张志明
中国水利水电第十一工程局有限公司,郑州 450001
摘 要 郑州107辅道在里程K12+ 088.400～K12+128.100范围上跨穿越郑州轨道交通1号线博学路站至郑州东站盾构区间，两者平面基本正交，周边施工情况复杂。基坑平面开挖尺寸较大、距离盾构区间较近，安全等级为一级。本文主要介绍隧道上跨地铁施工技术。
关键词 SMW工法桩 三轴搅拌桩 土体加固 基坑开挖 监测
1 前言
郑州107辅道在里程K12+ 088.400～K12+128.100范围上跨穿越郑州轨道交通1号线博学路站至郑州东站盾构区间，两者平面基本正交，该范围隧道结构设计宽度约为36.4m，底板设计埋深约8.55m，隧道底板与地铁盾构之间竖向最小净距约为5.08m。为保护下方地铁盾构区间，基坑采用化大为小的原则，共分为16个小基坑，基坑东西两侧支护结构及内部分隔墙均采用φ850SMW工法桩，型钢密插。采用三轴搅拌桩进行土体加固，同时在各底板小板块布置工程桩与主体结构连接对抗上浮。
2 工程概况
郑州107辅道在里程K12+ 088.400～K12+128.100范围上跨穿越郑州轨道交通1号线博学路站至郑州东站盾构区间，两者平面基本正交，该范围隧道结构设计宽度约为36.4m，底板设计埋深约8.55m，隧道底板与地铁盾构之间竖向最小净距约为5.08m。
3 上跨地铁节点总体施工方案
3.1 总体施工方案
上跨节点C30为暗埋段，结构形式为单层双孔箱涵。基坑实施采用明挖顺作法施工，先施工上跨节点南北两侧基坑，后施工上跨节点基坑。上跨节点基坑长约39.7m，宽约36.4,m，深约6.50m。为保护下方地铁盾构区间，基坑采用化大为小的原则，共分为16个小基坑，其中地铁盾构区间两侧共6个（基坑A1~A3、B1~B3），地铁盾构正上方共10个（基坑C1~C5、D1~D5）。基坑东西两侧支护结构及内部分隔墙均采用Φ850SMW工法桩，型钢密插，上跨节点基坑竖向设置一道支撑，基坑内外侧土体均采用Φ850@600三轴搅拌桩加固，上跨节点基坑安全等级为一级，要求地面最大沉降≤0.15%H，围护墙最大水平位移≤0.18%H（H为基坑开挖深度）。
3.2 重点、难点分析及应对策略
（1）关键技术分析
由于地铁的重要性，相交段基坑施工必须对地铁盾构采取保护措施，主要考虑的问题是：
1）直接在盾构上方近距离开挖引起的盾构上浮问题。
2）地下结构“欠补偿”对下方盾构抗浮的影响。
应对策略：
①分小块施工：利用支护墙体对地层的约束作用，地铁停运期间分小块开挖及底板浇筑，减小坑底暴露时间。围护墙及基坑内分隔墙采用SMW工法桩施工。
②工程桩：基坑开挖阶段起到对地层的约束作用，在使用阶段与主体结构连接，作为抗浮的附加措施。
③时空效应：地铁上方分级分块卸荷。
④坑内三轴搅拌桩土体加固：提高土体强度和变形模量，增强地层整体性和控制变形。
（2）施工监测
根据地铁的安全重要性，在地铁上方区域施工，监测是本工程的重中之重，对地铁安全性的监测是一切工作的前提，是施工的“眼睛”，是确保工程顺利、快速施工的依据，只有将现场监测反馈的动态信息与设计、施工相结合，发现不稳定因素，及时采取安全补救措施，才能确保地铁的安全。所以该区域施工时，对地铁的监测工作是重点、难点，必须高度重视，并周密组织实施。
应对策略：
1）建立畅通的沟通渠道，建立交流平台。保证监测单位及时将监测结果可以时传送到业主、指挥部、设计、监理和施工单位，尤其是施工单位；便于各单位对数据进行汇总分析，发现异常，立即上报进行处理。
2）优化地铁上方施工方案，经专家论证后严格按方案执行。
3）成立地铁保护应急小组，并编制合格有效的应急预案。
4 施工技术控制
4.1 土体加固
上跨节点基坑内外地基加固均采用满堂Φ850@600三轴搅拌桩，加固范围为基坑内及基坑东西两侧外延6.25m。加固深度在地铁盾构结构上部为10.7m，桩底标高74.7，桩底距盾构顶约1.25m；在两道地铁盾构结构中间及外侧 “m”字形部分为24.4m，桩底标高61.0；再向外剩余部分为18.9m，桩底标高66.5。
4.2 基坑分块分层开挖
上跨地铁节点两侧的主体结构全部施工完成并且土体加固达到设计强度后，方可对基坑进行开挖施工。先实施盾构区间两侧基坑，后实施盾构区间正上方基坑。总体实施顺序为：
A1/B1→A2/B2→A3/B3→C1→C2→C3→C4→C5→D1→D2→D3→D4→D5。每个小基坑再分3个小块（共计48个小基坑）进行开挖，开挖到底后应须尽快完成切割型钢、桩头破除钢筋安装及底板混凝土浇筑等施工作业，减少基底暴露时间。
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4.3 底板分块浇筑
小基坑开挖到底并处理成后，将 提前预制的钢筋笼吊放入基坑底部，先期实施的底板钢筋预留钢筋接驳器，后期实施的底板钢筋在接头处焊接短钢筋与预留钢筋进行机械连接。
各底板小板块之间施工缝位置埋设钢板止水带，并与相邻节段焊接严密，以保证底板防水效果。
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4.4 主体侧墙及顶板施工
当一整块底板所有小分块都浇筑完成后，在底板上搭设满堂支架，进行隧道侧墙、中墙及顶板施工。
4.5 底板整浇板及附属工程
由于底板分块浇筑，会产生大量施工缝，为保障底板防水效果，在节点段底板全部贯通后浇筑250厚C40整浇板加强施工缝防水效果。隧道主体结构全部完成后进行防撞侧石、电气照明、顶部防火板、侧墙装饰板等附属工程施工。
5 结语：随着城市的地铁建设，尤其是北京、上海等地铁交通较为发达的地区，基坑工程临近地铁隧道的案例越来越多。在地铁隧道附件的施工必须考虑基坑开挖对基坑造成的影响并加强对地铁的保护。基坑开挖引起的临近隧道变形的研究包括理论分析、数值模拟、原型监测案例分析三方面。目前的理论研究仅限于基坑开挖对下卧隧道隆起量的预测，提出了一些半解析半经验的计算公式。工程实践中，为保护地铁隧道、指导基坑施工，通常会对隧道的变形进行数值模拟分析，预测隧道可能产生的影响。施工期间，需对地铁隧道进行相关的监测，以保障工程的安全。总之，国内外深基坑工程与地铁隧道同期施工相互影响的研究还处在起步阶段。在日本，已有了一些初步的规范并积累了一些工程经验，在国内尚处于探索阶段。
针对本次107下穿隧道上跨地铁1号线的施工技术研究，通过施工控制技术研究，将明挖基坑分为若干个小基坑，小基坑采用跳仓和分层开挖方式，结合三轴搅拌桩及抗拔桩等措施，解决大型基坑开挖过程中近距离地铁保护关键技术问题。研究成果可为今后城市密集建筑中深基坑穿越盾构隧道的工程设计和施工提供参考和借鉴。
参考文献：
[1]彭毅. 上跨既有地铁隧道的基坑施工技术[A]. 中国土木工程学会隧道及地下工程分会.2016中国隧道与地下工程大会（CTUC）暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第十九届年会论文集[C].中国土木工程学会隧道及地下工程分会:中国土木工程学会,2016:5.
[2]金先京,袁传旭,薛朗,吴俊芳.地铁车站上跨大断面高铁盾构隧道施工技术研究[J].广东土木与建筑,2019,26(02):7-11.