地铁暗挖车站施工保护技术的分析

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摘 要：文章以目前的地铁隧道的维护工作为前提，论述了目前的竖向的变形的关饶要素，分析了一些对目前路线的维护方法，以此来降低其带来的不利现象。

关键词：地铁；暗挖；保护

中图分类号：U23 文献标识码：A

1 项目状况

该线路的走向是南北方向的，车站是用的是双向的挖掘方法，其中心区域横跨街道，使用单层的挖掘措施，其是暗挖。对于暗挖的区域，已经存在一条具体的线路，两者的间距只有零点六米，采用“中柱法”施工。既有线为双线单洞隧道，线间距 16.8m，为复合式衬砌结构，断面为5.7m×6.1m，马蹄形断面型式。对于新的路线还有两个联通的风道。两者间存在一定的关联。

2 关于隆起形变的分析和干扰要素

2.1 通过三维的有限元来分析变形问题

在三维地质建模和三维结构建模的基础上，以真实的洞室群造型和地质空间分布形状，实时建立三维有限元计算模型。以地质建议的岩体物理力学参数为前提，根据开挖和支护工艺程序对洞室群进行三维弹塑性数字模拟分析。通过模拟分析，在不使用保护方法的背景之中，目前的构造的最高点隆起是28mm。结合相关的规定，该项目中目前的结构的隆起数已经大于规定的数值，要有相关机构的认真保护。

2.2 对目前的隧道的竖向形变的干扰要素

现有项目附近的受力的改变会导致竖向变形现象出现。不过它的内力的布局和变形特征等很是繁琐。以弹性地基梁理论为基础的解析方法概念明确，比较的合乎其和土体一起反应的具体状态，能够对干扰的要素开展分析。根据Winkler弹性地基模型理论，假设隧道为弹性地基上的无限长梁，则隧道变形沿其纵向的分布如式（1）所示：

为隧道的等效抗弯刚度；K为单位长度地基的基床系数，与土体的抗剪强度指标C、φ等值有关；q（ξ）为隧道纵向荷载。

由式（1）可知，隧道的纵向变形随隧道周边土体的抗剪强度指标C、φ等值变化，假如对新的车站的下方和附近的土等加固处理的话，能够显著提升土的强度，起到降低变形的特征。其竖向变形还会伴随卸载的变动而出现变动，假如分时期开展补偿的话，能够降低变形。除此，由于水位扥改变不单单会导致其出现竖向的改变，同时还能够导致其抗剪力等发生变动。所以其竖向变形的关键干扰压缩：暗挖车站结构参数、暗挖车站底及既有隧道周边状况、暗挖车站施工参数）因为已知规模和高度等数值，因此能够经由变革其底下和现有的项目附近的土质等的变化来应对其隆起。

3 关于保护方法

3.1 积极的对衬砌建设步骤进行调节

目前的项目的变形数会伴随工程上面的卸载数的增加而相应的变高，所以假如可以掌控住这个数值的话，那么就会获取非常显著的意义，因此要对其建设步骤开展调节。

3.2 对现有的土体加固处理

对新建车站底部及既有隧道周边的土体进行注浆加固，提高新建车站底部及既有隧道周边土体的抗剪强度指标C、φ等值。

3.2.1 土体加固设计参数

在五号线暗挖段导洞内，对一号线上下行隧道之间及侧壁1倍洞径范围内的土体进行注浆加固。一号线隧道加固的长度为暗挖车站下方及暗挖车站两侧各延长6.0和6.49m，加固的深度为暗挖车站底板至以下9m；注浆材料选用超细水泥-水玻璃双液浆，注浆压力0.3～0.6MPa。

3.2.2 土体加固施工

在距既有线6m处停止开挖，对既有线周边土体进行超前注浆加固。注浆加固既有线时采用二重管无收缩双液注浆技术，二重管钻机钻杆具有成孔和双液注浆功能，钻孔和注浆能连续、快速进行，确保注浆质量。

3.3 设置预应力锚杆

3.3.1 预应力锚杆设计参数

在卸载影响范围内设置预应力拉锚，拉锚一端固定于初期支护底板上。锚杆呈梅花型布置，间距2m×2m，锚杆长为15m及10m两种，贴近既有一号线区间侧采用长锚杆。暗挖车站边缘锚杆为斜向外侧下方设置，其余为垂直向下设置。杆体材料2φ32钢筋，锚杆全长均为锚固段，锚固体直径0.1m，锚杆轴向拉力设计值230kN。锚杆注浆材料为水泥浆，其抗压强度不低于30Mpa。

3.3.2 预应力锚杆施工

由于洞内空间狭小，选用锚杆钻机时必须考虑到洞内尺寸，必要时可以对钻杆进行改装。在暗挖导洞内每开挖支护5m施工一次锚杆，保证从开挖卸载到完成预应力锚杆补偿卸载之间尽可能小的时间间隔。

3.4 合理的对降水的高度进行调节

如果隧道不是很透水的话，当水位增高或者是变低的时候，就等同于对其增加或者是减少力。在挖掘之前的时候，先是在现有的项目的底板之下的位置进行降水活动，其就等同于对目前的项目进行朝下的卸载。这样就能均衡项目在挖掘的时候对于目前的项目的力的干扰。而且，对已有的项目附近的土进行处理，可以提升其抗剪力，提升抗变形的水平。

3.5 使用远程监测

3.5.1 目前的隧道构造变形的分析

结构沉降监测采用静力水准仪。以新建车站下33m长的既有隧道为重点监测区域，上、下行线共布设24个测点。以两个结构缝处为重点监测对象，在结构缝的两侧各布设1个测点。结合建设时或许会干扰到缝隙的胀缩，所以使用测缝设备来开展活动，在所有的缝隙中设置两个设备来监测。

3.5.2 对轨道的变形分析

走行轨结构纵向变形监测。该内容是监测的关键要素，由于该设备具有非常好的精确性，所以使用其来开展排水沟的测定活动。以新建车站下33m长的既有隧道为重点监测区域，上、下行线共布设16个沉降测点，这个体系可以监测不一样的下沉现象。

结语

原有的路线对变形的规定非常严苛，怎样积极地掌控住它的竖向的变形，要靠着一定的前瞻性特征。合理的对目前的线路的上边和周围的土体开展加固活动，并且适当的进行抗隆应对，是避免变形现象发生的关键要素。之所以对土体进行加固，关键是为了变革期相关的指数，进而通过注浆来应对变形问题，不过，不合理的建设数值和步骤会导致更为严重的变形现象。通过自动化的测试体系来了解其变形的状态，对于确保运行稳定来讲意义非常短关键，要有相对负责的综合化的监控体系来维护。

参考文献

[1]杜华林.地铁暗挖车站施工对下卧既有地铁的保护[J].市政技术，2006.

[2]王建军.地铁东单车站近距离下穿雨污水管线施工技术[J].山西建筑，2007.