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富水软弱地层中交叉、重叠隧道盾构区间施工关键技术

1 引言
目前，伴随着重叠交叉隧道的产生，群洞隧道施工的关键技术研究已然成为地下工程发展的难点、重点和热点问题。交叠（麻花状）隧道建设具有以下特点：
（1）地下空间利用率高；
（2）满足多条地铁线路同台换乘，更好地提升乘客的便捷性；
（3）多次始发、接收造成土体扰动大，易发生渗漏水及周边构筑物变形等风险。目前，隧道对周边环境的影响研究主要集中在对地下管线、桩基、既有隧道结构以及地面建筑的方向，而且大部分是针对单孔及水平平行隧道，对于重叠交叉麻花型隧道群的施工影响效应的研究资料还比较少。
2 工程概况
天津地铁5号线、6号线文化中心1标段位于天津市南开区与河西区交界处，盾构区间隧道单线全长8028m，隧道均为圆形断面，内径5500mm。
6号线区间隧道以平行状出水上东路站，渐变为交叉、重叠状进入某站，隧道以右上左下重叠状出环湖西路站一直延伸至天津宾馆站。
5号线区间隧道以右上左下重叠状出天津宾馆站，交叉渐变为拧麻花状，以左上右下重叠状进入环湖西路站,隧道以上下重叠状出环湖西路站渐变为交叉、平行状进入体育中心站，如图1所示。

3 重叠隧道施工风险分析
本标段重叠隧道线型复杂，具有净间距小、重叠线路长、转弯半径小、大纵坡段线路长、部分线路覆土浅及局部穿越承压水层等特点。
特别是5号线环宾区间为上下重叠交叉状，6号线环宾区间为上下完全重叠状，4条隧道先后施工地层经过多次扰动，存在隧道自身变形及地面沉降变形过大，进而造成隧道透水、有压管线破裂及周边建筑物开裂等次生灾害的发生。
4 始发、接收及重叠段施工风险控制技术措施
4.1 始发、接收风险控制技术措施
为确保始发安全，负2层始发在原有洞门止水密封装置的基础上增加1层帘布橡胶板，形成双层帘布橡胶止水；负2层接收采用二次接收方式；负3层始发、接收采用钢护筒形式。
4.2 重叠段施工风险控制技术措施
4.2.1 施工顺序的确定
5号线环宾隧道线型为交叉、重叠状（见图2），以该区间为例，其施工顺序为：
（1）环宾区间总体的施工顺序为先下后上；
（2）宾环区间左右线同时相对施工，为保证左右线同时达到中间交叉点位，其中右线需提前始发15~20d。

4.2.2 注浆加固
重叠段隧道管片的注浆孔由原来的6孔增加至16孔。在上部隧道施工前对下部隧道进行二次注浆施工，减少因上线隧道施工，导致下线既有隧道向上线隧道偏离的影响。二次注浆采用水泥-水玻璃双液浆，对隧道周围3m范围内土体进行注浆加固。
4.2.3 支撑台车
在上部隧道施工前，采用移动台车对下部隧道进行支撑。加固范围为盾构刀盘前15m至盾尾后30m。移动台车在上部隧道施工过程中采用“被动支顶、密贴管片”的方式跟随上部盾构机前移。此种方法可以：
（1）抵抗上方隧道施工过程中，盾体下方既有隧道管片环缝之间因垂直错动而产生的剪力；
（2）提高下部既有隧道刚度，减小其垂直弯曲变形量。
支撑台车在钢轨上行走，每道支撑由5个轮式支撑臂组成，支撑点避开纵缝及手孔位置，支撑臂采用液压控制，具备压力调节功能。支撑台车在外力的推动下，根据上部隧道的掘进速度可实现不卸力向前移动。
5 重叠隧道周边建筑物保护
5.1 周边建筑物简介
地铁5号线和6号线某区间周边共有27栋建筑物，主要为修建于80年代的居民区。距离隧道在净距在12m以内的建筑物有5幢，分别是育贤里2号楼、3号楼和4号楼，宾水东里21号楼和22号楼。净距离最近的为宾水东里22号楼，距离隧道9.76m。
4条隧道距离越近，覆土厚度越浅对地表沉降的影响越明显。根据理论计算环湖西路东端头处4条隧道开挖引起的地表总沉降量最大可达42mm，沉降槽宽度约为50m。
5.2 地面袖阀管注浆加固
对于在隧道1倍洞径之间内建构筑物提前预埋袖阀管，进行预注浆，如图3所示。后期施工中及时根据监测数据进行跟踪注浆。

6 总结与建议
通过本文的论述，可以得出以下结论：
1）盾构区间重叠隧道施工采用多孔注浆加固及移动支撑台车，可有效控制隧道变形、地表沉降及隧道位移；
2）盾构区间重叠隧道施工，针对周边建筑物采用预注浆的方式能有效减少建筑物的差异沉降，从而确保周边建筑物的安全；
3）采用钢护筒可有效降低始发、接收安全风险。

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