明挖市政隧道上跨既有运营中地铁的施工技术

　　摘要：本文以广州市猎德大桥系统工程北延线天河路~天河东路隧道为工程背景，从施工实用性出发，通过抗浮锚杆施工、加强施工监测、采用震动小的机械等方法，安全地完成了施工任务，保证了下方运营中地铁的安全，可供今后类似工程参考借鉴。

　　关键词：明挖市政隧道、上跨、运营中地铁

　　1 工程概况

　　猎德大桥系统工程北延线天河路~天河东路隧道位于天河区核心城区交通非常繁忙的城市主干道天河路与天河东路交叉路口，线路呈南北走向布置于天河东路上，标段起于天河东路与海欣街接口处北侧，沿天河东路横穿天河路，止于天河东路与华旭街交叉路口。地貌属于珠江三角洲冲积平原，珠江支流Ⅰ级阶地。线路沿线周边多为工业与民用建筑物以及市政道路，建筑物密集，交通繁忙。本标段范围内揭露的地层自上而下分布有：人工填土层(Q4ml)、上更新统冲洪积层(Q4al+pl)、残积层(Qel)及白垩系上统碎屑沉积岩(K2)。

　　天河路~天河东路隧道采用明挖法施工，基坑开挖深约8.9m，围护结构采用φ1200mm钻孔桩，桩间距200mm，主体结构采用钢筋混凝土框架结构。

　　2 下方既有运营中地铁概况

　　天河路~天河东路隧道下方既有运营中地铁为地铁三号线，地铁三号线与隧道垂直相交且位于隧道下方，地铁线路顶距隧道底2.76m左右，地铁与隧道位置关系见图1所示。

　　3 施工存在问题

　　①由于隧道底部距离下方既有地铁结构较近，基坑开挖时须解决地下水浮力作用及上部土体卸载时土体回弹引起地铁隧道上浮变形，结构施工时须控制土体承载力和变形均满足规范要求，超出规范变形要求可能引地铁隧道结构破坏、产生安全隐患。施工过程中须采取措施严格控制，加强保护。

　　②由于隧道下方地铁已经投入使用，故施工过程中应尽量减小振动，防止影响地铁运营。

　　4 解决方案

　　天河路与天河东路交叉处新建天河隧道上跨天河路下方运营中的地铁三号线隧道，隧道底与地铁三号线隧道顶垂直距离仅为2.76m，根据交通疏解及地铁保护要求，跨地铁隧道段采用单独施工，基坑开挖采用分段小面积开挖，减小地铁三号线隧道一次暴露面积，并及时采取压顶保护，利用压顶保护板及锚杆对隧道形成保护框架，限制隧道的变形。必要时在基坑开挖前对相关区域全断面注浆固结土体，防止大量抽排地下水而引起隧道上浮;为防止新建隧道结构下沉给运营中的地铁带来不利的影响，在地铁隧道两侧分别设一排φ100cm@260cm的钻孔灌注桩支承上部隧道结构，钻孔支承桩距地铁隧道较近，为减小钻孔支承桩施工对地铁隧道的影响，支承桩采用全套管旋挖钻机成孔。隧道主体结构完成后及时覆土回填。施工过程中加强监控量测，采用远程监控系统，在地铁隧道中设沉降自动监测系统，根据监控量测反馈信息指导施工，必要时采取补强措施，确保安全顺利渡过该段施工。

　　5 施工方法

　　5.1基坑开挖

　　基坑开挖在地表注浆加固施工完后进行，采用沿隧道中线拉槽开挖，沿分别从东、西两侧分段刷坡方式进行施工，减少每次开挖量，防止大面积开挖运营中的地铁三号线隧道上方覆土，增大卸载量引起地基反弹，造成地铁隧道变形。

　　先沿新建隧道中线拉槽放坡开挖，按1:1.5的坡度放坡开挖，为保证边坡稳定设一级台阶，中间槽段控制在2m左右，采用两台挖机从东、西两侧向中间开挖拉中槽，开挖一级及时加以临时支护，开挖至底时采用人工配合小型机具进行开挖清底，跨地铁三号线隧道基坑开挖顺序如图1所示。随着开挖到底后及时组织地铁隧道两侧抗浮锚杆施作，待锚杆强度达到要求后及时安排压顶板安装锁定进行隧道结构抗浮压顶保护施工，压顶保护施工完成后继续沿隧道横向轮换分段刷坡临时支护，每次刷坡宽度控制在3m以内，随分段刷坡开挖到底依次进行安排压顶保护施工直至基坑开挖完成和抗浮结构压顶保护施工完成。基坑开挖时加强对地铁隧道的监控制量测，在地铁隧道内安装沉降自动监测系统，利用远程自动连续监测系统随时掌握运营中地铁隧道沉降变化情况，根据反馈信息指导施工，确保处于可控状态。

　　图1基坑开挖顺序图

　　5.2地铁隧道抗浮结构施工

　　随着基坑分段开挖到底后，及时安排地铁隧道抗浮结构施工，地铁隧道采用钢筋砼板+4根13m长φ32抗浮锚杆固定，砼板结构尺寸为1150cm×150cm×50cm。

　　基坑开挖到底后按设计要求在基底上标出本次锚杆孔位，采用锚杆钻机钻孔，成孔直径为80mm，利用高压风清孔，注浆泵压注42.5R号普通硅酸水泥浆，水灰比不大于0.45。注浆完成后及时插入锚杆，锚杆头经过工丝处理，待水泥浆终凝后达到强度要求后，安装钢筋砼压顶板及孔口垫板紧固螺帽。

　　图2隧道抗浮结构设计

　　5.3跨地铁三号线段隧道结构施工

　　天河隧道底与其下方运营中的地铁三号线隧道顶垂直距离仅2.76m，为防止新建隧道结构下沉对运营中的地铁三号线隧道产生不利影响，沿地铁三号线隧道两侧分别设一排φ1000@2600支承桩，每侧设9根支承桩，结构底板搁置于该桩上。

　　1、钻孔支承桩施工

　　钻孔支承桩施工与基坑围护结构施工同时考虑，支承桩距地铁隧道最小净距为3.57m，为减小钻孔桩施工对地铁的影响，支承桩采用从地面利用旋挖钻机全护筒干成孔施工，在旋挖钻机动力头驱动器直接驱动护筒进行全护筒成孔，利用钢护筒护壁，直接开挖成孔。

　　钢筋笼下放采用吊机整体吊装下放，砼施工采用导管法施工，施工方法参照隧道围护钻孔施工方法，砼灌筑施工期间严格控制砼标高。随着砼的灌注，将护筒套管逐节提出孔外。支承桩砼凝固后采用砂、碎石回填空桩至地面标高。

　　2、跨地铁三号线段隧道结构施工

　　基坑全部开挖到底后，及时施作隧道主体结构，隧道主体结构采用大块钢模立模，钢管支架支撑，泵送商品砼入模。

　　5.4覆土回填施工

　　结构施作完成后及时进行防水施工安排基坑回填施工，采用石粉回填，隧道顶板覆土回填采用堆载预压处理，回填至设计路面。预压荷载比设计荷载大10%~20%进行超载预压。施工中加强观测，视情况增加荷载，作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载，以免地基失稳破坏。

　　5.5地铁隧道沉降监测

　　为保证天河隧道施工不影响其下方地铁三号线隧道的正常运营，本工程采用远程自动连续监测系统进行信息化指导施工，系统由现场监测和数据采集系统、主控计算机系统和应用终端系统3部分组成。

　　1、现场监测仪器

　　运营中隧道结构沉降采用电容感应式静力水准仪监测，监测范围约30m。自动监测频率为：在基坑施工期间每10min测一次;施工间歇期内每30min一次。

　　2、监测数据采集与远程传送

　　待设备布置调试好后，读取各监测项目的监测值，取3次监测数据的算术平均值作为初始监测值。然后根据监测方案，在计算机软件系统中设置监测频率，通过监测设备采集监测数据。监测数据通过电缆传输到数据采集器上，数据采集器汇总后通过通讯线路传输到主控计算机，主控计算机处理后通过公共网络传输到监测单位、运营公司和施工单位，实现数据的远程传送。

　　3、监测数据的后台分析处理与反馈

　　主控计算机接收到监测数据后，通过专业技术软件进行整理、计算、存盘,绘制各种表格及曲线图，当曲线趋于平缓时推算出最终值。将计算机数据分析处理结果传输到监测、运营、施工单位，各单位根据现场情况和工程经验，判断地层支护结构的稳定性，决定是否需要调整设计参数、改变施工方法或采用辅助施工措施。

　　6 结束语

　　天河路~天河东路隧道下方既有运营中地铁为地铁三号线，地铁三号线与隧道垂直相交且位于隧道下方，地铁线路顶距隧道底仅2.76m。隧道施工很容易对既有地铁线路造成影响，精心组织、合理选择施工机械、编制切实可行的施工方案、施工过程中加强监测是本工程顺利完工的关键，本工程采用的施工方法和其它辅助措施，可供今后类似工程参考借鉴。

　　参考文献：

　　(1) 王梦恕等：中国隧道及地下工程修建技术。

　　(2) 刘建航，侯学渊：基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

《明挖市政隧道上跨既有运营中地铁的施工技术》

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文章名称： 明挖市政隧道上跨既有运营中地铁的施工技术

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