宋攀登 （粤水电轨道交通建设有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

随着城市地下空间开发进程的加快，既有地下市政设施受到新建结构的影响的问题越来越突出，对软土地区的轨道交通建设而言，其基坑开挖常遇到周围变形敏感的地下设施保护问题，若处理不当就会造成严重后果[4]。明挖隧道上跨下部结构施工中，不乏软土地层条件下上跨施工的案例及经验，但是地铁项目在软流塑状软土地层下明挖结构超近距离上跨既有电力隧道施工的案例情况不多见，如何有效解决软流塑淤泥层条件下明挖隧道基坑开挖引起下卧既有电力隧道变形的影响，确保既有电力隧道结构和基坑支护的安全，实现地下空间有效合理开发，亟待解决的关键技术。

1 工程简介

1.1 工程概况

广州市轨道交通二十二号线某出入场线工程地处番禺区，区间线路长度约1.5km，为地下负一层出地面结构，采用明挖法顺做法施工，基坑深约9.1～19.27m。局部上跨既有电力顶管隧道（未运营），基坑深约10m，宽约15m，围护结构采用型钢水泥土墙(1000mm@1100钻孔灌注桩/600厚连续墙)+两道混凝土支撑，基坑外侧采用850@600三轴搅拌桩全加固，加固范围10m，基坑内按照三轴搅拌桩裙边+抽条加固，有效桩长不小于5m，电力隧道上方搅拌桩深度到基底以下0.5m。该电力隧道埋深深度约为15m，顶管为钢承口方式连接，一节管长约2.5m，外直径为4.14m，与出入场线结构最小竖向净距约1.3m，以23°的角度斜穿投影长度约为38m。

1.2 工程地质条件

根据详勘地质资料，出入场线各岩土层进行分层。依次为杂填土层、淤泥＜2-1A＞、粉质黏土＜4N-2＞、粉土＜4F-2＞、全风化粉砂岩＜6＞、强风化粉砂岩＜7-3＞、中风化粉砂岩＜8-3＞、微风化粉砂岩＜9-3＞。明挖结构上跨既有电力隧道的部位存有深厚软弱地层为＜2-1A＞淤泥层软流塑状态，标贯值最小为1～2，明挖基坑全处于淤泥层，淤泥层厚度约20m，而电力隧道处于粉质黏土层和淤泥层中。

1.3 工程重难点分析

在淤泥层条件下，针对于明挖结构上跨既有电力隧道施工时，围护结构SMW工法桩桩底与电力隧道间软弱地层无法加固，后续基坑开挖后，淤泥层土体会出现很明显的卸荷的现象[3]，造成基底土体回弹，且又有施工荷载及土体自身侧压力作用在基坑两侧，把两侧支护结构向基坑内位移，同时加大了水平向应力使坑底土体向上隆起，并增加SMW工法桩底下未加固区域的渗漏概率，造成基坑失稳危及安全。

2 明挖区间上跨电力隧道施工技术

2.1 明挖隧道施工对电力隧道结构影响的三维模拟分析

根据出入场线明挖区间施工工法及工序及与既有电力隧道存在空间相互影响因素，首先采用MIDAS三维有限元软件模拟明挖基坑施工过程中每个工序对电力隧道的产生的不利影响[1]，根据相关数据综合分析诱发的上浮及位移范围，进一步对电力隧道的安全状态进行评估，针对性地给出一些解决方案及施工指导方面的建设性建议，为后续制定可行性施工方案及施工提供了科学的参考。

图1 明挖隧道与电力隧道平面关系图

2.2 地下连续墙施工

连续墙在淤泥层厚度均达20m中成槽，如采用常规的成槽工艺容易造成坍塌等安全事故，因此在地下连续墙施工前采用三轴搅拌桩机先对槽壁软弱地层加固，加固深度穿透软弱地层下1m为止，控制好边线避免造成侵限影响后续的成槽效率。

综合现有连续墙施工工艺，采用一种组合工法进行成槽，在槽段中采用旋挖钻机引孔，为后续成槽机及冲孔钻机创造临空面，加快成槽速度，也可以很好地控制成槽质量。上部较厚的软土层采用常规的抓斗作业，下部风化岩层则采用传统的冲孔钻机成槽，达到设计标高后利用方锤修槽，在施工过程中需注意槽壁加固体强度较高不易于抓槽，影响成槽垂直度。

2.3 围护桩施工

左线基坑一侧受既有高压线限高影响，设钻孔桩为支护结构，采用“回旋钻机+正循环泥浆护壁”施工的工艺，由于有限作业高度仅有12m，对于流塑状淤泥层中成孔，很容易发生塌孔或者浇筑混凝土过程中发生置换，则在钻孔过程中要保证循环泥浆比重在1.20以上，连续适度钻进成孔，时常检测钻孔过程中的泥浆比重稳定性，成孔后及时采用正循环清孔后下钢筋笼、浇筑混凝土，必须保证开孔后直至浇筑完混凝土不得间隔时间过长，防止塌孔，危及周边安全。

2.4 SMW工法桩施工

工法桩施工采用三轴搅拌桩机搅拌，桩间接头用分间隔式双孔全套复搅式连接方式，与连续墙和灌注桩接头处改用单侧挤压式连接方式，保证桩间止水效果及整体性。搅拌桩机下沉速度要比提慢50%左右，且提升速度控制在1m/min以下，完成搅拌时要及时安装好自制的导向架后及时吊装型钢插入，加固后要控制在1h内完成型钢插入，另现场还需准备液压锤压设备，防止型钢依然难以插入到位时使用，特别要注意型钢底部标高插入距离电力隧道结构顶预留约0.5m处止。间隔一桩预埋一种注浆管沿着型钢腹板角部布置与型钢一起下沉，为了后续加固SMW工法桩与电力隧道间的淤泥层，防止后续基坑开挖出现渗漏，发生基坑坍塌的隐患。

2.5 基坑开挖施工

该明挖基坑开挖对下卧电力隧道来说属于一个卸荷过程，要遵循短、频、快的开挖方法，采用科学合理开挖工序结合空间关系及监控量测数据进行快速施工[2]。上跨电力隧道长度范围约为50m，将该段基坑共分五个流水段，每段为10m（A、B、C、D、E），从A段开始向E块先后施工土石方及主体结构[5]。在基坑开挖前，利用降水井将水位降至顶管隧道以下，基坑外侧可结合施工实际情况设置回灌井，以防坑外水位大幅下降。

开挖前预备好大水桶，预防电力隧道上浮时用来加水反压。开挖过程中及时反馈现场监测情况及根据计算出开挖后的土方重量，进行信息化施工，电力隧道有上浮趋势时，在电力隧道管内放置一定重量的水桶加满水压重，减少卸载后的隧道上拱，平衡均匀布置；基坑开挖和支撑及其他结构施工须不间断实施，特别是开挖到底后不能让基坑暴露时间过长，最好控制在12h之内，及时封底，降低明挖基坑安全风险及电力隧道上浮导致结构开裂的风险，当完成上部结构后同时把水桶里的水适量放出抽出地面，减轻电力隧道重力，保持电力隧道恒载。

图2 电力隧道上浮处理措施施工图

明挖基坑上跨电力隧道区域若基坑底电力隧道与围护结构交叉处有冒泥水现象，要及时在隧道周围3m范围内采用双管高压旋喷二次注浆；在基坑封顶前严禁在基坑两侧施工便道堆重载及通过重载设备。

2.6 顶部回填施工

主体结构顶板及其防水层施工完成后立即施作回填土，分层夯实，控制好每层厚度及压实密度，结构两侧回填土方时，在两侧同时均匀回填反压，快速恢复电力隧道上方覆土荷载，保证电力隧道结构安全。

3 施工效果

出入场线区间隧道施工过程中诱发电力隧道结构最大水平位移为10mm，最大竖向位移为18mm，总体变形在电力隧道控制值范围之内，也均满足相关规范要求，不危及电力隧道结构安全。

4 结语与建议

以广州市轨道交通二十二号线工程某出入场线为背景，针对软流塑淤泥层条件下明挖隧道上跨既有电力隧道施工所遇到的多重技术难题，得出以下结论。

针对淤泥层条件下带来多重施工问题，分段动态调整施工对策以适应基坑却荷后电力隧道上浮，具体包括采用多种支护方式，针对性地基加固保证了基坑安全，基坑开挖分段分层均匀快速封闭，并利用监控量测数据反馈施加配重反压等一系列联合措施。

工程实践证明，该施工工法保障了明挖隧道快速施工，控制了基坑变形过大和变形始终得到有效控制，降低基坑开挖施工安全风险，保证电力隧道的安全，可为国内外工程类似工程提供宝贵的施工经验，但是还是有很多方面值得我们再去研究解决。例如，上跨电力隧道段SMW工法桩与电力隧道还存在一定范围的淤泥层无法加固，存在一定的安全风险，这应是在后续工作中进一步研究的重点。