隧道实时监测及其风险控制研究[J].梅文胜,陈雪丰,周小波,张广伟.武汉大学学报(信息科学版).2011(08).