新建地铁车站下穿既有运营车站施工技术

周建春

新建地铁车站下穿既有运营车站施工技术

周建春

(中铁十九局集团有限公司，北京100176)

随着城市基础设施的持续建设，地铁轨道交通呈现快速发展的趋势，根据地铁线路规划和线路间换乘的需要，新的地铁线路在施工中将不可避免地会穿越既有运营线路．通过南京地铁2号线车站下穿1号线既有运营车站施工实例，对车站下穿设计、施工工艺及其关键工作等的详细论述，为在复杂施工环境和地质条件下进行新建地铁车站下穿既有运营车站提供了宝贵的经验．

新建地铁车站；下穿；既有运营车站；施工工艺

随着城市人口及车辆的增多，地铁建设已经成为各大城市解决交通拥挤的首选方案．根据地铁线路规划和线路间换乘的需要，新的地铁线路在施工中将不可避免地会穿越既有运营线路．施工过程中，既要保证新建车站能顺利通过,又要保证既有线路机车正常运行．穿越运行车站有其突出的特殊性和高风险性，场地狭小需要多专业配合、综合性强，而且施工中不能出现差错，否则会影响既有线运行，造成巨大的经济损失及社会影响．

1 工程概况

1.1穿越结构概述

南京地铁1号线元通站与新建2号线换乘节点为地下负三层箱体结构，底板设置三排抗拔桩，桩径为φ800，桩长20.0 m，共36根．1号线换乘节点的咬合桩尺寸为φ1000＠800，长度为31 m，底板以下插入12 m．新建2号线元通站须将打通换乘节点处站厅层与站台层的咬合桩后，施作后浇带与之贯通．

1.2换乘节点地质情况

根据换乘节点南北两侧地质勘察资料和2号线施工揭露地层情况显示，换乘节点北侧车站主体底板处于②-3b3-4淤泥质土层，底板下1 m-3 m范围内为②-3c2-3粉土层，再深处为②-3d2-3粉细砂层；换乘节点南侧车站主体底板处于②-3c2-3粉土层，底板下1.5 m以下为②-3d2-3粉细砂层．换乘节点两侧地下水位基本与结构底板顶相平，元通站地下水位受长江水位影响较大．

2 箱体内积水补给测定

2.1箱体内积水概况

南京地铁1号线元通站换乘节点自修建完成后已近4年，箱体内充满大量的水砂，积水来源为1号线实施的围护结构大量渗漏，并通过地下承压水注入，积水重约3000吨，为摸清箱内积水情况，在南区底板顶面向上1.5m位置处的咬合桩上钻了个φ40 mm孔，水流水平冲出4 m多，在连续冒了约80 h后，开始减弱，水平冲距变为2 m，在破除观测孔并强行抽干箱体内积水发现，南北两侧咬合桩处均有大股水流出，并带有大量流砂，如图1所示．沉淀砂主要在南北两侧咬合桩边，中间很薄，两侧厚，通过砂的情况初步判定水的补给主要在两侧桩边．由于1号线两侧未设置抗拨桩，如周边大量的水土流失必将对1号线造成很大的变形，影响1号线正常运营．

图1 咬合桩开孔放水及箱体内南侧咬合桩处涌水涌砂情况

2.2箱体内积水处理

为进一步摸清箱体内水量和水源补给情况，对原开孔进行了封堵，经过观测，18 h左右箱体内积水就会注满．根据注水量测定，计算补给量为142 m3/h．针对箱体内涌水、涌砂情况的变化及基坑周边地面沉降监测情况，为确保安全对换乘节点四象限沉降区进行止水和加固处理．

在南北两侧咬合桩上开设泄水孔和放气孔，待水位降至3.5 m处时和有毒气体排尽后，再在两侧咬合桩3.5 m处各开2个80 cm×80 cm的洞口并放置50 m3/h水泵强行抽水，使水位降至箱底后停泵，改用小泵抽水，如图2所示．

破除咬合桩至3.5 m处，在两侧钻孔咬合桩进行斜向钻孔，埋设注浆管，注浆管间距1.6 m，进行1号线底板下基底加固．

根据节点两侧车站降水状况，增加降水富裕量，确保换乘节点范围的承压水位降到底板以下0.5 m-1 m．加强坑内已运营的降水井的保护，对目前2号线坑内未启动的降水井进行洗井处理，在井中放置水泵为降水作好准备，已封井可以在必要时打开启动．底板垫层快速封闭，在施工过程中加强监测，严格控制1号线沉降．

图2 观测孔及箱内积水情况

3 施工工艺

该工程施工工艺流程如图3所示，主要步骤如下所示．

(1)地面注浆，止水注浆孔延四角一、二号线围护结构布设，与围护结构距离1.0-2.0 m，间距1.5 m；外侧布设注浆加固孔，梅花型布设间距2.5 m．孔深30 m；注浆加固孔深度25 m．止水采用双液浆，水灰比1:1，水泥浆与水玻璃为1:1，水玻璃采用20玻美度．注浆加固采用单液浆，水灰比1:1．

(2)咬合桩桩间注浆加固，在不清理箱体内沉积砂的情况下在2号线车站底板位置，对咬合桩斜钻孔至1号线底板下进行注水泥浆基底加固如图4所示，以提高基底土体的抗突涌能力．在一号线换乘节点两侧咬合桩斜钻孔布设，孔间距1.6 m(即两侧咬合桩素桩全部布设)，南北两侧共布设66个孔，先进行单液浆填充，然后进行双液浆封堵．采用水泥水玻璃双液浆，水灰比1：1，水泥浆与水玻璃为1：1，水玻璃采用40玻密度．注浆压力以注浆管压力极限为准，即10 Mpa左右．同时在注浆管下另钻孔预埋钢管，预埋管管口位置位于垫层以上30 cm之内．在破除桩体过程中若发生涌水涌砂现象，可通过预埋注浆管进行压密注浆堵漏[1]．

图3 施工工艺流程图

图4 换乘节点四个象限注浆加固及止水

(3)施工过程临时结构注浆堵漏，如渗漏水中有少量砂，进行渗漏水临时堵漏．在现场设置预排水通道，在1号线与咬合桩环向交接缝处预设注浆U槽通道，“U”槽深10-15 cm，宽20 cm左右，并在整个环向范围内每隔10 cm埋设一根注浆管，对环向缝进行注射油性聚氨酯，诱导固化时间在3 s-7 s之间，原则保证咬合桩与既有1号线结构连接部位无渗漏水[2]，如图5、图6所示．

图5 咬合桩上引斜孔、埋套管及注浆加固

图6 预设注浆管

(4)清槽加强，在临时结构注浆堵漏的基础上，分段(一般4-5 m)进行1号线底板与咬合桩之间的20cm间隙清理，清理深度90-100 cm，每段清理干净后立即浇筑C50早强混凝土，混凝土厚度30 cm，同时在浇注混凝土前沿垫层和咬合桩之间预埋水平向注浆管[3]，在后期施工中如出现渗漏情况，及时利用油性聚氨酯进行注浆堵漏处理[4]．

同时在2号线一侧将垫层表面清理干净，同时将咬合桩靠近2号线一侧凿出高度为30 cm，深度为5-10 cm的隼口[5]，在2号线一侧浇筑30 cm厚C50早强混凝土以提高2号线一侧的基底抗突涌能力[6]．

(5)结构施工，底板下钢板封闭加固，后浇带植筋施工，如图7所示，并做防水处理，最后选用补偿收缩混凝土浇筑[7]，强度等级为C40．

图7 植筋

4 结论

(1)在施工环境复杂、地质情况复杂、水量极为丰富等地段进行新建地铁车站穿越既有运营车站时，必须加强监测．

(2)箱体积水量较大，未知因素较多，处理不当易引起既有运营线及周边环境安全风险，针对工程特点和现场实际情况，本项目处理方法切实可行，处理后对工程及周边环境影响较小，表明处理措施得当，效果明显．

(3)工程采取的一整套施工方案和地层加固措施对差异沉降变形和附加应力均控制在允许范围内，保障了既有地铁线路的正常运营和新建隧道的安全，所选施工方案合理可行，效果良好，对国内类似工程的施工具有重要的参考价值．

[1]仇文革.地下工程近接施工力学原理与对策研究[D].成都:西南交通大学,2003.

[2]吴波.浅埋暗挖法隧道施工沉降控制基准分析及应用[J].世界隧道,2002(增刊):241-244．

[3]孔祥鹏,刘国彬,廖少明.明珠线二期上海体育馆地铁车站穿越施工对地铁一号线车站的影响[J].岩石力学与工程学报, 1997,16(3):7-12.

[4]钟桂彤.铁路隧道[M].北京:中国铁道出版社,2013.

[5]GB50157-2013.地铁设计规范[S].

[6]GB50007-2011.建筑地基基础设计规范[S].

[7]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科学技术出版社,2012．

(责任编校：陈智全)

Construction Technology of New Subway Station Under-Traversing the Exiting Operating Station

ZHOU Jian-chun
(The 19th Bureau Group Co.Ltd.of China RailwayBeijing,100176,China)

With the continued construction of urban infrastructure the Metro Rail Transit is showing a trend of rapid development.According to Subway lines needed for planning and line transfer,during the construction of new subway lines will inevitably pass through the exiting operating lines.Through the example of the Nanjing Metro Line 2 under-traversing the exiting operating line 1,the station under-traversing design,construction technological process and critical work are discussed in details.All these will provide valuable experience to new subway station under-traverse the exiting operating station in complex construction environment and geological conditions.

new transfer metro station;under-traversing;existing operatingstation;construction technology

TU248.2

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2015.01.007

1672–7304(2015)01–0026–04

2015-03-01

周建春(1977-)，男，湖南衡阳人，总经济师，主要从事地铁施工管理．