摘要：針對(duì)地鐵車(chē)站暗挖隧道穿越既有線(xiàn)的施工技術(shù)進(jìn)行了深入探討，以確保施工安全并減少對(duì)既有線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)的影響。通過(guò)精確操控盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，同步注漿與二次注漿壓力控制，以及后期沉降的嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，可有效控制隧道施工精度和穩(wěn)定性。在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用復(fù)合襯砌支護(hù)方式，強(qiáng)化了隧道的基礎(chǔ)承載作用力。通過(guò)綜合運(yùn)用優(yōu)化后的施工技術(shù)和管理策略，地鐵車(chē)站暗挖隧道能夠成功穿越既有線(xiàn)路，且對(duì)既有線(xiàn)路的運(yùn)營(yíng)影響最小化，在施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制了各項(xiàng)參數(shù)，將隧道變形量控制在3.2mm以?xún)?nèi)，確保了施工質(zhì)量和既有線(xiàn)路的安全，并為類(lèi)似工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)站暗挖隧道既有線(xiàn)施工技術(shù)

ResearchonConstructionTechnologyofUndergroundTunnelsCrossingExistingLinesinSubwayStations

ZHANGZhen’guo

UrbanRailTransitEngineeringCo.，Ltd.，ChinaRailwayTenthBureauGroupCorporationLimited，GuangzhouCity，GuangdongProvince，511400China

Abstract：Thearticleexploresindepththeconstructiontechnologyofundergroundtunnelcrossingtheexistinglinesinsubwaystations，inordertoensureconstructionsafetyandreducetheimpactontheoperationofexistinglines.Theaccuracyandstabilityoftunnelconstructioncanbeeffectivelycontrolledbyprecisecontrolofthepostureoftheshieldmachine，simultaneousgroutingandsecondarygroutingpressurecontrol，andstrictmonitoringoflatersettlement.Inthedesignofthesupportingstructure，acompositeliningsupportmethodisadoptedtostrengthenthefoundationbearingcapacityofthetunnel.Throughthecomprehensiveuseofoptimizedconstructiontechnologyandmanagementstrategy，theundergroundtunnelofthesubwaystationcansuccessfullycrosstheexistingline，andtheimpactontheoperationoftheexistinglineisminimized.Duringtheconstructionprocess，theparametersarestrictlycontrolled，thetunneldeformationiscontrolledwithin3.2mm，toensuretheconstructionqualityandthesafetyoftheexistingline，andprovidevaluableexperienceforsimilarprojects.

KeyWords：Subwaystations;Undergroundexcavationoftunnels;Existinglines;Constructiontechnology

隨著城市化進(jìn)程的加速，地鐵作為城市交通的重要組成部分，其建設(shè)需求日益增長(zhǎng)。然而，在城市地鐵網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到新建地鐵線(xiàn)路需要穿越既有線(xiàn)路的情況，這就對(duì)施工技術(shù)提出了更高的要求。特別是在地鐵車(chē)站暗挖隧道穿越既有線(xiàn)的施工中，技術(shù)的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)性尤為突出。暗挖隧道穿越既有線(xiàn)的施工技術(shù)，不僅關(guān)系到新建線(xiàn)路的施工質(zhì)量和進(jìn)度，更直接影響既有線(xiàn)路的安全運(yùn)營(yíng)。因此，在施工前，必須對(duì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及既有線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行深入研究，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的施工方案。

1地鐵暗挖隧道施工技術(shù)概述

1.1暗挖隧道施工技術(shù)簡(jiǎn)介

暗挖隧道施工技術(shù)的基本概念源自地下挖掘方法（NewAustrianTunnelingMethod），主要采取各種配套施工手段，強(qiáng)化圍巖，以最大限度地發(fā)揮其自承荷能力[1]。在完成隧道開(kāi)挖后，及時(shí)支撐并封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，與圍巖共同形成一個(gè)阻止過(guò)度變形的聯(lián)合支護(hù)系統(tǒng)。

1.2施工前的勘察與準(zhǔn)備工作

在開(kāi)挖之前，地層需要預(yù)先多余加固和處理。隧道的開(kāi)挖是暗挖工程的關(guān)鍵一環(huán)，依據(jù)地質(zhì)環(huán)境和項(xiàng)目需求的差異，選用恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖方式9pYapQ+3mhvgJGejWERLjg==（比如全面截?cái)喾?、臺(tái)階法等），一定期間后還應(yīng)執(zhí)行二次襯砌。從對(duì)地層進(jìn)行了預(yù)備加固和處理開(kāi)始，至隧道開(kāi)挖、最早期承托軌道、防水堡壘以及二次襯砌，再至觀察分析以及特別狀況下的建設(shè)技巧與生態(tài)保存方案，每一個(gè)流程都必須精細(xì)計(jì)劃和操作，確保工地安全且達(dá)成高工程品質(zhì)。

1.3暗挖隧道的基本施工流程

暗挖隧道須進(jìn)行施工前的勘探和設(shè)計(jì)工作。這包括對(duì)地質(zhì)和水文條件的詳細(xì)勘探，以了解施工區(qū)域的具體情況，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程規(guī)模，選擇并準(zhǔn)備必要的施工設(shè)備和機(jī)械，如挖掘機(jī)、裝載機(jī)、破碎機(jī)和地質(zhì)探測(cè)設(shè)備等。在隧道入口和出口處，需要進(jìn)行樁基施工，通常采用鉆孔灌注樁的方式，然后進(jìn)行隧道開(kāi)挖工作。在此過(guò)程中，須對(duì)隧道頂部進(jìn)行支護(hù)，如采用噴射混凝土和鋼支撐等方式，通過(guò)降低地下水位和使用抽水泵等方法確保施工現(xiàn)場(chǎng)的干燥。完成挖掘工作后，須進(jìn)行地下連續(xù)墻的施工，以提高隧道的穩(wěn)定性并對(duì)土體進(jìn)行支護(hù)。隨后，建設(shè)排水系統(tǒng)，包括排水管道的鋪設(shè)和排水泵的安裝，確保隧道內(nèi)部排水暢通。

2既有線(xiàn)路的加固技術(shù)研究

2.1既有線(xiàn)路加固的必要性

既有線(xiàn)路通常是城市交通的重要組成部分，承載著大量的客運(yùn)和貨運(yùn)需求。暗挖隧道在施工過(guò)程中會(huì)對(duì)既有線(xiàn)路的土壤和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?，可能?huì)導(dǎo)致既有線(xiàn)路的變形、沉降甚至坍塌，嚴(yán)重威脅交通安全和線(xiàn)路的正常運(yùn)營(yíng)[1]。加固措施可以有效地保護(hù)既有線(xiàn)路的完整性。通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索、鋼板樁、注漿等技術(shù)手段，可以增強(qiáng)土體的承載力和穩(wěn)定性，防止因施工擾動(dòng)引起的土體松動(dòng)和破壞。

2.2加固方案的設(shè)計(jì)與選擇

2.2.1預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)

在實(shí)施預(yù)應(yīng)力錨索加固時(shí)，需要根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果確定錨索的長(zhǎng)度、直徑和預(yù)應(yīng)力值等關(guān)鍵參數(shù)[2]。例如：在某地鐵車(chē)站暗挖隧道項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)采用了長(zhǎng)度為30m、直徑為15.24mm的高強(qiáng)度鋼絞線(xiàn)作為預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力值設(shè)定為1000KN。通過(guò)鉆孔將錨索植入巖土層中，然后張拉預(yù)應(yīng)力筋并固定，使土體受到預(yù)壓應(yīng)力，從而提高其穩(wěn)定性和抗剪強(qiáng)度。

2.2.2鋼板樁加固技術(shù)

鋼板樁加固技術(shù)特別適用于軟土地區(qū)。該技術(shù)利用鋼板樁的剛度和強(qiáng)度，通過(guò)打入或振動(dòng)下沉的方式將鋼板樁固定在土體中，形成一道連續(xù)的擋土墻，以抵抗土壓力和水壓力。在某地鐵車(chē)站暗挖隧道項(xiàng)目中，采用了長(zhǎng)度為12m的U形鋼板樁進(jìn)行加固。根據(jù)地質(zhì)條件和施工要求，鋼板樁的截面尺寸和間距進(jìn)行了精確計(jì)算和設(shè)計(jì)。通過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)備將鋼板樁打入土體，形成一道穩(wěn)固的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.2.3注漿加固技術(shù)

注漿加固技術(shù)是通過(guò)向土體中注入特定的漿液材料，以填充土體中的孔隙和裂縫，提高土體的密實(shí)度和承載能力。在地鐵車(chē)站暗挖隧道穿越既有線(xiàn)施工中，注漿加固技術(shù)被廣泛應(yīng)用于加固周?chē)馏w，防止土體松動(dòng)和坍塌。在某地鐵項(xiàng)目中，采用了水泥-水玻璃雙液注漿技術(shù)進(jìn)行加固。根據(jù)地質(zhì)條件和施工要求，確定了注漿材料的配比、注漿壓力和注漿量等關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)專(zhuān)業(yè)注漿設(shè)備將漿液注入土體中，漿液在土體中凝固后形成一道堅(jiān)固的屏障。

2.3加固施工的關(guān)鍵步驟與注意事項(xiàng)

地鐵車(chē)站暗挖隧道穿越既有線(xiàn)的加固施工，是一個(gè)技術(shù)性強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)性高的工程。在進(jìn)行此類(lèi)施工時(shí)，必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行，確保每一步都精準(zhǔn)無(wú)誤。最開(kāi)始要針對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察，了解土層的性質(zhì)、地下水的狀況等，根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，結(jié)合既有線(xiàn)路的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出合理的加固方案[3]。根據(jù)加固方案，準(zhǔn)備如注漿機(jī)、鉆機(jī)、錨索、鋼板樁等施工設(shè)備與材料，在預(yù)定位置鉆孔并安裝預(yù)應(yīng)力錨索。張拉錨索并施加預(yù)應(yīng)力，在需要的位置打入或振動(dòng)下沉鋼板樁，形成連續(xù)的擋土結(jié)構(gòu)，通過(guò)注漿管向土體中注入特定的漿液，填充土體中的孔隙和裂縫，要持續(xù)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保加固效果符合預(yù)期，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

在施工過(guò)程中，要始終將安全放在首位。施工人員必須佩戴好安全防護(hù)用品，嚴(yán)格遵守施工規(guī)范。加固施工對(duì)精度要求很高，必須確保每一步都按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，避免出現(xiàn)偏差。在施工過(guò)程中，要特別注意保護(hù)既有線(xiàn)路的安全和穩(wěn)定，避免對(duì)其造成損害。施工完成后，要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查和驗(yàn)收工作，確保加固效果達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

2.4加固效果的評(píng)估方法

土體位移監(jiān)測(cè)通過(guò)布設(shè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在施工前后定期觀測(cè)土體的位移情況。位移量可以通過(guò)全站儀、測(cè)距儀等設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。常用的計(jì)算公式為

式（1）中，為是沉降量；為初始高程；為當(dāng)前高程。通過(guò)在土體中埋設(shè)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)，監(jiān)測(cè)加固過(guò)程中和加固后的土體應(yīng)力應(yīng)變變化。這可以幫助評(píng)估加固效果以及土體的穩(wěn)定性。采用平板載荷試驗(yàn)等方法，測(cè)試加固后土體的承載能力。承載力可以通過(guò)下式進(jìn)行估算：

式（2）中：為土體的極限承載力；為破壞時(shí)的總荷載；為承載面積。利用有限元等數(shù)值模擬方法，模擬施工過(guò)程和加固后的土體應(yīng)力分布、位移場(chǎng)等，從而評(píng)估加固效果。這種方法可以預(yù)測(cè)和分析土體的變形和穩(wěn)定性。結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，對(duì)加固效果進(jìn)行定性和定量的評(píng)估。

3穿越既有線(xiàn)路的暗挖隧道施工技術(shù)

3.1穿越既有線(xiàn)路的施工難點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)分析

新建暗挖地鐵線(xiàn)路在跨或下穿既有地鐵線(xiàn)路時(shí)，需要進(jìn)行既有線(xiàn)路的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施。淺埋暗挖法大跨度地鐵車(chē)站具有埋深淺、開(kāi)挖斷面大等特點(diǎn)，圍巖穩(wěn)定性差，施工技術(shù)復(fù)雜，稍有不慎便可能產(chǎn)生過(guò)大的地層變形甚至坍塌[4]。

3.2施工前的既有線(xiàn)路狀態(tài)評(píng)估

在正式開(kāi)始施工之前，對(duì)現(xiàn)有的地鐵隧道結(jié)構(gòu)采取加固措施是必要的。新建工程穿越期間，既有地鐵設(shè)施的主要監(jiān)測(cè)對(duì)象包括既有地鐵設(shè)施的主體結(jié)構(gòu)變位及裂縫開(kāi)展和運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路的幾何狀態(tài)改變。

施工通過(guò)數(shù)值計(jì)算、類(lèi)似工程調(diào)研及理論分析來(lái)得出隧道開(kāi)挖對(duì)既有集通鐵路的影響，并對(duì)鐵路隧道下穿施工采取安全技術(shù)措施和指導(dǎo)建議，提出了基于動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（DynamicBayesianNetwork，DBN）和模糊綜合評(píng)價(jià)法（FirebaseCloudMessaging，F(xiàn)CM）的地鐵隧道施工動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，建立地鐵隧道施工風(fēng)險(xiǎn)DBN模型[5]，假設(shè)想要計(jì)算在時(shí)間時(shí)給定所有風(fēng)險(xiǎn)因素的條件下，施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。這可以通過(guò)貝葉斯公式來(lái)計(jì)算

由于直接計(jì)算這個(gè)聯(lián)合概率可能非常復(fù)雜，采用DBN模型來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算。在DBN中，利用條件概率表（ConditionalProbabilityTable，CPT）來(lái)表示每個(gè)節(jié)點(diǎn)與其父節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)、專(zhuān)家知識(shí)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法來(lái)學(xué)習(xí)和優(yōu)化。

3.3暗挖隧道穿越既有線(xiàn)路的施工步驟

3.3.1開(kāi)挖方法的優(yōu)化

在超淺埋暗挖隧道施工中，通過(guò)對(duì)隧道圍巖進(jìn)行注漿加固，保證工作面處于穩(wěn)定狀態(tài)，然后施作超前大管棚、超前小導(dǎo)管與型鋼拱架等超前支護(hù)措施，結(jié)合地質(zhì)條件，采用適合的施工技術(shù)和工法，建立一套新建地鐵隧道穿越既有地鐵的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管理體系，并完善其配套的風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)[6]。針對(duì)下穿既有線(xiàn)的淺埋暗挖隧道安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)管理研究，在施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)既有鐵路路基及軌道的監(jiān)測(cè)，防止坍塌和沉降，以提高風(fēng)險(xiǎn)管理的效率。

3.3.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工

在淺埋暗挖法施工技術(shù)中，通常需要對(duì)隧道進(jìn)行兩次支護(hù)，第一次支護(hù)是通過(guò)復(fù)合襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)方式，強(qiáng)化隧道的基礎(chǔ)承載作用力。在新建隧道盾構(gòu)下穿既有隧道時(shí)，應(yīng)確保既有隧道結(jié)構(gòu)受力及變形安全，且不中斷既有軌道交通正常運(yùn)營(yíng)。隧道尺寸和施工方法也會(huì)影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。隧道尺寸越大，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的要求也越高。在穿越既有線(xiàn)路時(shí)，還需要特別考慮既有線(xiàn)路的情況。支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須確保既有線(xiàn)路的安全和穩(wěn)定，避免對(duì)其造成損害。

3.3.3防水與排水措施

在盾構(gòu)隧道施工中，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的精確操控確保了隧道的三維空間位置精度。通過(guò)嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、同步注漿與二次注漿的壓力，以及后期沉降的監(jiān)測(cè)，工程團(tuán)隊(duì)成功地控制了隧道的精度和穩(wěn)定性。在管片鋼筋工程中，通過(guò)嚴(yán)格把控鋼筋原材料的質(zhì)量和加工精度，確保了管片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

3.4施工過(guò)程中的安全防護(hù)措施

在施工前，應(yīng)對(duì)既有線(xiàn)路進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，包括地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等因素，以識(shí)別潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)不同的斷面形式、不同地層采取相應(yīng)的施工方案和支護(hù)措施，建立和完善施工安全管理c341daaf7da844f8203130da70d309ac體系，包括安全生產(chǎn)責(zé)任制度、質(zhì)量安全責(zé)任登記制度等，層層細(xì)化落實(shí)質(zhì)量安全責(zé)任，遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則進(jìn)行施工，所有進(jìn)入隧道工地的人員，必須按規(guī)定佩戴好安全防護(hù)用品，遵章守紀(jì)，聽(tīng)從指揮。施工人員須建立有效的監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控隧道施工過(guò)程中的各項(xiàng)指標(biāo)，如圍巖壓力、地下水位等，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即采取措施，防止事故的發(fā)生。施工過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制既有線(xiàn)路的變形，尤其是在導(dǎo)洞封端距既有線(xiàn)最小距離僅為3.2m的情況下，變形控制要求在3.2mm以?xún)?nèi)。

4結(jié)論

此項(xiàng)研究展示了卓越的品質(zhì)，在混凝土澆筑和管片防水的細(xì)致操作上都彰顯了對(duì)品質(zhì)追求無(wú)懈可擊。精確操控盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、同步注漿與二次注漿壓力，以及嚴(yán)格監(jiān)測(cè)后期沉降，是有效控制隧道施工精度和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。復(fù)合襯砌支護(hù)方式在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，強(qiáng)化了隧道的基礎(chǔ)承載作用力，提高了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。這種支護(hù)方式在復(fù)雜地質(zhì)條件下表現(xiàn)尤為出色，為隧道施工提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]孫璐.地鐵站暗挖區(qū)間隧道防水施工技術(shù)應(yīng)用研究[J].新型工業(yè)化，2022，12（2）：96-98.

[2]張維，梁橋欣.地鐵車(chē)站復(fù)雜暗挖站臺(tái)隧道開(kāi)挖施工技術(shù)[J].建筑施工，2023，45（8）：1631-1633.

[3]楊維威.暗挖區(qū)間隧道下穿既有地鐵車(chē)站施工技術(shù)[J].工程機(jī)械與維修，2022（5）：260-261.

[4]姜龍坤.地鐵隧道近距離下穿既有車(chē)站施工技術(shù)[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)（全文版）工程技術(shù)，2022（6）：116-118.

[5]路開(kāi)鋒.北京新建地鐵工程穿越既有線(xiàn)方案及暗挖工法研究[D].北京：清華大學(xué)，2013.

[6]蔡根森.大斷面礦山法隧道近距離下穿既有地鐵隧道施工力學(xué)及控制技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2022.