下穿既有地铁的新建地铁隧道施工技术分析

2018-02-06白晓杨

建材与装饰 2018年5期

白晓杨

（中铁四局集团第五工程有限公司）

引言

如果既有地铁与新建地铁隧道较近，既有地铁的结构与重要程度等皆受新建隧道位置关系的影响。施工需注意区、采取措施区、无影响区是新建地铁隧道施工对既有线路影响范围的划分区域。新建地铁隧道的位置、规模以及工程的地质条件、所处地形是划分相邻既有结构施工影响的主要依据，编制科学、合理的施工方案需要在上述因素的基础上进行。

1 下穿既有地铁的施工技术概述

既有地铁的加固处理是下穿既有地铁的新建地铁隧道施工的关键，通过对既有地铁进行加固处理，可以对地铁变形进行有效的控制。加固既有地铁的钢轨，采用规矩拉杆、护轨建设等方式控制轨道的变形情况，防止施工时期产生既有地铁变形问题。下穿既有地铁的新建地铁隧道施工时，因为不均的沉降较易产生在变形缝位置，所以有关人员须调整轨道地板，并加固轨道梁。地铁隧道整体的加固方法主要有WSS加固以及袖阀管止浆墙[1]。WSS加固主要是指钻孔后对喷浆孔进行设计，使喷浆口横向喷射，处理后进行二次横向喷射。袖阀管止浆墙主要是指钻孔后进行下管，注浆处理①、②孔序后进行灌浆与封孔。

2 施工控制的注意事项

控制既有地铁结构的变形速度及变形量是下穿既有地铁的新建地铁隧道施工的关键，通过严格控制既有结构的变形速度与变形量，确保既有线路与新建隧道的安全。施工控制应注意以下事项：①地铁隧道开挖断面面积。如果断面满足地铁施工的要求，施工人员减小隧道的开挖断面面积，或是将大断面隧道进行分散处理，降低对地下周边环境的影响。②隧道的沉降。通过分阶段开挖隧道，可对地下施工的安全隐患有效排除。施工人员加强对施工各环节的监督以及控制，并在施工完毕后及时检测隧洞与隧道地表的情况。当检验结果达到了沉降的控制要求时，地铁结构则较为稳定、安全。③结构托换。在施工过程中，通过托换技术预支护既有地铁结构。

3 下穿既有地铁施工方法的应用

3.1 WSS加固法

采用WSS法的准备工作主要有以下两点：①对掌子面进行封堵，并对钢架进行使用悬挂钢筋网片连接，新建地铁隧道施工可在喷射混凝土被封堵的2～3h后进行。②搭建钻机平台应选择在合理的位置，并且其搭建角度应满足钻机灵活移动的空间需求，有关人员也需控制钻机的各项数据，放射孔的角度尽量控制在8～100°的范围内[2]。WSS加固法主要施工流程见图1。

WSS加固法主要有以下要点：①钻孔。施工人员在施工过程中应对钻杆的角度进行控制，保证钻杆钻进预计深度的准确。完成这一步骤后，有关人员则要合理对浆液进行调配。值得注意的是，调配后的浆液在对其凝固时间可靠性检查、达到标准后方可使用，且一般浆液使用量的范围是5～20L/min。②配浆。安装混合器在喷入馆的终端，其能够充分混合浆材。首先通过注浆泵在外管与内管中注入浆材，接着采用混合器混合浆材，当钻杆达到一定深度与高度时关闭混合器。最后通过滤网过滤后，将混合完毕的浆材向地层喷射。③喷浆孔与横喷射。在混合室处理完毕后，通过钻机将喷入管放置在地下，且地下喷入管的间距要保持一定的范围。之后再进行喷射，喷射的用量多为15～20L/min。④喷浆与二次喷射。施工人员在喷浆时应对喷浆的压力有效把握，最佳压力为0.3～0.5MPa。二次喷射的过程中，应使用交替喷射的方式，且最好第一次为限制喷射，第二次为渗透喷射。由于渗透喷射的凝胶时间长且材料黏性较低，喷射到土质上的浆液较为均匀，能够避免浆材喷出到规定范围以外的区域，保证了新建地铁隧道的正常施工，使周围环境受到的施工影响较小。

图1 WSS加固流程图

3.2 袖阀管注浆法

袖阀管注浆法主要有以下步骤：①钻孔。通过施工前采用水平尺以及垂球对钻机的水平性进行矫正，避免地面与钻杆之间出现倾斜。②下管。在对各个钻孔处理完毕后，需在钻孔内注入套壳料混合料，通过这种方式排出孔内的泥浆。其次，在钻孔内放置袖阀管，袖阀管的分节以4m为最佳，且应在每节袖阀管钻取25cm的孔洞。下管后连接相邻管节，使用粘合剂加固、粘连。封口料应优先选择细石混凝土，并加入速凝剂配合使用。混合液首次凝结后才可进行封口处理。③一序孔注浆孔注浆。施工人员进行注浆时应遵循自上而下的原则，注浆距离最好为50cm。设置专门人员调控注浆设备，对每台机器的注浆效果加以控制。一孔序的控制标准是注浆量，只有在之前的注浆孔达到有关标准后才可处理下个注浆孔。当注浆孔未达到要求时，可在下个注浆孔对注浆量进行增加。④二序注浆孔注浆。一序注浆孔工序完成1d后可以注浆处理相邻的二序注浆孔。施工人员应重视注浆的浆液，对浆液的控制范围进行控制。⑤封孔与灌浆。将水泥注入袖阀管中进行封孔。灌浆方式应采用高压力灌浆的方式，或对需要灌浆的管节进行处理。

3.3 二衬施工与开挖支护

施工人员的施工间隔多为5m，通过钢架确保施工人员安全，特别是特殊地段需注浆封闭。二衬施工与开挖支护的施工要点主要有以下几点：①调整支护结构强度。二衬施工与开挖支护尽量采用临时支架，钢架间的距离以30cm为佳。相邻钢架的焊接应使用连接角钢，并设置锁脚锚管在钢架的两侧。工资钢的固定可采用10钢筋，且二衬施工时，施工人员要对地下地铁结构变形加以重视。②分区开挖。由于下穿地铁施工的工程量较大，可将工程分为多个小工程，开挖时应遵循自上而下的原则[3]。上部导洞可以避免下部导洞发生沉降的现象，导洞的变相叠加的得以有效避免。分区开挖不仅可以使压力的释放得以减少，而且还可使地质破坏情况进一步减少。③保证线路结构与初支结构的紧密相连。钢架应相切于地铁线路的底面，且应采用钢楔子顶紧钢架之间的间隙，避免新建地铁应缝隙产生沉降现象。使用木楔子顶实钢架下部，提高钢架的支持强度。④密排钢。采用钢架紧密排布的方式能够对缝隙有效减少，并且钢架连接可以使用角钢。⑤初支背后回填注浆。初支施工过程中，将小导管设置在钢架环周围，待设置完成后的2～3h开始回填注浆处理。⑥二衬背后注浆。混凝土浇筑前，将注浆管预先埋在缝隙处，并焊接注浆管的防水板与上部圆盘。

下穿既有地铁的新建地铁隧道施工前后，有关人员应对注浆加固的区域进行抽芯实验。并根据检测数据，对施工环境、施工技术等进行分析。