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中铁十六局集团地铁工程有限公司 北京 100024
摘要：城市地铁穿越既有铁路、桥梁等既有建构筑物实例屡见不鲜，形成诸多的特级风险源、一级风险源。各风险源所处地理位置、地质情况、环境因素等又不尽相同。如何安全顺利的通过这些风险源，是摆在建设者面前的重大课题。本文结合北京轨道交通昌平线二期采用浅埋暗挖法在砂卵石地质条件下穿越西关环岛桥一级风险源时，采取地面注浆+洞内深孔注浆施工工艺取得的较好效果，总结了应用地面注浆+洞内深孔注浆施工工艺在砂卵石地层中成功穿越风险源的施工经验。
关键词：地铁；风险源；砂卵石地层；深孔注浆
0引言
随着城市地铁的不断延伸和发展，很多地铁线路的设计无法避开既有地铁线路、铁路、河流、立交桥、居民楼、管线等各种地上、地下建构筑物。为了保证新建地铁线路在土建施工阶段的施工安全及通过各种建构筑物时的安全，施工前必须采取一些技术措施对土体进行有效的加固处理。如不能因地制宜的选用超前加固技术，造成加固效果不佳，极易造成人员伤亡及重大财产损失，甚至会造成影响恶劣的社会事件。
北京轨道交通昌平线二期地铁下穿位于昌平城区西部的西关环岛桥，此桥是连接G6（京藏高速）、G7（京新高速）、国道110和昌平区政府街、西关路的交通枢纽，长期承担繁重的客运、货运交通任务。自2011年桥体大修之后，桥体本身因时间及车流量大、载重量大的原因产生了大量裂缝。
本文结合浅埋暗挖法隧道下穿西关环岛桥采取的地上及洞内措施的成功应用，对类似工程有一定的指导和借鉴作用。
1 工程概况
昌平线二期线路所穿越该西关环岛桥段地层为砂卵石地层，竖井开挖时曾揭露粒径超过1m的大粒径块石。在复杂的地质情况进行暗挖施工本身就存在极大的风险，如何安全穿越西关环岛成为本工程的重点。西关环岛桥与隧道位置见图1。
昌平线二期西关环岛桥所处区间采用矿山法施工，拱顶范围大多处于砂层，自稳性差，开挖时极易突然发生坍塌，并夹杂有粒径大、分布随机性较强的块石。结合西关环岛桥本身采用片石扩大基础的特点，为有效的防止桥体发生不均匀沉降，同时保证隧道开挖安全，确定采取地面+洞内深孔注浆相结合的施工技术措施，分别对桥体和隧道开挖土体进行超前预加固。
2加固方案
2.1西关环岛桥地层加固
区间线路里程K4+575～K4+615（40m）范围下穿西关环岛桥，地层加固采用打设孔间距1000mm的注浆孔对桥墩扩大基础周边进行注浆加固。加固深度从地面向下加固5m，沿桥体基础外侧5m布孔。见图2。
2.2隧道开挖加固
加固长度为风险源里程右K3+580～右K3+605（25m）里程左K3+575～左K3+615（40m）下穿西关环岛。加固范围为隧道轮廓线外2m，注浆导管成格构型分布于掌子面内，环向间距600mm。见图3、4。
3地面注浆加固实施
3.1注浆参数确定
根据本工程具体的地层特点，通过对试验数据分析研究，确定如下地面注浆参数：
⑴.浆液扩散半径 R=0.5m；
⑵.注浆压力：0.3～0.5Mpa；
⑶.注浆速率：60L～70L/min；
⑷.注浆浆液浓度：水泥浆水灰比为1：1，水波璃浓度为20-25波镁度，水泥浆和水玻璃的体积比为1：1。
3.2注浆施工工艺
⑴.施工工艺流程见下图5。
图5 地面深孔注浆流程图
⑵.注浆采用注浆量和注浆压力双控
①.每孔注浆量需满足理论注浆量才可停止注浆：
按加固体的体积需要量计算：
其中：Q—浆液用量（m3）；D—桩体直径（m）；H—桩长（m）；B—损失系数，可选用0.1—0.3（该地层取0.2）
②.注浆压力一般控制在0.3MPa，当注浆压力超过0.3MPa时，可停止注浆；必要时可间歇式注浆，注浆过程中发现冒浆暂停注浆，孔口封堵后继续进行注浆，但应减少压力或加浓浆液。
4 洞内深孔注浆加固
4.1分段注浆
⑴.区间隧道加固范围内进行深孔注浆，采用分段后退式深孔注浆与开挖的方法，每个区段为12m。具体步骤如下：
①.在隧道上台阶进行超前深孔注浆，注浆达到该区段设计注浆深度后，停止注浆；
②.待注浆浆液强度达到设计值后，开挖上导洞，进行初期支护，至距注浆加固停止处约2米处停止开挖；
③.继续在隧道上台阶掌子面内打设导管，分段进行剩余区段的注浆加固与开挖支护，直至循环完成穿越。
4.2深孔注浆参数确定
经过对试验数据分析，确定如下深孔注浆参数：
⑴.注浆扩散半径：0.6～0.8米。
⑵.注浆浆液浓度：注浆浆液采用双液浆，即A液和B（C）液的混合物，A液为稀释后的水玻璃，B液由硫酸等化学外加剂和水组成，C液为水泥浆。水泥浆水灰比为0.5～1，水波璃浓度为20-25波镁度，水泥浆和水玻璃的体积比为3：1（根据现场实际情况进行调整），两种浆液在注入之前必须搅拌均匀。
⑶.注浆终压：0.8～1MPa（根据现场实际情况进行调整）。
⑷.注浆速率：60L～70L/min。
4.3.深孔注浆实施
⑴.施工工艺流程见下图6。
图6 洞内深孔注浆流程图
⑵.现场注浆实施
①.布设注浆孔位：在保证深孔注浆效果前提下，本着经济合理的原则布设注浆孔位，环向间距1m，水平打设，梅花形布置，孔位布置见图7、8。
图7 洞内深孔注浆孔位布置图 图8 洞内加固范围横向布置图
②.搭设作业平台及设置集水坑：深孔注浆前必须在在工作面搭设施工平台，采用钢管脚手架、扣件、木板等搭设，为确保作业平台安全稳固，必须设置斜撑和剪刀撑。设置集水坑主要是目的是为了文明施工，及时将集水坑中污水经沉淀后用水泵排到地面。
③.钻孔：注浆孔采用水平钻机打设，此种钻机钻杆可进行360度调整，每循环深孔注浆长度为12m，确保成孔的水平度。当钻孔受阻时，可就近调整孔位，重新钻孔。
④.深孔注浆：采用二重管喷射式注浆，用注浆泵将A、B液分别压入外管和内管，A、B液在端头混合室内混合，通过滤网后在水平方向喷射，浆液渗透到地层中，注浆过程中严格控制注浆压力和注浆量。
⑤.注浆效果检查：深孔注浆施工完成后，在注浆体内进行钻孔，通过压水、抽水等方法检查土层的流量及渗透情况，不合格的需进行补充注浆。检查孔的数量一般为总孔数的5-10%。
4.4现场加固效果
深孔注浆完成后，首先对隧道开挖面进行了超前探测，注浆达到预期效果后进行开挖，开挖过程中，揭露出的地层显示加固效果良好，浆脉明显，达到了预定目标（见图9）。
图9 洞内加固效果图
5 结语
下穿西关环岛桥施工开始至工程完成，地表累计沉降值为4.9mm，最大沉降速率为0.3mm/d，双控指标均未超过设计容许值，完全满足了设计的地表累计沉降值不大于10mm的沉降控制值要求。通过地表注浆及洞内深孔注浆的实施，成功穿越西关环岛桥，保证了隧道开挖面及西关环岛桥的安全。为日后类似隧道穿越特级、一级风险源积累了成功的经验和提供有益的借鉴。
参考文献：
[1]杨建新.北京地铁下穿小月河深孔注浆技术[c].2007年隧道与地下工程施工新技术研讨会暨铁道基建科技信息网年会论文汇编.北京：2007.
[2]邹 强.全断面深孔注浆在下穿浅基建筑物软弱赋水地层地铁区间隧道的应用[J].2010.
[3]关宝树.国兆林等.隧道及地下工程[M].成都：西南交通大学出版社，2000.
[4]刘百成.北京地铁十号线二重管无收缩双液注浆WSS工法施工技术.铁道建筑技术.2008.
[5]赵高亮.WSS工法在下穿京密引水渠暗挖地铁施工中的应用.铁道标准设计.2010.
[6]钱新 黄雪梅.盾构下穿建（构）筑物控制沉降注浆技术研究与应用[J].现代隧道技术，2010（4）：85-89.
摘要：城市地铁穿越既有铁路、桥梁等既有建构筑物实例屡见不鲜，形成诸多的特级风险源、一级风险源。各风险源所处地理位置、地质情况、环境因素等又不尽相同。如何安全顺利的通过这些风险源，是摆在建设者面前的重大课题。本文结合北京轨道交通昌平线二期采用浅埋暗挖法在砂卵石地质条件下穿越西关环岛桥一级风险源时，采取地面注浆+洞内深孔注浆施工工艺取得的较好效果，总结了应用地面注浆+洞内深孔注浆施工工艺在砂卵石地层中成功穿越风险源的施工经验。
关键词：地铁；风险源；砂卵石地层；深孔注浆
0引言
随着城市地铁的不断延伸和发展，很多地铁线路的设计无法避开既有地铁线路、铁路、河流、立交桥、居民楼、管线等各种地上、地下建构筑物。为了保证新建地铁线路在土建施工阶段的施工安全及通过各种建构筑物时的安全，施工前必须采取一些技术措施对土体进行有效的加固处理。如不能因地制宜的选用超前加固技术，造成加固效果不佳，极易造成人员伤亡及重大财产损失，甚至会造成影响恶劣的社会事件。
北京轨道交通昌平线二期地铁下穿位于昌平城区西部的西关环岛桥，此桥是连接G6（京藏高速）、G7（京新高速）、国道110和昌平区政府街、西关路的交通枢纽，长期承担繁重的客运、货运交通任务。自2011年桥体大修之后，桥体本身因时间及车流量大、载重量大的原因产生了大量裂缝。
本文结合浅埋暗挖法隧道下穿西关环岛桥采取的地上及洞内措施的成功应用，对类似工程有一定的指导和借鉴作用。
1 工程概况
昌平线二期线路所穿越该西关环岛桥段地层为砂卵石地层，竖井开挖时曾揭露粒径超过1m的大粒径块石。在复杂的地质情况进行暗挖施工本身就存在极大的风险，如何安全穿越西关环岛成为本工程的重点。西关环岛桥与隧道位置见图1。
昌平线二期西关环岛桥所处区间采用矿山法施工，拱顶范围大多处于砂层，自稳性差，开挖时极易突然发生坍塌，并夹杂有粒径大、分布随机性较强的块石。结合西关环岛桥本身采用片石扩大基础的特点，为有效的防止桥体发生不均匀沉降，同时保证隧道开挖安全，确定采取地面+洞内深孔注浆相结合的施工技术措施，分别对桥体和隧道开挖土体进行超前预加固。
2加固方案
2.1西关环岛桥地层加固
区间线路里程K4+575～K4+615（40m）范围下穿西关环岛桥，地层加固采用打设孔间距1000mm的注浆孔对桥墩扩大基础周边进行注浆加固。加固深度从地面向下加固5m，沿桥体基础外侧5m布孔。见图2。
2.2隧道开挖加固
加固长度为风险源里程右K3+580～右K3+605（25m）里程左K3+575～左K3+615（40m）下穿西关环岛。加固范围为隧道轮廓线外2m，注浆导管成格构型分布于掌子面内，环向间距600mm。见图3、4。
3地面注浆加固实施
3.1注浆参数确定
根据本工程具体的地层特点，通过对试验数据分析研究，确定如下地面注浆参数：
⑴.浆液扩散半径 R=0.5m；
⑵.注浆压力：0.3～0.5Mpa；
⑶.注浆速率：60L～70L/min；
⑷.注浆浆液浓度：水泥浆水灰比为1：1，水波璃浓度为20-25波镁度，水泥浆和水玻璃的体积比为1：1。
3.2注浆施工工艺
⑴.施工工艺流程见下图5。
图5 地面深孔注浆流程图
⑵.注浆采用注浆量和注浆压力双控
①.每孔注浆量需满足理论注浆量才可停止注浆：
按加固体的体积需要量计算：
其中：Q—浆液用量（m3）；D—桩体直径（m）；H—桩长（m）；B—损失系数，可选用0.1—0.3（该地层取0.2）
②.注浆压力一般控制在0.3MPa，当注浆压力超过0.3MPa时，可停止注浆；必要时可间歇式注浆，注浆过程中发现冒浆暂停注浆，孔口封堵后继续进行注浆，但应减少压力或加浓浆液。
4 洞内深孔注浆加固
4.1分段注浆
⑴.区间隧道加固范围内进行深孔注浆，采用分段后退式深孔注浆与开挖的方法，每个区段为12m。具体步骤如下：
①.在隧道上台阶进行超前深孔注浆，注浆达到该区段设计注浆深度后，停止注浆；
②.待注浆浆液强度达到设计值后，开挖上导洞，进行初期支护，至距注浆加固停止处约2米处停止开挖；
③.继续在隧道上台阶掌子面内打设导管，分段进行剩余区段的注浆加固与开挖支护，直至循环完成穿越。
4.2深孔注浆参数确定
经过对试验数据分析，确定如下深孔注浆参数：
⑴.注浆扩散半径：0.6～0.8米。
⑵.注浆浆液浓度：注浆浆液采用双液浆，即A液和B（C）液的混合物，A液为稀释后的水玻璃，B液由硫酸等化学外加剂和水组成，C液为水泥浆。水泥浆水灰比为0.5～1，水波璃浓度为20-25波镁度，水泥浆和水玻璃的体积比为3：1（根据现场实际情况进行调整），两种浆液在注入之前必须搅拌均匀。
⑶.注浆终压：0.8～1MPa（根据现场实际情况进行调整）。
⑷.注浆速率：60L～70L/min。
4.3.深孔注浆实施
⑴.施工工艺流程见下图6。
图6 洞内深孔注浆流程图
⑵.现场注浆实施
①.布设注浆孔位：在保证深孔注浆效果前提下，本着经济合理的原则布设注浆孔位，环向间距1m，水平打设，梅花形布置，孔位布置见图7、8。
图7 洞内深孔注浆孔位布置图 图8 洞内加固范围横向布置图
②.搭设作业平台及设置集水坑：深孔注浆前必须在在工作面搭设施工平台，采用钢管脚手架、扣件、木板等搭设，为确保作业平台安全稳固，必须设置斜撑和剪刀撑。设置集水坑主要是目的是为了文明施工，及时将集水坑中污水经沉淀后用水泵排到地面。
③.钻孔：注浆孔采用水平钻机打设，此种钻机钻杆可进行360度调整，每循环深孔注浆长度为12m，确保成孔的水平度。当钻孔受阻时，可就近调整孔位，重新钻孔。
④.深孔注浆：采用二重管喷射式注浆，用注浆泵将A、B液分别压入外管和内管，A、B液在端头混合室内混合，通过滤网后在水平方向喷射，浆液渗透到地层中，注浆过程中严格控制注浆压力和注浆量。
⑤.注浆效果检查：深孔注浆施工完成后，在注浆体内进行钻孔，通过压水、抽水等方法检查土层的流量及渗透情况，不合格的需进行补充注浆。检查孔的数量一般为总孔数的5-10%。
4.4现场加固效果
深孔注浆完成后，首先对隧道开挖面进行了超前探测，注浆达到预期效果后进行开挖，开挖过程中，揭露出的地层显示加固效果良好，浆脉明显，达到了预定目标（见图9）。
图9 洞内加固效果图
5 结语
下穿西关环岛桥施工开始至工程完成，地表累计沉降值为4.9mm，最大沉降速率为0.3mm/d，双控指标均未超过设计容许值，完全满足了设计的地表累计沉降值不大于10mm的沉降控制值要求。通过地表注浆及洞内深孔注浆的实施，成功穿越西关环岛桥，保证了隧道开挖面及西关环岛桥的安全。为日后类似隧道穿越特级、一级风险源积累了成功的经验和提供有益的借鉴。
参考文献：
[1]杨建新.北京地铁下穿小月河深孔注浆技术[c].2007年隧道与地下工程施工新技术研讨会暨铁道基建科技信息网年会论文汇编.北京：2007.
[2]邹 强.全断面深孔注浆在下穿浅基建筑物软弱赋水地层地铁区间隧道的应用[J].2010.
[3]关宝树.国兆林等.隧道及地下工程[M].成都：西南交通大学出版社，2000.
[4]刘百成.北京地铁十号线二重管无收缩双液注浆WSS工法施工技术.铁道建筑技术.2008.
[5]赵高亮.WSS工法在下穿京密引水渠暗挖地铁施工中的应用.铁道标准设计.2010.
[6]钱新 黄雪梅.盾构下穿建（构）筑物控制沉降注浆技术研究与应用[J].现代隧道技术，2010（4）：85-89.