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摘要：武汉市轨道交通7号线6标新华路站～香港路上下重叠隧道为研究对象，对复杂环境下的关键施工技术进行阐述与分析。
关键词：隧道；叠交施工；技术措施
1.工程概况
武汉市轨道交通7号线6标新华路站～香港路站盾构区间是轨道交通7号线的重要组成部分。本区间线路香港路站端头为上下重叠隧道，该区间重叠段最小净距为1.8米，叠交施工风险极大，根据国内盾构法在软土地层中的施工经验，当区间隧道的净距小于1D=6.2m时，需要考虑采取地层加固或其它措施来保证后施工区间（左线，上部隧道）对先施工区间（右线，下部隧道）结构的影响。按照设计要求，上下重叠隧道加固措施主要采用下部隧道注浆+钢支撑的加固形式。
2.施工过程控制措施
2.1施工控制要点
（1）上下叠交隧道的施工顺序为先下后上，由此将两条隧道相互的施工影响降至最小。
（2）在施工下部隧道时，必须严格控制地面变形，同时确保隧道稳定，为上部隧道施工提供良好条件。
（3）在施工上部隧道时，下部隧道注浆加固必须完成，隧道内的支撑必须及时跟进，施工中合理控制施工参数，尽量减少对下部隧道的影响，同时对下部隧道进行监测，以反馈隧道间的相互影响程度，从而采取措施保证隧道的安全。
（4）施工完毕后，对隧道进行注浆和跟踪监测，保证隧道的后期稳定。
2.2试推阶段
在左、右线盾构机到达叠交加固部位前100m为试推进段。通过试推进数据来反馈指导施工，进而分析制定盾构施工时的施工参数。左、右线施工相互协调，减小互相影响（右线施工完毕后再开始左线的施工）。
根据试推进阶段的施工数据，并及时通过监测数据反馈来制定盾构施工参数，特别是盾构机的平衡压力。严格控制好土体沉降、隧道轴线和成环质量等。
2.3下部隧道施工
（1）地面变形控制
由于隧道上下叠加，地面的变形量是累计的，因此在下部隧道的施工时，需将地面变形尽量控制在+5～－10mm以内，以便为上部隧道的施工提供条件。
对于地面变形控制，盾构平衡压力的控制尤为重要，平衡压力直接关系到地面的最初变形程度以及对周边土体的扰动。在下部隧道施工时，要求推进坡度保持相对的平稳，控制每次纠偏的量，减少对土体的扰动，并为管片拼装创造良好的条件。同时根据监测数据，及时调整盾构推进的速度、出土量和注浆量等施工参数。
在同步注浆的基础上，为更好的控制地面变形，需要及时进行隧道二次补压浆措施。通过二次补压浆来及时的稳定隧道的变形和地面的沉降。
（2）隧道轴线控制
因隧道长距离叠交施工，在进行下部隧道的施工时，必须将考虑上部隧道对其的影响，并加以预先分析和考虑。
在盾构前面，由于刀盘的开挖导致周围土体应力状态发生改变，开挖面土体原有的静止土压力随着盾构平衡压力的变化而变化。土体应力的变化直接影响下部已建成的隧道。
在盾尾后部，土体的应力变化更大。其一，同步注浆的压力的影响比土体的覆土压力大，上部隧道将对下部隧道产生挤压力，其二，由于原有的土体被置换成了隧道，造成下部隧道的负载减小。
依据以往叠交隧道的成功经验，总体上，下部隧道是先受到挤压，轴线产生一定的下降，随后上部隧道轴线产生上浮，最终隧道趋于稳定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，施工时应严格控制上部隧道的轴线，尽量使其高程控制在-20mm左右，来抵消隧道后期上浮量。
（3）隧道的收敛变形
下部隧道有一定的收敛变形。首先是隧道本身在推进中已有一个变形过程，管片在脱出盾尾时，受到注浆的压力和周边土体的挤压，造成了隧道的初次变形；其次是上部隧道对其的影响造成隧道的变形；最后是隧道内注浆造成的变形。
上部隧道施工时，土体移动将波及到下部隧道，引起下部隧道变形，且下部隧道的变形的大小和方向随两隧道的相对位置和距离而变化。总体上，上部隧道由平行变为上下叠交的过程中，两隧道中心连线方向处，下部隧道内径均被拉伸，尤其是上下隧道斜交时变形最大；同时两隧道中心连线的垂直方向处，下部隧道内径均被压缩，当隧道上下叠交时，下部隧道的水平直径变形最大。
2.4上部隧道施工
（1）地面变形控制
隧道上下叠交，在下部隧道施工时，尽量应将地面变形尽量控制在+5～－10mm以内，上部隧道施工后，将地面变形控制在+10～－30mm以内。
上部隧道施工时，由于土体已经扰动过，且盾构的覆土相对较浅，所以对盾构的平衡压力控制尤为重要，而建筑空隙有效合理的填充也是控制地面变形的关键。因此平衡压力调整的准确性和及时性、同步注浆的压力和数量，以及二次补压浆的技术措施都是施工控制的关键。
（2）隧道轴线控制
上部隧道后于下部隧道施工，因此上部隧道的轴线控制主要还是考虑其自身的变形。上部隧道覆土较小，在实际推进施工中，应将轴线控制在-15mm左右，以便给管片脱出盾尾上浮和后期的隧道注浆上浮留出变形余地，确保最终隧道轴线满足设计和规范要求。
（3）隧道的收敛变形
上部隧道的收敛变形主要是自身的变形和注浆变形，下部隧道对其的影响较小。在隧道的后期注浆时，上部隧道的注浆范围为隧道轴线下半部，因此收敛变形值均为负值。
2.5盾构推进同步注浆
依照设计要求并结合以往的叠交隧道施工经验，整个隧道叠交部分处盾构的同步注浆可以作为加固的基础措施，衬砌二次补压浆则是减少后期沉降的措施。
盾构推进中的同步注浆是充填土体与管片圆环间的建筑间隙的主要手段，是盾构推进施工中的一道重要工序。盾构推进施工中选择具有和易性好、泌水性小，且具有一定强度的浆液进行及时、均匀、足量压注，确保其建筑空隙得以及时和足量的充填。本段采用的同步注浆浆液为加入水泥的可硬性浆液，可以加快初凝并提高终凝强度。
三菱盾构：1.5×π（6.4102－6.2002）/4＝3.12m3
切削外径：Φ6410mm；管片外径：Φ6200mm。
依据上海、北京、深圳等地区重叠隧道的施工经验，实际的注浆量为每环管片理论建筑空隙的200％～250％，即每推进一环同步注浆量为6.24m3～7.8m3。泵送出口处的压力应控制在0.3MPa左右。
同步注浆拟采用下表所示的浆液配比，在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边环境等，通过现场试验优化确定。
2.6二次补压浆
在做好同步注浆的基础上，考虑到叠交隧道施工的特殊性，可根据实际情况和地层变形监测信息进行二次补压浆。同时考虑到提高叠交隧道的稳定性以及今后列车运行的振动沉陷，在两条隧道贯通后，利用管片预留的注浆孔，再次进行双液浆压注来达到稳定隧道、控制变形的目的。
左右线隧道施工时，要通过对右线隧道内的监测数据反馈，调整左线的推进参数、隧道内注浆量、注浆压力及注浆部位。在右线隧道内进行隧道径向变形及隧道沉降的监测。
二次补浆以单液水泥浆为主，水泥浆水灰比0.8，必要时采用双液浆。水泥-水玻璃双液浆配比为：水泥浆液体积和水玻璃的比例为2～3：1，水泥浆水灰比为0.8～1，双液浆初凝时间为3～4分钟，水玻璃用量根据初凝时间现场配置确定，水泥浆液比重≥1.5t/m3，体积收缩率<0.3%。
压浆属一道重要工序，施工中指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。
2.7渣土改良
叠交隧道段区域地质情况复杂，穿越富含承压水的粉质粘土及粉砂层，施工过程中极易发生喷涌及漏水漏砂现象，在该段推进过程中必须进行渣土改良，采取添加膨润土或泡沫剂，以改善渣土流塑性、减少刀盘及螺旋机扭矩，防止喷涌、减少机械事故。
3.总结
随着各大城市轨道交通网络密度的进一步加强，受周边环境条件的限制及规划选线的经济性要求，必然会面临越来越多的重叠隧道盾构施工问题，相关技术需进一步探索、学习。
论文作者:张艺
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/29
标签：隧道论文; 盾构论文; 注浆论文; 轴线论文; 管片论文; 压力论文; 地面论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;