翟和明，李冬瑾

(中咨工程建設(shè)監(jiān)理公司，北京 100048)

1 工程概況

北京地鐵昌八聯(lián)絡(luò)線工程位于昌平區(qū)境內(nèi)，設(shè)計(jì)區(qū)間工法采用盾構(gòu)法施工，線路下穿既有地鐵8號(hào)線出入段線，穿越中心里程為ZDK5+793.524，交叉長(zhǎng)度為33.53 m，折合管片環(huán)號(hào)為408～435環(huán)，中心位置為421～422環(huán)。穿越段盾構(gòu)隧道埋深18.8 m，下穿段主要地層為:⑨粉質(zhì)黏土層、⑨2粉土層、⑩粉質(zhì)黏土層、⑩2粉土層。盾構(gòu)隧道與既有線隧道之間主要地層為:⑨粉質(zhì)黏土層、⑨2粉土層、粉質(zhì)黏土。中心穿越位置盾構(gòu)隧道頂部與既有隧道底部間距3.18 m。地下水主要影響為層間水，埋深20.2～29.8 m.

地鐵區(qū)間下穿既有地鐵隧道是施工的難點(diǎn)，尤其在含水的松軟黏土、粉質(zhì)黏土層中穿越既有線施工難度更大，土體受擾動(dòng)后極易產(chǎn)生沉降，工程控制難度極大。

2 盾構(gòu)下穿既有地鐵線施工

2.1 工程施工的難點(diǎn)

北京地鐵昌八聯(lián)絡(luò)線盾構(gòu)施工工程下穿既有地鐵8號(hào)線，屬于特級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源，綜合施工環(huán)境、工程地質(zhì)等因素，本工程施工難點(diǎn)如下:

1)既有8號(hào)線出入段線為正在運(yùn)營(yíng)區(qū)間，必須確保地鐵列車的運(yùn)行安全，盾構(gòu)穿越施工時(shí)的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求很高，軌道沉降值不得高于3 mm。

2)既有8號(hào)線出入段線施工方法為礦山法施工，與盾構(gòu)隧道的的間距很小，最小間距僅有3.18 m，施工影響的敏感度高。

3)在穿越段，沒有對(duì)既有8號(hào)線隧道進(jìn)行側(cè)向加固的條件，只能依靠調(diào)整盾構(gòu)參數(shù)及加強(qiáng)施工技術(shù)來控制沉降。

4)區(qū)間穿越段為斜穿，隧道為轉(zhuǎn)彎半徑350 m的圓曲線，且存在1.65%的上坡，推進(jìn)過程中，盾構(gòu)姿態(tài)的調(diào)整易對(duì)周圍土體造成影響。小半徑穿越，姿態(tài)調(diào)整難度較大，對(duì)注漿等工作控制難度較大。

2.2 控制土體沉降的措施

根據(jù)本區(qū)間前期施工的經(jīng)驗(yàn)及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件下施工的沉降規(guī)律，設(shè)計(jì)了控制沉降技術(shù)方案，經(jīng)多次修改后，在施工中得到實(shí)施。

2.2.1 盾構(gòu)同步注漿漿液配合比設(shè)計(jì)

開挖過程中，刀盤開挖的空隙與管片實(shí)際外徑存在一定的間隙，在掘進(jìn)的過程中，管片逐步脫出盾尾，掘進(jìn)的同時(shí)須同步將漿液注入管片與開挖面之間的縫隙，以盡快填充環(huán)形間隙使管片盡早與地層共同作用，防止地面變形過大而危及周圍環(huán)境安全，同時(shí)作為管片外防水和結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層。

同步注漿的漿液需第一時(shí)間注入縫隙內(nèi)，并快速初凝，穿越既有8號(hào)線段，主要為黏土和粉質(zhì)黏土，該土體一般在受到擾動(dòng)后，土體重塑時(shí)間較長(zhǎng)，所以就要求漿液在最快的速度結(jié)石，并開始起到支撐作用。漿液的初凝過快，容易對(duì)注漿管路造成影響，容易發(fā)生堵管現(xiàn)象，給施工造成影響，初凝時(shí)間過長(zhǎng)，漿液不易及時(shí)凝結(jié)。故穿越段選用的漿液初凝時(shí)間不得高于6 h，結(jié)石率不得低于90%。自穩(wěn)性較好地段和風(fēng)險(xiǎn)地段的漿液配比設(shè)計(jì)見表1。

表1 同步注漿材料配比 kg

2.2.2 施工過程中的注漿

1)同步注漿技術(shù)

盾構(gòu)施工，沉降控制主要依靠的是同步注漿，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過程中，管片逐步脫離盾尾，管片與土體的間隙如不第一時(shí)間被填充密實(shí)，殘余空隙將對(duì)沉降起到直接影響。故穿越既有線風(fēng)險(xiǎn)源段，盾構(gòu)機(jī)應(yīng)做到連續(xù)、平穩(wěn)掘進(jìn)，掘進(jìn)速度控制在40 mm/min左右，在保持此速度的前提下，一環(huán)的掘進(jìn)時(shí)間控制在30 min左右，這樣可以確保同步注漿的漿液充足，減少空隙。

2)二次注漿技術(shù)

在同步注漿完畢后，雖然漿液已經(jīng)填注飽和，但由于漿液的凝固收縮，依然會(huì)產(chǎn)生空隙。這時(shí)就需要進(jìn)行二次補(bǔ)漿。二次補(bǔ)漿的控制要點(diǎn):漿液的注入時(shí)間、漿液的凝固時(shí)間、漿液的注入壓力、漿液的注入量。第一次和第二次注漿漿液一般選擇在同步注漿剛初凝時(shí)，此時(shí)，同步注漿漿液初凝，基本完成初步收縮，二次注漿漿液容易填充縫隙，即注漿位置選擇在同步注漿6 h后開始注漿。二次注漿一般選擇水泥、水玻璃雙液漿，雙液漿初凝時(shí)間早容易發(fā)生堵管，時(shí)間短容易造成漿液流竄，消耗量大，且起不到空隙填充的作用。故二次漿液一般選擇為60 s凝固。二次注漿以壓力控制為主，注漿壓力設(shè)定為300～400 GPa，如土倉(cāng)壓力因注漿上升，及時(shí)減小注漿壓力。

2.3 盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)中部分參數(shù)的控制

盾構(gòu)施工過程中需要根據(jù)各種參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以確保順利通過。

1)由于盾構(gòu)隧道是近距離穿越既有線，考慮到本工程選用的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)為面板式，土壓傳感器與掌子面土壓存在誤差，上土壓較計(jì)算值適當(dāng)調(diào)高0.02～0.03 MPa左右。

2)施工過程中嚴(yán)格保壓，確保土壓在控制值上下波動(dòng)不超過0.01 MPa。減少盾構(gòu)施工對(duì)周圍土體的擾動(dòng)。

3)根據(jù)出土情況，及時(shí)調(diào)整泡沫用量改良土體。

4)嚴(yán)格控制出土量，從操作司機(jī)到龍門吊司機(jī)設(shè)定多處檢查，避免超挖。

5)由于同步注漿壓力較大，需調(diào)整盾尾油脂，選用C.E.S等膨脹性、黏稠油脂，確保不漏漿。

2.4 用沉降監(jiān)控測(cè)量指導(dǎo)施工

為動(dòng)態(tài)監(jiān)控既有線的沉降，施工前在8號(hào)線出入段線隧道內(nèi)布設(shè)了靜力水準(zhǔn)儀，在穿越施工期間實(shí)時(shí)監(jiān)控隧道沉降，及時(shí)反饋信息，為施工過程提供指導(dǎo)依據(jù)。在下穿交叉的范圍內(nèi)，布設(shè)了16臺(tái)靜力水準(zhǔn)儀，布設(shè)位置見圖1，進(jìn)行24 h跟蹤監(jiān)控，每10 min監(jiān)測(cè)一組數(shù)據(jù)，繪制出沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)圖，見圖2。最終將既有8號(hào)線沉降控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。

圖1 靜力水準(zhǔn)儀布設(shè)點(diǎn)分布(單位:m)

圖2 JD3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

3 結(jié)語(yǔ)

隨著城市地鐵、水利工程等地下工程的快速發(fā)展，盾構(gòu)廣泛的施工，盾構(gòu)下穿既有線及地面建(構(gòu))筑物將越來越多。本工程下穿既有線的措施及辦法，為下一步盾構(gòu)施工提供了經(jīng)驗(yàn)和辦法。

在松軟黏土、粉質(zhì)黏土地層中穿越既有線，應(yīng)加強(qiáng)注漿及二次注漿量，漿液的結(jié)石率、初凝時(shí)間是尤為關(guān)鍵的要點(diǎn)。盾構(gòu)土壓的控制是減少盾構(gòu)對(duì)土體擾動(dòng)的有效辦法。

［1］中國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50204—2002 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

［2］中華城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部.GBJ 208—83 地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1983.

［3］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB 50446—2008 盾構(gòu)法隧道施工驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

［4］劉建航.侯學(xué)淵.盾構(gòu)隧道［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，1991.

［5］曹洋.土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)過地鐵車站施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2012(4):96-98.