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1、明挖法隧道近距离跨越既有盾构隧道施工技术摘要：通过南京龙蟠路明挖隧道近距离上跨南京地铁盾构隧道的施工实例，论述了在既有隧道上方修建明 挖隧道的施工方法及措施。该技术有效控制了盾构隧道上浮等潜在危险源，确保了施工安全，为以后类似 工程实施提供借鉴参考。关键词：明挖隧道；盾构隧道；近距离施工；隆起；上浮；抽条开挖1 工程概况新建明挖隧道为南京火车站前龙蟠路隧道的一段区间，龙蟠路隧道全长572.08 m,隧道结构净宽10 m, 最小净高4.73m，隧洞纵坡0.2%，引道最大纵坡4.75%，最大挖深约8 m。隧道设计标准1：为单向双 车道，荷载标准为城-A级，设计车速50 km/h，抗震烈度按7度设防
2、。1.1 明挖隧道与盾构隧道位置关系明挖隧道位于地铁1号线盾构隧道上方，相交角度约为70。地铁1号线盾构双线隧道许府巷南京 站区间隧道采用盾构法施工，管片衬砌内径5 500 mm，外径6200mm，每节管片长度1.2m，管片厚度 350mm。明挖隧道过既有地铁段的里程为K0+709.316K0+747.635,明挖基坑距老隧道地连墙4.6 m左 右，距玄武湖最近距离12 m。盾构隧道此段覆土厚度10 m左右，明挖隧道过地铁段开挖深度7 m左右， 盾构隧道管片顶与明挖隧道开挖底面间距离2.062.75 m。具体位置关系见图1。/L图1雄迫耳地恢逍棚对位赴尺乖冈1.2 工程地质及水文地质地质情况自
3、上而下为：-1杂填土、-2素填土、-3淤泥质填土、-1亚砂土夹亚黏土、-2粉 砂 夹亚砂土、-3淤泥质亚黏土、-4亚黏土。明挖隧道开挖底与盾构隧道间土体主要为-2粉砂夹亚砂土, 该土层均质差，低强度，液化，弱透水，局部透水。地下潜水位埋深2.12.6 m,地下水主要接受玄武湖水和临近污水管道的补给，水位受玄武湖水位的 影响，年最高水位为 10.5 m。1.3 施工影响控制要求 许府巷南京站区间盾构隧道现已基本竣工，根据对此段盾构隧道的设计及施工情况的调查，其保护要求很高。具体要求为：盾构隧道绝对最大沉降不超过15 mm、最大隆起不超过10 mm、隧道变形曲率 半径大于15 000 m、隧道相对
4、弯曲小于1/2 500、施工产生的振动对隧道引起的峰值速度2.5 cm/s2 施工风险分析及应对措施由于明挖隧道所处地质条件较差，隧道开挖底标高与盾构隧道顶距离仅2.06 m,地铁顶部围护结构入 土深度浅、地下水位高，施工过程中易造成围护结构整体失稳、基坑隆起与盾构隧道上浮、坑壁与坑底涌 水（涌沙）等2。为了确保明挖隧道基坑及盾构隧道安全，采取如下措施：1 ）基坑内采用二重管高旋喷注浆进行加固，提高土体的强度和刚度，控制围护结构变形及防止基底涌 水涌砂，减少土体的压缩变形。2 ）合理布置降水管井，降低地下水位。将地面至设计基底以下一定深度的土层疏干并排水固结，以便 开挖土方，提高围护结构被动区
5、及基坑中土体的强度和刚度，减少土体流失变形，确保基坑稳定和控制土 体变形要求。3 ）增加冠梁高度，提高围护结构的整体性。4 ）基坑开挖严格遵循先支撑后开挖的原则。基坑开挖支撑施工中强化施工监测信息管理，严格遵从监 测信息指导施工的原则，注意基坑施工的时空效应。5）盾构隧道两侧设置抗拔桩，基坑开挖至第2层支撑位置后，人工抽条开挖地铁顶上土方至基底设 计标高，然后浇筑抗浮梁与抗拔桩相连，将应力传递至深层土体内，防止盾构隧道上浮及坑底隆起。6 ）基坑开挖完成后，及时封闭基底，尽快施工主体底板结构。7 ）在基坑及盾构隧道内设置监测点，及时掌握施工过程中基坑及盾构隧道变化情况，做到信息化施工。 3 施工
6、方案3.1 围护结构盾构隧道两侧的基坑围护采用钻孔咬合桩，桩长16.5 m。为避免钻孔咬合桩冲抓成孔时其冲击力太大 而破坏既有地铁隧道结构，盾构隧道顶部新建隧道的围护桩采用回转钻机施工。采用覫 10001200mm 钻 孔灌注桩，其桩底距盾构隧道顶0.5 m,桩长8.216.5 m,沿盾构隧道管片弧度变化，最小入土深度1.46 m。施工前详细计算出每根钻孔桩的桩底标高，施工时严格控制孔底标高，严防钻机破坏盾构隧道。 南、北两侧围护桩坑外设覫800500 mm 的二重管旋喷桩止水帷幕。盾构隧道顶旋喷桩施工时，严 格控制桩底标高及注浆压力，确保盾构隧道安全。每两根钻孔灌注桩间设置两孔压密注浆，确保
7、桩间防水 效果。注浆工艺采用后退式分段注浆，分段长度 0.40.6 m。采用1 200 mmxl 100 mm钢筋混凝土冠梁，确保地铁盾构隧道顶钻孔灌注桩围护结构（柱列桩）与 地铁盾构隧道两侧的钻孔咬合桩围护结构形成整体。3.2 抗拔桩设置为确保新建隧道过地铁段盾构隧道的稳定，沿基坑横向在开挖面以下设抗拔桩，待基坑开挖后，立即 将钢筋混凝土垫层中的钢筋与抗拔桩主筋焊接，形成框架结构，防止坑底土体隆起、地铁隧道上浮。沿盾构隧道东、西线两侧3 m位置布设4排（每排7 根,共28根）覫800 mm钻孔灌注桩（抗拔桩）， 桩长24.4 m，C25混凝土浇筑。抗拔桩设于基坑开挖面以下，开挖面以上回填砂。
8、抗拔桩布置见图2、3。wi二肚界 mlt林 uuME L*.i2Lam?7*JL 4FJU.I 1 mUTj嶼.!1idHHiT：|,1 1* 啊證*I /J*!图J坯琏过地铁段支护平面閨南把RLliQ 氐浄甲ia田机uWiftJW flQ&S轡k輕制图3腿il过地扶啟支护断面国3.3 地基加固基坑内采用800600 mm二重管旋喷满樘加固。二重管旋喷桩水泥掺量350 kg/m,其中基坑内满 樘加固桩在开挖面以上的旋喷桩水泥掺量减半，为175 kg/m。两盾构隧道间旋喷桩长17 m,过地铁段基坑内采用满樘二重管高压旋喷桩加固，桩径800 mm,搭接 200 mm。盾构隧道管片附近土体加固深度从
9、基坑底至管片顶500 mm范围，盾构隧道两侧土体加固深度 在开挖面以下 9.5 m 。施工前根据设计计算出过地铁段的旋喷桩根数并画出其桩位图,施工时用竹签或短钢筋在现场标注出 各桩的桩位。止水帷幕与基坑内满樘加固同步进行施工。南、北围护结构两侧的旋喷桩桩位距围护桩边15 cm,确保旋喷满布及止水效果。开挖面以下旋喷提速为10 cm/min,开挖面以上为20 cm/min,浆压20 MPa，气压0.7 MPa。3.4 施工降水基坑降水采用管井降水，且盾构隧道两侧对称降水，地下水位降至盾构隧道顶面以上1.0 m。开挖前 提前3周降水,每个断面设2口降水井（即做降水井,兼做回灌井以控制地下水位）。过
10、地铁段基坑共设 6 口降水井与4 口水位观察井（井深均12 m左右）于3个断面，为保证降水效果控制水位保持在盾构隧道 顶面以上1.0 m，在每个断面的2 口降水井间各设1 口水位观察井，另外根据现场条件，于南侧基坑外的 两盾构隧道之间设1口水位观察井。降水井及观察井布置见图4。!丹!Ilf囱砂即山旷JW 4ffl 4过地铁鑫笊功測來叶与水付观寤井粕迺圏3.5 开挖方法过地铁段的基坑开挖、支撑施工是保证地铁盾构隧道安全的关键，要充分考虑到开挖卸载后坑底土方 隆起及盾构隧道上浮3。基坑采用覫609 mm钢支撑，间距4.8 m,设上下2层钢支撑。第1层支撑以上 的土方进行“分段、分层、对称”开挖，待
11、第 2 层支撑抽条开槽安装后，进行人工抽条开挖，减少基坑一次 暴露面积，分条封闭基底。开挖顺序为：抽条1开挖一浇筑抽条1抗浮板梁一抽条2开挖一浇筑抽条2抗浮板梁一抽条3开挖一 浇筑抽条3抗浮板梁一抽条4开挖一浇筑抽条4抗浮板梁。采用人工抽条开挖，长臂挖机出碴。具体开挖 方法及步骤见图 5。3.6 施工监测施工过程中，同时进行基坑监测及隧道内盾构管片监测。基坑监测项目有：桩体水平位移、桩体沉降 地表沉降、支撑轴力、基底隆起、水位监测。盾构隧道监测项目有：隧道竖向位移、隧道断面变形，隧道 收敛及隧道内观察。开挖过程中右线盾构隧道上方基底最大隆起3 mm,左线盾构隧道上方基底最大沉降4 mm,抽条过
12、程 中基底始终处于稳定状态。抽条1开挖完成盾构隧道竖向位移：左线隧道最大位移0.3 mm,累计位移3.5 mm；右线隧道最大位 移-0.2 mm，累计位移4.1 mm，隧道趋于稳定状态。抽条4开挖完成盾构隧道竖向位移：左线隧道累计位移3.9 mm,右线隧道累计位移4.4 mm,隧道处于稳定状态。北甫竺I性燮耳乂如】2?化刪tru対麻首贞H标哥、图5 加+7伽-KIJ+747段人工抽義幵挖槪嘶向應s朗柳圧测4 结论既有地铁盾构隧道刚度小，整体性差，在其上方近距离进行明挖隧道施工，由于盾构隧道上方大量卸 载，易造成坑底隆起及盾构隧道上浮，导致盾构管片变形过大破坏；由于盾构隧道影响，围护结构入土深
13、度不能满足基坑稳定、抵抗承压水的要求，易发生管涌，流沙现象，威胁基坑及盾构隧道安全。施工中必 须采取可靠措施，加固地层，提高土体强度，使土体与围护结构形成整体，共同受力。该工程采用二重管旋喷加固土体，加固后的水泥土强度515 MPa，在基坑内形成一个强大的支护体 系，确保了围护结构安全；同时基坑内加固土体与围护结构通过粘结、摩擦及咬合等，将坑底土体隆起及 盾构隧道上浮产生的应力传递至围护结构及基坑外土体。开挖过程中，充分重视基坑的时空效应，采用抽 条开挖，分段施工抗浮板梁，与抗拔桩连接，保证了基坑及盾构隧道安全。参考文献：1 关宝树隧道工程施工要点集M.北京：人民交通出版社，2003: 60 67.2 王梦恕地下工程浅埋暗挖技术通论M. 1版合肥：安徽教育出版社，2004: 58.陈忠汉，黄书秩，程丽萍深基坑工程M.北京：机械工业出版社，2003: 20 25
