试论新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术

交通环保　Ｌ０Ｗ　ｃＡＲＢＯＮ　１Ｖ０ＲＬＤ　２０１５，ｉ　试论新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术　郑世兴（同济大学）　【摘　要】本文首先简单介绍了既有地铁结构加固的三个方向，可以通过加固钢轨、塞进空隙和加固底板的方式进行加固。之后介绍了两种既　有地铁结构的加固技术，分别是袖阀管止浆墙加固技术和ｗｓｓ加固技术，然后，分析了新建地铁对既有地铁结构变形的影响流程和制定既有　地铁结构变形控制标准，最后，简要说明了如何对既有地铁结构的形变标准进行控制。　【关键词】地铁隧道；下穿；既有地铁　【中图分类号】Ｕ４５５．４　【文献标识码】Ａ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１５）０２—０２４８—０２　为了节省地上空间，充分利用地下空间，地铁隧道成为了　常见的交通运输方式，而在大规模的地铁交通建设之后，随之　而来的就是线路交叉和换乘的问题。因为地下活动有一定的　空间限制，所以新建的地铁必不可少的会遇到穿越既有地铁　线路的情况，穿越地铁的方式有三种，分别是上穿、侧穿和下　穿，其中新建地铁隧道下穿既有地铁是难度最大的施工。　１既有地铁结构加固方向　在建立新的地铁站之前．需要对既有地铁进行结构加固，　以此提高既有地铁抵抗变形的能力．在结构加固过程中．主要　做了以下几方面的改动：　１．１加固钢轨　在既有地铁下方新建地铁有可能会引起既有地铁钢轨发　生形变或者移位．为了防止这类现象的发生．应对钢轨进行加　固防护作业，加固方式可采用护轨或是轨距拉杆等。　１．２塞紧空隙　在既有地铁下方新建地铁有可能会引起既有地铁轨枕块　之间的钢轨出现不均匀下沉的现象．轨枕块之间的钢轨与整　体道床的连接处存在一块空隙．解决方法就是用木板将这处　空隙塞满。使得轨枕块之间的钢轨所承载的荷载在传递给整　体道床时．能够更加均匀．从而避免出现由不均匀下沉而引起　的路面不平。　１．３加固底板　在既有地铁下方新建地铁还有可能会引起的一种现象是　变形缝处出现不均匀沉降．该现象的预防措施是用扣轨梁加　固隧道底板　２地铁结构加固技术　２．１袖阀管止浆墙加固技术　（１）钻孔。准备好钻机之后，检查钻机是否放平和钻杆是　否垂直，检验工具为垂球和水平尺．检查目的在于防止注浆与　钻孔在施工方面相互干扰以及注浆时的浆液出现串孔现象。　呈　（２）下管。钻孔完毕后，混合套壳料并将其液压入上步钻　呈　好的孔内，使孔内的泥浆得以置换出来，液压工具可使用钻机　自带的吸浆管。之后，将袖阀管分节下放入钻孔内，每节袖阀　管在与其他袖阀管相邻的部位使用套箍进行连接，并且使用　粘合剂粘牢。＇３－钻孔内的混合液初凝后利用注浆孔进行封口，　封口料为添加烧料速凝剂的混凝土　（３）一序注浆孔注浆。注浆作业应按照步距，从下往上进　蓦　行。在注浆时，随时控制注浆效果，控制方法通常为控制注浆　２４８　压力。在一序孔注浆中的主要控制标准是注浆量．只要达到注　浆标准即可进行下一步注浆作业．如果加大注浆压力仍然不　能使注浆量达到注浆标准，那只能加大下一步的注浆量。　（４）二序注浆孔注浆。一序注浆孔注浆完成２４ｈ后即可进　行相邻位置的二序孔注浆。注浆过程中应注意注浆的扩散半　径，为了控制该半径，可以先用内排压密注浆低压慢注，然后　定压压住，确保浆液能够充分的填充钻孔，从而加固了土体，　增强了地铁隧道的抗渗能力　（５）封孔。压密注浆结束即可进行封孔，封孔时可将水泥　浆灌入袖阀管。　（６）灌浆。灌浆时通常不易出现冒浆和串浆的现象，因此　可选用较高的压力进行灌浆，一个孔内灌注几种浆液也是可　以的。　２．２　ＷＳＳ加固技术　（１）钻孔。与袖阀管止浆墙加固技术相同，ＷＳＳ加固技术　的第一步也是钻孔．且钻孔时同样需要控制钻杆角度，不同的　是ＷＳＳ加固技术还要控制钻进深度。当孔钻至设定深度后，　严格按照比例进行配浆．配浆完成后检查浆液的凝固时间是　否可靠，合格后再进行喷射注浆。　（２）配浆。喷入管的端点装有混合器，方便了浆材的混合，　在达到设定深度后，自动关闭内管的喷气孔并进行横向喷射。　通过注浆泵把浆液压入内、外管，并在端头进行混合．混合后　通过滤网水平喷射．以便于浆材充分的渗透入地层中。　（３）设置喷浆孔。先用喷浆机喷射出清水，再将喷入管设　置在地下，通常喷入孔的间距为３０～５０ｅｍ。　（４）横喷射。设置好喷浆孔后，关闭喷浆混合室的端点，并　切换为横喷射。喷射量可根据实际需求进行调整　常用的喷射　量为１５—２０Ｌ／ｍｉｎｏ　（５）喷浆。在向外喷射浆液时，应注重调节注浆压力，将注　浆压力保持在０＿３—０．５ＭＰａ．就可以满足水平渗透的要求．如果　选择阶梯回抽喷射，通常步距为２０～３０ｅｍ。　（６）二次喷射。一次、二次喷射交替进行．实现复合喷射的　效果。二次喷射时选用浸透性材料，这种材料不仅黏性低．而　且凝胶时间长，在压力作用下．可以均匀的喷射到土质的颗粒　之间，从而减少了浆液对周边设备和施工人员的影响　在进行　复合喷射时。一次喷射属于限制性喷射．二次喷射属于渗透性　喷射，一次喷射与二次喷射相对独立又相辅相成．在二者的共　同作用下，浆材不会溢出至喷射范围之外，从而有效的保护了　地下环境，避免其受到化工材料的污染。　ＬｏＷ　ＣＡＲＢｏＮ　Ｗ０ＲＬＤ　２０１５，ｌ　３地铁结构的形变标准　３．１新建地铁对既有地铁结构变形的影响流程　图１新建地铁对既有地铁结构变形的影响流程图　由图１可知，在新建地铁的施工过程中，由于新地铁的开　挖扰动了既有地铁。引起了地层损失和固结沉降的现象．而这　些现象均会导致地层发生变形或者出现移动．从而导致了地　层中的既有隧道也发生了变形和移动，进一步影响了既有地　铁，使既有地铁所处的隧道净空发生变化，而地铁轨道也因此　受到影响发生了形变和移位。由此可见，要想有效的避免地铁　线路发生变形．最好的方式方法就是控制隧道结构的变形，而　控制隧道结构变形的关键在于变形缝的绝对沉降和变形缝两　侧的差异沉降　３．２制定既有地铁结构变形控制标准　３．２．１检验评估地铁结构　为了一份制定科学合理的既有地铁结构变形控制标准，　在新建地铁进行前必须要对既有地铁的结构进行详细严谨的　检验评估。在检验评估中需要重点检验的是混凝土的情况，混　凝土的外观、强度、炭化深度以及碱和氯离子的含量，除了混　凝土．还要检验钢筋的保护层厚度以及锈蚀情况。　３．２．２制定既有地铁结构变形控制标准　根据以上对地铁结构的检验评估情况进行安全检验计　算．并且参考国内外的相关标准和施工经验，制定既有地铁隧　道结构的控制标准和轨道结构变形控制标准。在地铁隧道结　构的控制标准中需要控制的数据为沉降或隆起量以及变形缝　的沉降差，在轨道结构变形控制标准中需要控制并记录的数　据为沉降或隆起量、轨道平移、两轨沉降差、道床开裂以及道　床与隧道脱离量　由于大断面的隧道施工工序复杂、工期长．并且系统工程　所涉及的每一道工艺、工序都会在不同程度上影响既有地铁　隧道的结构与地铁轨道的结构。每一道工序都会产生一定的　沉降量。而最终沉降量是由所有工序累计而成．因此，针对每　一种工艺都应制定相关标准控制其沉降量。首先由严密的计　算得到一个既有地铁的隧道结构沉降标准，为了保证地铁安　全，再取一个稍微严格的控制标准作为控制目标。既有地铁的　隧道结构都存在自身的变形特点和过程．以结构变形分配为　理论依据．通过精确的计算和以往的经验确定各个工序对沉　降量的控制．进而实现分阶段控制地铁隧道沉降控制标准。　４地铁结构的形变标准控制　４．１控制系统　在新建地铁隧道下穿既有地铁施工中使用的监测控制系　交通环保　统是高精度远程自动化实时监测系统．该系统运用的主要技　术手段是静力水准系统．该系统的优势在于可以实现不间断　监测．实时监控既有地铁隧道结构和地铁轨道结构是否发生　变形，实现了对数据的实时采集和反馈，并且不同于传统的监　测技术，可以在高密度行车区间正常使用。　除了高精度远程自动化实时监测系统的应用，在既有地　铁结构上还另外设置了隧道、轨道结构沉降监测点、两轨水平　间距监测点、两轨高度差监测点以及变形缝胀缩监测点．这些　监测点的设立足以帮助施工方清楚地了解由施工引起的沉降　槽的分布情况。和地铁隧道、轨道的结构特点。　４．２沉降分析　通过以上各个监测点得到监测数据．判断隧道、轨道结构　沉降、两轨水平间距、两轨高度差以及变形缝胀缩是否与标准　值有较大出入．监测数据在控带】标准以内的可不予理会。若差　距较大，则应分析出现问题的原因，采取补救措施，并在之后　的施工中加强控制　５结语　综上所述．在新建地铁隧道下穿既有地铁的施工中，必须　要注重既有地铁的加固，在既有地铁足够牢靠的基础上才能　进行新的作业。所以，要制定诸多相关标准，来要求加固程度，　才能保障新建地铁的安全性和实用性。至目前为止。我国的学　术界和工程界对新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术做了大　量的调查研究．但是对新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术　仍没有太多了解．这就需要今后国家的大力支持。　参考文献　【１］张成平，张预立，吴介普，骆建军．暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道　施工控制『Ｊ］．中国铁道科学，２００９，Ｏ１：６９～７３．　［２］汪春生．新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术［Ｊ】．都市快轨交通，　２０１０，Ｏ１：８２－８４＋８８．　［３］刘斌．新建地铁隧道下穿既有隧道的结构影响分析叨．四川建筑，　２０１０，０３：９６～９７＋９９．　收稿日期：２０１４—１２—１２　Ｄ　０　≥　Ｚ　０　∞　《　０　≥　０　瞧　圭ｌ　出　２４９