北京地铁区间隧道浅埋暗挖法穿越高层建筑物施工技术

北京地铁区间隧道浅埋暗挖法穿越高层建筑物施工技术
熊兴国
【摘要】北京地铁10号线10标段区间隧道采用浅埋暗挖法穿越国际村2号楼高层建筑物,其中地面28层、地下2层.由于区间隧道穿越地段及隧道顶底板基本处
于透水性很强的沙层中,施工风险极高、难度很大.介绍该区段的工程特点,详细分析区段的施工方案及其特点,采用抗滑隔离桩、钢管井、改性水玻璃加固土体、台阶
法施工等关键施工技术.
【期刊名称】《铁道标准设计》
【年(卷),期】2007(000)005
【总页数】3页(P77-79)
【关键词】北京地铁;区间隧道;浅埋暗挖法;加固处理;抗滑隔离桩;钢管井;监控量测【作者】熊兴国
【作者单位】中铁二十局集团有限公司,西安,710016
【正文语种】中文
【中图分类】U455
1 工程概况
北京地铁10号线10标段太阳宫站—三元桥站区间，区间右线K14+240～
K14+260段，为穿越国际村2号楼28层高楼段。

右线区间隧道距离2号高楼边
缘地面仅3.4 m；2号高楼地面为28层、地下为2层，基础相对地面高程-8.5 m，
基础位于区间隧道拱顶右上方(隧道底高程为23.8 m)，横向距离3.4 m，垂直距
离2.27 m，该建筑物采用CFG桩复合地基。

地质情况地面自上而下分别为建筑垃圾、粉细砂流砂层、粉质黏土层等，其中粉细砂层处于隧道上拱部处，在粉细砂流砂层与粉质黏土层基本各占隧道开挖高度一半；受国际村2号高楼的影响，该区
段降水不能形成封闭降水，国际村为地下水发育地带，有4层地下水。

第一层为
上层滞水，含水层主要为粉土，透水性一般，静水位高程为31.19～36.46 m(水位埋深3.41～8.16 m)；第二层为潜水层，主要是粉细砂层、中粗砂层，透水性一般，局部受粉质黏土层阻隔，具微承压性，静止水位高程26.86～30.68 m(水位埋深8.5～13.26 m)；第三层为地下层间潜水，主要为粉土层、细中砂层，静止水位高程22.04～24.99 m(水位埋深14.63～17.48 m)；第四层为承压水，主要为粉细砂层、中粗砂层、圆砾层，透水性较好，静止水位高程为16.53～18.58 m(水位埋深20.72～22.90 m)。

水头高度1～4 m。

并且离西坝河较近，通过砂层有强水源补给。

区间隧道穿越的地层情况详见图1，区间隧道与国际村2号高楼抗滑桩及钢管井的平面位置关系见图2。

图1 隧道与地质关系(单位：m)
图2 区间隧道与国际村2号楼抗滑桩及钢管井平面位置关系(单位：mm)
2 总体施工方案
基于隧道开挖面上部为含水量较高的不稳定粉细砂层，以及其水文地质特点，如何保证隧道开挖控制好流砂、保证隧道不坍塌不引起国际村2号高楼地基土体的滑动，是选择施工方案首先要考虑的问题。

经过专家多次论证、施工方案确定为：
(1)采用抗滑隔离桩，防止2号高楼基础土体破裂面的滑动；
(2)采用右线隧道中心线位置、地面合理布置钢管井弥补穿越高层建筑物段降水不
能形成封闭；
(3)加密小导管、采用改性水玻璃注浆加固土体，加密格栅、加快成环速度达到早
封闭，增加临时仰拱、防止隧道收敛过大。

图3为区间隧道穿越2号楼段施工流程。

3 施工技术及措施
3.1 抗滑隔离桩施工
国际村2号高楼与区间隧道之间打设一排抗滑隔离桩，起到保护高楼基础土体沿
隧道剪切破裂面的滑动，抗滑隔离桩沿隧道纵向布置，距离隧道开挖轮廓线0.5 m，纵向长度为20 m，桩间距为1.4 m、桩径为800 mm，区间隧道与高层抗滑隔离桩剖面见图4。

抗滑隔离桩施工工序主要包括冲击成孔、下钢筋笼和灌注水下混凝土。

由于地理位置、高度受到限制(4 m范围)，场地窄小，地层受回填土和流砂层的影响，钻机选用CZ-100型冲击钻。

施工主要控制好桩的垂直度，防止桩侵界，防止施工中桩的偏移，注意钢筋笼分段的连结。

图4 区间隧道与国际村2号楼剖面(单位：mm)
3.2 钢管井施工
受国际村2号高楼的影响，右线隧道施作隔离桩段不能形成区域降水，该段采用
沿隧道中心线地面施打钢管井降水(图2)。

钢管井每间隔6 m 1个，采用正、反循环钻机施工均可。

打好井后及时安装降水设备、疏干潜水、层间水，保证降水效果，在隧道开挖中达到无水作业的目的。

3.3 区间隧道施工
抗滑隔离桩、钢管降水井施作结束后，即可进行正常的隧道施工，隧道开挖由原设计75 cm一榀格栅改为50 cm一榀格栅，隧道施工采用台阶法开挖。

台阶法施工工序及主要施工步骤包括：打设小导管(小导管比正常情况要求加密一倍，并注改
性水玻璃浆液，pH值控制在3.5～4，注浆压力控制在0.3 MPa)，土体加固注浆，土方开挖，钢格栅架设(包括连接钢筋的焊接、网片的搭接)，喷射混凝土，封闭后
回填注浆。

浆液采用水泥浆液，注浆压力为0.5 MPa左右。

根据监控量测拱腰处
收敛参数与确定的收敛参数值进行对比，然后再确定隧道内是否施作临时仰拱。

4 监控量测
在区间暗挖施工过程中，对高层建筑物进行变形监测，在高层建筑物四周布置沉降观测点(图5)。

发现地面变形超过警界值(≤20 mm)，及时调整施工参数，并采取
措施，确保高层建筑物安全。

隧道开挖过程中对拱顶、拱腰布置观测点，见图6。

高层建筑物监控量测点中最大变形点的位移时间曲线见图7。

由这些曲线可以看出，经过抗滑隔离桩处理后沉降量很小，完全在确定的参数值范围内，符合规范要求。

另外，在隧道施工中做好地面沉降、拱顶沉降、收敛、隆起等监控工作。

图8是
隧道内监测的拱顶下沉典型点处的位移时间曲线，图9是隧道内监测的收敛典型
点处的位移时间曲线，暗挖施工隧道内的监测结果(沉降累计最大值5.6 mm)。

完
全满足设计及相关规范要求，浅埋暗挖法穿越高层建筑物隧道施工是安全成功的，达到了预期的土体抗滑保护效果。

图5 高层建筑物沉降观测点布置
图6 拱顶、拱腰收敛变形观测点布置
图7 高层建筑物监控量测点中最大变形点的位移时间曲线
图8 隧道内监测的拱顶下沉典型点处的位移时间曲线
图9 隧道内监测的收敛典型点处的位移时间曲线
5 结语
北京地铁10号线10标段区间隧道采用浅埋暗挖法施工穿过国际村2号楼高层建
筑物的成功实例，以及在施工中超前地质探孔，严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18字方针进行施工，都是地铁高风险、高难度、
高技术含量的成功所在。

在适当选择抗滑隔离桩、区域降水不能封闭的条件下采用钢管井疏水、加密小导管改注改性水玻璃浆液的辅助工法对流砂土体进行加固，初
期支护、隧道衬砌混凝土的施工，完成了用浅埋暗挖法穿越城市高层建筑物区间隧道工程，为以后类似工程提供经验。

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