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【摘 要】 当今地铁的发展日益增快，人们对地铁的依赖性也越来越高，这是因为地铁具备较为稳定、安全、快捷等优势。人们的需求势必带动地铁线路数量的不断增长，而地铁线路不可避免地会出现线路的交叉，由此形成一些节点车站。本文以某地铁线路暗挖车站下穿既有地铁隧道的施工为背景，探讨相关的施工控制技术，给今后的类似工程施工提供一些理论上的参考和指引。
【关键词】 暗挖；地铁车站；下穿施工
在当今地铁发展越来越快的趋势下，地铁线路不可避免地会出现交叉问题，出现了一些节点车站。因为地下的空间限制以及乘客的换乘需求，一些新建的地铁工程势必要穿越一些已经建成的既有地铁线路。一般来说，穿越的方式有三种，分别是上穿、下穿和侧穿，在这三种方式中，下穿方式特别是暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道工程技术难度最大，其工程风险也是最高的。当前该领域虽然也有大量的学者和建筑相关人员进行研究，但是并没有较为成熟的研究成果。
一、工序变形控制标准确定
新建地铁车站施工对既有地铁结构变形影响的流程如图1所示。由图中我们可以看出，新地铁车站施工的时候，由于开挖扰动、地层损失和固结沉降等各方面的因素都会使得地层移动或者是变形，那么进而使得在地层中的已有的地铁的隧道结构发生较大的变化，这个时候，还会进一步近期隧道净空的变化，那么最终会导致轨道也随之变化了。所以，我们想要实现线路变形的有效控制，就必须确保已有隧道的结构变形在一定的控制范围之内，并且将控制的核心放在变形缝处的沉降和其两侧的沉降。
图1 新建地铁车站施工对既有地铁结构变形影响的流程
为了能够制定合理的结构变形控制标准，施工者在施工之前应当对既有的地铁结构进行较为详细的检测与评估，其检测和评估的内容应包括混凝土的外观及裂缝、混凝土的强度、混凝土的碳化深度、钢筋保护层的厚度等等。如果上述检测评估的结果能够显示上述指标均为正常，则我们可以认定既有的地铁结构是完好的。
我们知道，大断面的隧道是一项较为复杂的工程，其中涉及的工序和工艺都很多，不同的施工步骤会对既有的隧道结构与轨道产生不同的影响，既有地铁结构的最终沉降量是由单个工序沉降量叠加而成，我们就需要在每一个阶段都做好其相应的沉降控制。举例来说，如果既有地铁隧道结构沉降标准为40mm，我们为了保证安全，最好取35mm作为既有地铁隧道结构沉降的控制目标。另外，我们要根据具有地铁隧道结构变形的特点，通过一些数值的模拟，对既有地铁隧道结构沉降的控制标准不断进行修正，最终确定每道工序的控制值，由此来实现结构沉降的阶段性控制。
二、既有地铁隧道结构变形监测
传统的监测技术在高密度行车区间难以实施，同时并没有办法实现实时的数据采集与反馈。因此我们利用以静力水准系统为主的实时监测系统，用该系统对既有地铁隧道结构与轨道变形进行持续的检测活动。考虑到新建地铁车站施工引起的沉降槽分布情况，以及既有地铁隧道结构、轨道结构的特点，在既有地铁结构上布设隧道结构沉降、轨道结构沉降、两轨水平间距、两轨高差和变形缝胀缩等监测点。
如果通过实时监测发现，两轨水平间距、高差和变形缝胀缩等监测点数据变化不大，均在控制标准以内，但隧道结构沉降和道床沉降较大，我们可以得出结论隧道结构最大沉降量发生在变形缝处。即变形缝处是施工控制的重点部位。
三、既有地铁隧道结构沉降控制
在既有地铁隧道下方施工，不可避免的会造成上方隧道结构的沉降。最有效的方法是在新建的地铁车站结构与既有地铁隧道结构之间的土体之间进行抬升注浆，后建隧道封闭成环并达到一定强度以后，即可进行抬升注浆。这种情况下，我们能够恢复既有地铁隧道结构在前期施工中损失的高程。抬升注浆从上导洞的两侧进行施工，整体分为五个区域，分别位于既有地铁隧道的外侧、既有地铁两隧道之间和既有地铁隧道的正下方。
注浆的作用是加固结构之间的土体，并在下一个阶段抬升既有地铁隧道结构的过程中，起到止浆墙的作用。在注浆过程中发生漏浆时，必须及时进行封堵，如果处理不及时很可能出现串浆带出土体而引起沉降。注浆过程中还应当对结构变形进行实时监测，确保左右线隧道结构整体平稳抬升，使最终累计最大抬升值达到预期值。
为保证道床的正常工作和运营安全，在侧洞施工之前，我们还需要对道床与隧道结构的脱开部位进行灌浆加固。灌浆一般采用的方法是高位漏斗法，我们运用这种方法不但能够确保浆液能够在一定的压力下顺利进入缝隙，同时还不会因为压力太大而出现道床隆起的现象。灌浆加固选用高强度且不会收缩的CGM-4型灌浆料，这种浆液能够保证在灌浆3个小时后浆体强度达到16MPa。灌浆工序结束后，应进行现场取芯试验，确保浆液填充饱满，道床不会发生错位和变形。
四、结论
经过上文的探讨，我们得出了下面的结论：首先，施工前需要对关键部位进行必要的加固。另外，控制好既有地铁隧道结构的变形尤其是变形缝处的结构沉降是保障线路下方成功施工的关键所在。其次，如果我们在既有地铁隧道结构变形缝处道床与隧道结构发生了脱开的一场现象，我们应当采取充填注浆的方法对其进行处理，才能够最大可能地保证既有线路的正常工作。再次，我们应当充分学习国内外该种技术下的成功经验，还要进行必要的检测评估和结构安全的简算工作，并且依据相关的经验和检测评估结果，制定既有地铁隧道结构和轨道结构的变形控制标准，并将这个标准按照不同的工序进行分解，进行分阶段的控制。然后，我们通过实地的检测，发现了既有地铁隧道变形缝处结构沉降量最大，是施工控制的重点部位；中洞管幕、中洞导洞和侧洞管幕3个施工阶段引起的结构沉降量最容易超过阶段控制标准，其中管幕施工引起隧道结构沉降量是最大的，所以在选用时必须要慎重。最后，针对上述所说既有地铁隧道结构变形缝处累计沉降量的超出限制值，我们应当采用抬升注浆的方法进行处理，其重点是要确保整个既有地铁隧道结构能够整体均匀地上移，防止因为应力过大而出现结构破坏的情况出现。
参考文献：
[1]关宝树，国兆林.隧道及地下工程[M].成都：西南交通大学出版社，2000.
[2]房倩，张顶立.浅埋暗挖地铁车站下穿既有线结构施工方法研究[J].中国铁道科学，2007（28）.
[3]马丽.暗挖地铁车站下穿对既有结构安全性影响分析[D].北京：北京交通大学，2012（6）.
【关键词】 暗挖；地铁车站；下穿施工
在当今地铁发展越来越快的趋势下，地铁线路不可避免地会出现交叉问题，出现了一些节点车站。因为地下的空间限制以及乘客的换乘需求，一些新建的地铁工程势必要穿越一些已经建成的既有地铁线路。一般来说，穿越的方式有三种，分别是上穿、下穿和侧穿，在这三种方式中，下穿方式特别是暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道工程技术难度最大，其工程风险也是最高的。当前该领域虽然也有大量的学者和建筑相关人员进行研究，但是并没有较为成熟的研究成果。
一、工序变形控制标准确定
新建地铁车站施工对既有地铁结构变形影响的流程如图1所示。由图中我们可以看出，新地铁车站施工的时候，由于开挖扰动、地层损失和固结沉降等各方面的因素都会使得地层移动或者是变形，那么进而使得在地层中的已有的地铁的隧道结构发生较大的变化，这个时候，还会进一步近期隧道净空的变化，那么最终会导致轨道也随之变化了。所以，我们想要实现线路变形的有效控制，就必须确保已有隧道的结构变形在一定的控制范围之内，并且将控制的核心放在变形缝处的沉降和其两侧的沉降。
图1 新建地铁车站施工对既有地铁结构变形影响的流程
为了能够制定合理的结构变形控制标准，施工者在施工之前应当对既有的地铁结构进行较为详细的检测与评估，其检测和评估的内容应包括混凝土的外观及裂缝、混凝土的强度、混凝土的碳化深度、钢筋保护层的厚度等等。如果上述检测评估的结果能够显示上述指标均为正常，则我们可以认定既有的地铁结构是完好的。
我们知道，大断面的隧道是一项较为复杂的工程，其中涉及的工序和工艺都很多，不同的施工步骤会对既有的隧道结构与轨道产生不同的影响，既有地铁结构的最终沉降量是由单个工序沉降量叠加而成，我们就需要在每一个阶段都做好其相应的沉降控制。举例来说，如果既有地铁隧道结构沉降标准为40mm，我们为了保证安全，最好取35mm作为既有地铁隧道结构沉降的控制目标。另外，我们要根据具有地铁隧道结构变形的特点，通过一些数值的模拟，对既有地铁隧道结构沉降的控制标准不断进行修正，最终确定每道工序的控制值，由此来实现结构沉降的阶段性控制。
二、既有地铁隧道结构变形监测
传统的监测技术在高密度行车区间难以实施，同时并没有办法实现实时的数据采集与反馈。因此我们利用以静力水准系统为主的实时监测系统，用该系统对既有地铁隧道结构与轨道变形进行持续的检测活动。考虑到新建地铁车站施工引起的沉降槽分布情况，以及既有地铁隧道结构、轨道结构的特点，在既有地铁结构上布设隧道结构沉降、轨道结构沉降、两轨水平间距、两轨高差和变形缝胀缩等监测点。
如果通过实时监测发现，两轨水平间距、高差和变形缝胀缩等监测点数据变化不大，均在控制标准以内，但隧道结构沉降和道床沉降较大，我们可以得出结论隧道结构最大沉降量发生在变形缝处。即变形缝处是施工控制的重点部位。
三、既有地铁隧道结构沉降控制
在既有地铁隧道下方施工，不可避免的会造成上方隧道结构的沉降。最有效的方法是在新建的地铁车站结构与既有地铁隧道结构之间的土体之间进行抬升注浆，后建隧道封闭成环并达到一定强度以后，即可进行抬升注浆。这种情况下，我们能够恢复既有地铁隧道结构在前期施工中损失的高程。抬升注浆从上导洞的两侧进行施工，整体分为五个区域，分别位于既有地铁隧道的外侧、既有地铁两隧道之间和既有地铁隧道的正下方。
注浆的作用是加固结构之间的土体，并在下一个阶段抬升既有地铁隧道结构的过程中，起到止浆墙的作用。在注浆过程中发生漏浆时，必须及时进行封堵，如果处理不及时很可能出现串浆带出土体而引起沉降。注浆过程中还应当对结构变形进行实时监测，确保左右线隧道结构整体平稳抬升，使最终累计最大抬升值达到预期值。
为保证道床的正常工作和运营安全，在侧洞施工之前，我们还需要对道床与隧道结构的脱开部位进行灌浆加固。灌浆一般采用的方法是高位漏斗法，我们运用这种方法不但能够确保浆液能够在一定的压力下顺利进入缝隙，同时还不会因为压力太大而出现道床隆起的现象。灌浆加固选用高强度且不会收缩的CGM-4型灌浆料，这种浆液能够保证在灌浆3个小时后浆体强度达到16MPa。灌浆工序结束后，应进行现场取芯试验，确保浆液填充饱满，道床不会发生错位和变形。
四、结论
经过上文的探讨，我们得出了下面的结论：首先，施工前需要对关键部位进行必要的加固。另外，控制好既有地铁隧道结构的变形尤其是变形缝处的结构沉降是保障线路下方成功施工的关键所在。其次，如果我们在既有地铁隧道结构变形缝处道床与隧道结构发生了脱开的一场现象，我们应当采取充填注浆的方法对其进行处理，才能够最大可能地保证既有线路的正常工作。再次，我们应当充分学习国内外该种技术下的成功经验，还要进行必要的检测评估和结构安全的简算工作，并且依据相关的经验和检测评估结果，制定既有地铁隧道结构和轨道结构的变形控制标准，并将这个标准按照不同的工序进行分解，进行分阶段的控制。然后，我们通过实地的检测，发现了既有地铁隧道变形缝处结构沉降量最大，是施工控制的重点部位；中洞管幕、中洞导洞和侧洞管幕3个施工阶段引起的结构沉降量最容易超过阶段控制标准，其中管幕施工引起隧道结构沉降量是最大的，所以在选用时必须要慎重。最后，针对上述所说既有地铁隧道结构变形缝处累计沉降量的超出限制值，我们应当采用抬升注浆的方法进行处理，其重点是要确保整个既有地铁隧道结构能够整体均匀地上移，防止因为应力过大而出现结构破坏的情况出现。
参考文献：
[1]关宝树，国兆林.隧道及地下工程[M].成都：西南交通大学出版社，2000.
[2]房倩，张顶立.浅埋暗挖地铁车站下穿既有线结构施工方法研究[J].中国铁道科学，2007（28）.
[3]马丽.暗挖地铁车站下穿对既有结构安全性影响分析[D].北京：北京交通大学，2012（6）.