1 工程背景
上海市軌道交通L10從(cong) 空港一路站至上海動物園站上行線長1861.456m（1552環），下行線長1856.871m（1548環），區間隧道由2台盾構機先後由上海動物園站西端頭井及空港一路站東(dong) 端頭井出洞，相向掘進。工程總體(ti) 籌劃圖見圖1。下行線隧道在1191～1272環處上穿上行線隧道，疊交區域上行線相應環號為(wei) 276～359環。隧道疊交施工時，上行線（即下部隧道）已經施工完成，整個(ge) 穿越過程為(wei) 下行線隧道（即上部隧道）穿越上行線隧道，隧道邊線間距為(wei) 5.2～3.5m。下行線隧道斷麵地層為(wei) ④灰色淤泥質黏土層，上部局部涉及③灰色淤泥質粉質黏土層。上行線隧道斷麵上部地層為(wei) ⑤1－1灰色黏土層，下部地層為(wei) ⑤2灰色粉砂夾黏性土。上行線穿越該區域中心覆土埋深約為(wei) 20m，下行線穿越該區域中心覆土埋深約為(wei) 13m。
圖1 工程總體(ti) 籌劃
2 風險分析
2.1 隧道相向掘進施工影響
盾構相向掘進對於(yu) 周邊土體(ti) 存在相向剪切，土體(ti) 擾動要比常規同向掘進大得多。如此的施工順序，在上行線穿越區域土體(ti) 尚未完全固化、隧道沉降尚未完全穩定的情況下，相向掘進施工對下部隧道及地麵環境的影響比常規穿越施工大。
2.2 疊交施工線型條件對盾構推進的影響
本次疊交施工上行線隧道先行施工，下行線隧道疊交穿越由平行掘進，逐漸縮小與(yu) 上行線隧道邊線淨距到上、下疊交，最後由上、下疊交狀態逐漸恢複到平行狀態。在這個(ge) 過程中，隧道間距由平行5.25m到上、下疊交最小3.48m，再到平行5.06m（見圖2）。在這個(ge) 變化過程中，下行線盾構機切口平衡土壓力可能產(chan) 生局部欠壓（靠近上行線一側(ce) ），對於(yu) 下行線盾構推進的軸線控製帶來一定的難度，掘進軸線容易產(chan) 生較大偏差。
圖2 疊交穿越剖麵圖
另外，先完成的上行線隧道尚處在穩定期，後施工的下行線隧道需要實施疊交穿越施工，給施工帶來一定的難度。如土壓力設定過高，容易導致對上行線隧道軸線產(chan) 生擠壓引起上行線隧道軸線平移；若為(wei) 了控製上行線隧道水平偏移，將土壓力設定適當降低，則可能帶來一定程度的超挖，給穿越區域上方建築物沉降帶來一定的風險。同樣，同步注漿也是如此，按照正常的同步注漿量，將對上行線隧道軸線帶來一定擠壓而使軸線偏移；若降低同步注漿量，則對地表建築的保護帶來沉降風險。
2.3 疊交施工對地麵環境的影響
下部隧道（上行線）斷麵土層涉及⑤2灰色粉砂夾黏性土，上部隧道（下行線）斷麵土層涉及③灰色淤泥質粉質黏土層。此2種地層流變性強，靈敏度高，在動力作用下土體(ti) 結構易液化破壞，強度降低，後期沉降時間較長，沉降幅度較大。因此疊交施工須考慮已建隧道的變形情況，在一定程度上比常規掘進帶來更大的地層損失，加劇穿越區域上方建築物的沉降。
3 施工控製技術
3.1 施工控製總體(ti) 思路
1）上下疊交隧道的施工順序確定為(wei) 先下後上，將2條隧道相互的施工影響縮至最小。
2）在施工下部隧道時，必須嚴(yan) 格控製地麵變形，確保隧道穩定，為(wei) 上部米兰国际在线娱乐提供良好條件。
3）在施工上部隧道時，合理控製施工參數，盡量減少對下部隧道的影響，實施對下部隧道監測，以反饋隧道間的相互影響程度，從(cong) 而采取措施保證隧道的安全。
4）施工完畢後，對隧道進行注漿和跟蹤監測，保證隧道的後期穩定。
3.2 分階段控製區劃分技術
根據盾構實際工況特點，設定一段20環的推進試驗段，以上行線隧道前一倍覆土埋深範圍（約10m）設為(wei) 穿越段開始，直至盾尾離開已建隧道前一倍覆土埋深範圍設定為(wei) 穿越段，穿越段共117.214m（共98環）。
3.3 盾構機和管片特殊技術
為(wei) 防止盾構穿越過程中盾構機殼體(ti) 部位下部隧道上浮量過大，盾構機始發前在盾構本體(ti) 腰部和盾尾各增開6個(ge) 注漿孔，沿圓周均勻分布，用2英寸（1英寸=25.4mm）優(you) 質球閥密封。穿越過程中盾構機殼體(ti) 對應下部隧道出現上浮，上浮量超過5mm，可通過殼體(ti) 增開注漿孔壓注雙液漿，控製下部隧道上浮量。
為(wei) 有效控製盾構穿越前後的地麵及已建隧道的沉降和位移，在穿越區及前後2倍隧道直徑範圍內(nei) 管片上適當增加注漿孔數量，每環管片增開8個(ge) 注漿孔，鄰接塊及落底塊分別增開2孔，標準塊增開1孔。
3.4 穿越試驗段施工
在推進試驗段，主要就土壓力、推進速度、出土量、注漿量和注漿壓力設定與(yu) 地麵沉降關(guan) 係進行分析，掌握區間盾構推進土體(ti) 沉降變化規律以及摸索土體(ti) 性質，以便正確設定穿越已建隧道的施工參數和采取相應措施減少土體(ti) 沉降，保證已建隧道的安全。
3.5 疊交相向穿越段施工
1）嚴(yan) 格控製設定土壓力。土壓力計算按照常規正麵平衡壓力計算公式計算，平衡壓力單次調整幅度控製在0.005MPa/次。
2）嚴(yan) 格控製盾構姿態。穿越過程中，在確保盾構正麵沉降控製良好的情況下，盡可能使盾構勻速、直線通過，盡量避免糾偏，以免造成過大的地層損失。預先計算好每環的楔子量，在盾構推進時預先控製。遇糾偏時不急糾、不猛糾，單次平麵糾偏量控製在5mm/環內(nei) ，單次高程坡度糾偏量≤0.1%。
3）同步注漿和二次補壓漿。同步注漿采用大比重厚漿漿液，下穿疊交施工同步注漿量設定根據監測數據隨著盾尾到達慢慢下調，隨著盾尾離開慢慢上調的過程，二次補壓漿根據監測數據和實際要求，進行跟蹤注漿。
4）隧道內(nei) 壓重。上穿過程中,為(wei) 防止已建隧道上浮,在施工隧道內(nei) 進行壓重（見圖3）。
圖3 施工隧道內(nei) 壓重示意圖
3.6 穿越後的加固措施
1）注漿加固範圍。上行線加固起止268～367環，加固殼的厚度為(wei) 1.5m。下行線加固起止1180～1282環，重疊段加固範圍為(wei) 下部隧道中心水平線以上及下行線隧道中心水平線以下部分，上行線注漿孔數為(wei) 8個(ge) ，下行線注漿孔數為(wei) 7個(ge) 。加固殼的厚度為(wei) 2m（見圖4）。加固指標為(wei) 0.15～0.20MPa。
2）注漿材料。采用雙液漿，初凝時間控製在30～60s，體(ti) 積收縮率＜5%。水玻璃波美度為(wei) 35。加固土水泥摻量（重量比）為(wei) 5%～6%，水灰比一般為(wei) 0.6～0.7。
3）注漿加固順序。疊交隧道注漿施工應在上、下行線隧道推進結束後進行，注漿時先進行上行線隧道注漿施工，再進行下行線注漿施工。同一孔內(nei) 采用從(cong) 外到內(nei) 的方式進行分層注漿。同一襯砌環內(nei) 不同注漿孔的注漿保持對稱平衡。一般情況下，隧道縱向注漿順序采取隔環跳打的方式，每環一次施工1～2孔，每2個(ge) 施工環間隔4環。特殊情況下應根據上、下行線隧道監測數據適當調整。
3.7 施工監測
1）地表沉降監測。地表每隔4環布設地表沉降點，在穿越段布設2個(ge) 監測斷麵，斷麵共設置9個(ge) 監測點。斷麵點距隧道分別為(wei) 3、6、15、20m（包括軸線點），斷麵點保證至少3個(ge) 地表深層點。
2）上行線隧道垂直沉降監測。疊交穿越上行線隧道環號為(wei) 276～359環，考慮下行線上穿影響，上行線隧道垂直沉降監測采用人工監測，將監測布點範圍放大2倍直徑，即監測環號為(wei) 265～370環，每隔5環布設垂直位移沉降監測點，監測點位布置於(yu) 拱底塊。
4 實施效果
1）周邊建築物沉降情況。周邊建築物沉降基本控製在-30mm以內(nei) （見圖5）。
圖4 疊交注漿加固圖
圖5 建築物沉降控製曲線
2）上行線隧道垂直位移監測數據。上行線垂直位移表現為(wei) 上浮，上浮量基本控製在10mm以內(nei) 。
3）下行線隧道軸線數據。下行線隧道軸線控製在0～+40mm之間。
5 結語
在整個(ge) 疊交穿越施工過程中，由於(yu) 施工籌劃合理，技術措施到位，使穿越工程取得圓滿成功。通過總結穿越的施工經驗，對於(yu) 以後相向疊交穿越，在前期設計上應平衡地表環境與(yu) 穿越米兰国际在线娱乐質量控製之間的關(guan) 係，盡量避免將疊交穿越區域設置於(yu) 建構築物下方。在施工監測手段上，盡量采用自動化對穿越隧道實施監測，提高施工控製的精度。有可能的情況下，在疊交米兰国际在线娱乐前對疊交區域預先進行水泥土加固，減少疊交施工對隧道質量及地表環境的影響。
作者：馬忠政
轉自：《中國市政工程》