双线小净距暗挖隧洞近距离下穿既有大型结构施工

段学林

【摘要】本文首先阐述了双线小净距暗挖隧洞近距离下穿技术，然后通过实例分析了双线小净距暗挖隧洞近距离下穿既有大型结构施工，最后对该技术的实施意义进行了分析。

【关键词】双线小净距；暗挖隧洞；既有大型结构

中图分类号：U45文献标识码： A

一、前言

科技的不断发展使得双线小净距暗挖隧洞近距离下穿技术被广泛的应用在既有大型结构施工中。双线小净距暗挖隧洞近距离下穿技术对既有大型结构工程的发展起着非常重要的作用。在新时期下，我们要加大对双线小净距暗挖隧洞近距离下穿既有大型结构施工的思考与探索，确保隧洞工程的顺利进行。

二、暗挖隧洞的现状

自2O世纪7O年代以来，随着地下空间的开发利用，隧道工程在交通线路中的重要性与日俱增。在现代化的商品经济社会，安全、快捷和方便的交通是社会有序流动的必要保障，隧道工程也是保障交通畅通的有效途径之一。在遵循可持续发展的原则的前提下，新建高等级公路以隧道工程下穿既有公路是常用方式之一。近年来，基于边坡及环境保护的要求，隧道工程的选址一般遵循“早进洞、晚出洞”的原则，部分隧道施工实现了“零”开挖。为此，部分隧道需要以浅埋一超浅埋的形式下穿既有公路。虽然浅埋暗挖法在我国的推广应用已有时日，在此类隧道施工过程中，隧道结构及围岩的稳定性、地表下沉、既有道路的保畅、交通动荷载对围岩稳定性的影响等，均是开挖方法及支护措施的选择和实施时需要关注的。

三、双线小净距暗挖隧洞近距离下穿的概述

在既有的建筑物及地质条件限制下，在地下空间开发的要求下，新建隧道近距离的穿越既有的建筑物或隧道现象频繁出现。基于环境及边坡保护要求，隧道选址遵循可持续发展原则的大前提下，尽量遵循“早进洞，晚出洞”原则，“零”开挖也在部分隧道得到实现。双线小净距暗挖隧洞近距离下穿既有大型结构施工成为大势所趋，在施工过程中，隧道的结构、周围岩壁的稳定性、既有道路通畅程度、地表下沉程度及交通流动荷载对围岩的稳定性影响等都影响到开挖方法、支护措施的选择和实施。关于双线小净距暗挖隧洞近距离下穿，在具体的实施中证明，施工的稳定性以及地表沉降的控制是难度较大的施工部分。

四、实例分析

1、概述

（1）工程概况

南水北调中线京石段应急供水工程(北京段)西四环暗涵穿越五棵松地铁车站工程为双线暗挖引水髓洞，工程采用浅埋暗挖法施工。隧洞内净空4m，复合型衬砌结构(一衬、二衬均为300mm厚钢筋混凝土，中敷1．5mm厚ECB柔性防水层)。两瞎涵洞间净距3．Om，中心线间距8．2m。暗涵与既有地铁五棵松车站近距离正交下穿，既有地铁车站下穿段净跨19．5m，暗涵洞顶距车站底板净距3．667m。

（2）工程地质与水文地质条件

1)工程地质。工程位于冲洪积平原上，地层为第四系全新统冲洪积物。表层为1．1O～1．80m厚的人工堆积层，高程48．39～50．94m以下地质结构为卵石层，粉砂、轻亚砂土层及轻亚粘土层；高程40．02～41．34m以下为卵石、漂石层，局部砂砾层及细砂层五棵松地铁车站采用放坡明挖施工，本工程下穿段上层覆土主要为回填土，回填土成分较为复杂。

根据《西四环复兴路立交桥岩土工程勘察报告》，暗涵主要穿越卵石层及卵石、漂石层。

2)水文地质。根据《西四环复兴路立交桥岩土工程勘察报告》，钻孔内实测地下水静止水位，即潜水水位标高为38．69～41．09m(埋深18．30～21．1Om)。地下水水质经水质简分析：工程区地下水PH值7．25～7．76，为弱碱性水，对普通硅酸盐水泥无腐蚀性，对混凝土内钢筋、钢结构有弱腐蚀性。

据地质勘察报告该区域地下水位位于隧洞结构底板以上，近年由于水位下降且前期施工未发现有地下水侵入，具备无水作业条件。

2、施工方法概述

（1）总体旋工方案

暗涵施工采用浅埋暗挖法施工。下穿五棵松地铁车站段开挖、初期支护前采用进行Φ110深孔注浆施工加固五棵松车站下方土体后，土体加固强度不小于1.2Mpa；过车站下方暗涵采用单洞开挖，CD工法开挖一条暗涵，一条暗涵穿车站初期支护完成待沉降变形基本稳定后施作二衬，单洞二衬完成后同工法开挖另一条暗涵。施工过程中以远程自动化监测五棵松车站结构沉降变化，地表、洞内布设量测点，信息化、动态指导施工。开挖、初期支护过程中采用超前注浆、径向注浆、回填注浆、对车站F方土体进行补偿注浆等辅助工法。

（2）深孔注浆施工加固五棵松车站下方土体

1)注浆工作室施工为对车站下方土体进行深孔注浆加固，在车站两侧修建注浆室。为减小注浆室施工对车站影响，采用单洞渐变抬高进行施工，减小施工扰动范围。

2)Φ11O超前深孔注浆加固车站下方地层

a.注浆设计①注浆加固范围：根据设计要求，对暗涵穿越范围内五棵松地铁车站下方土体进行Φl10XlOmm深孔钢管注浆预加固。②注浆孔布置水平间距1．Om，纵向三排间距0．8m③注浆参数设计。注浆管直径Φll0*1Omm，管长15m，每3m一节：注浆浆液为水泥浆+XPM，配合比为水泥：水：XPM=I：1：0．1；注浆压力1．5～2Mpa。注浆扩散影响半径：0．65m；注浆孔水平问距1．Om，纵向间距0．8ml注浆量Q=π*R2*L*n*a*β=9．55m3式中：浆液扩散半径R=O．65m：单次注浆有效长度L：地层孔隙率n=O．5：地层填充系数a=0．8：浆液消耗系数β=1．2。

b.注浆长管顶进。①钻机及钢管选择：选用6PZ—1OO型同心跟管潜孔锤管棚钻机，钢管选择DZ40型Φ110XlOmm地质专用管材。注浆钢管每节长度为3．Om，用丝扣连接(丝扣长6cm)，总长15m。管身每30cm设一Φ9注浆孔(每环3孔)并车槽，槽宽15mm，深2mm，钻孔时用15mm宽的弹性橡胶止浆阀封闭②钻孔先后顺序。为配合注浆顺序，采用跳孔钻孔，先外后里，先上后下

c.注浆。采用有芯管的后退式注浆，浆液由芯管的泄浆孔进入钢管，压开钢管泄浆孔外的橡胶带而进入管外土体。由于芯管底段两端有止浆塞，因此注浆范围控制在止浆塞之间。注完一段后上提芯管进行下一段注浆，逐段注浆而完成全孔注浆。

（3）暗涵开挖初期支护施工

1）CD工法进行暗涵开挖、初期支护施工。深孔注浆完成后进行注浆室衬砌，衬砌完成后进行下穿五棵松车站段标准段(二)初期支护施工。过车站下方暗涵采用单洞开挖，CD工法开挖一条暗涵，一条暗涵穿车站初期支护完成待沉降变形基本稳定后施作二衬，单洞二衬完成后同工法开挖另一条暗涵。施工工序图如表1-1。

2)开挖、初期支护主要辅助工法。开挖、初期支护施工中采用超前注浆、掌子面注浆、径向补偿注浆、锁脚锚杆注浆、车站下方补偿、回填注浆注浆等辅助工法。

3、远程自动化监测

过既有运营地铁五课松车站施工期问，第三方监测进行全天24小时人工监测和白化实时监测动，人工监测主要监测项目有：车站结构沉降、车站结构变形缝差异沉降、走行轨结构沉降、接触轨结构沉降、道床结构变形缝差异沉降、轨道高低、轨距变化、变形缝开合度、无缝钢轨位移：自动化监测项目有：车站结构沉降、走行轨结构沉降。

施工完成后，结构最终沉降值为3．2mm(最大沉降值)，设计沉降控制标准值为5mm。

五、意义

目前，城市隧道近距离下穿对既有建筑物产生的影响，主要是针对具体工程，通过现场监测、数值计算等手段对下穿过程中的开挖支护方案、地层加固措施等进行分析优化。双线小净距暗挖隧洞近距离下穿施工会对既有结构产生显著影响，解决好下穿施工引起的既有结构沉降变形问题，对城市地下交通的建设和发展具有显著意义。

六、结束语

通过对双线小净距暗挖隧洞近距离下穿既有大型结构施工问题分析，进一步明确了双线小净距暗挖隧洞近距离下穿技术在既有大型结构隧洞中的重要性。因此，我们要加强该技术的研究，促进隧洞工程的发展。

参考文献

[1]李奎，高波.地铁隧道下穿小河和桥梁的施工方案研究[J].岩土力学，2010(5):169-176.

[2]魏家君.隧道下穿暗河施工技术[J].铁道工程学报，2012(7)：71-75．