杭州市地铁集团有限责任公司
摘要：现如今城市轨道交通的建设进程正处在顶峰时期，新建隧道穿越既有隧道施工是近接施工工程中的一种典型工况，对既有隧道的变形控制要求非常严格，甚至已经达到毫米级别的微变形控制等级。本文一方面对既有地铁隧道采用MJS工法进行系统的专项加固处理，规范了MJS工法在地铁领域的使用，另一方面在新建隧道施工时制定完善的专项施工组织方案，全方位保证既有既有地铁隧道的运营安全，为同类型工程提供合理化建议。
关键词：新建隧道；下穿；既有隧道；MJS工法
0 引言
现如今城市轨道交通的建设进程正处在顶峰时期[1]，中心区域的轨道交通里程数也随着城市化进程的加快不断提升，逐步形成城市地铁网络，虽然这些交通网在很大程度上解决了人们日常生活中交通拥堵，出行便利受阻的情景，但另一方面庞大密集的交通网络也给后续的盾构隧道施工带来了许多难题，如新建隧道穿越房屋，新建隧道穿越管线，新建隧道穿越桥梁，新建隧道穿越隧道，其中新建隧道穿越既有隧道施工是近接施工工程中的一种典型工况，已经达到毫米级别的微变形控制等级。
所以本文针对上述背景[2]，对新建隧道穿越既有隧道施工工况展开专项研究工作，一方面对既有地铁隧道采用MJS工法进行系统的专项加固处理，规范了MJS工法在地铁领域的使用，另一方面在新建隧道施工时制定完善的专项施工组织方案，保障隧道安全运营也为同类型盾构下穿既有隧道施工提供有效的保护措施建议。
1 工程详情
1.1 工程概况
新建隧道左线于里程ZDK40+983.084~ZDK41+013.089、右线于里程YDK40+993.725~YDK41+022.693范围下穿已运营地铁，两区间隧道平面上以58°斜交，下穿段新建隧道距离既有隧道隧道最小净距为3.258m，见图1。
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图1 新建隧道与既有隧道的位置关系图
1.2 工程地质及水文地质
穿越区域既有隧道与新建隧道主要位于⑥1淤泥质粘土夹粉土层。④、⑥层淤泥质土层呈灰色，大体呈流塑状，土体中间富含有机质残骸，局部分布着游离气泡状的含气土，穿越区间土体具有强度偏低、压缩性偏高等特点，经过施工扰动具有有较明显的土体蠕变、触变特性，可划分为软弱土层。
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图2 穿越区间地层分布图
2 既有隧道MJS预加固措施
经多次会议讨论研究，及现场试验，确定采用全方位高压喷射工法（MJS工法）对已运营的既有地铁隧道进行预加固。
2.1 既有隧道MJS加固设计
本工程主要施工范围为新建隧道穿越既有隧道范围进行MJS加固；MJS采用桩径2800mm@2000mm，加固深度为既有隧道顶至隧道底以下2.7m（桩底距新建隧道0.5m）水泥掺量建议不宜小于40%。盾构穿越前要求加固体强度不小于0.5MPa。加固范围示意图3如下所示。
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图3 MJS加固区平面布置图
2.2 MJS加固目的
采用MJS工法进行全方位加固，一方面通过注浆施工可以直接将软弱土进行原位硬化，极大提高其抵抗变形的能力，另一方面隔离和约束既有隧道底部未加固的软弱土体，目的是减小该部分土体的变形空间，减小变形量，同时对盾构穿越工后沉降进行注浆处理时，也能进一步提高注浆效果与注浆的质量，有效遏制既有隧道由于土体变形与位移产生的响应沉降。
2.3 MJS施工控制技术
施工顺序优化[3-6]：本工程MJS桩在既有线边施工，为减少对隧道的施工影响，施工宜采用跳桩施工，同条隧道一侧不同时施工；相邻桩施工间隔时间需控制不少于3天。
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图4 地铁工程MJS施工顺序示意图
1、桩位精确放样：施工前用全站仪准确放出既有隧道在地面的边线，要求经过多方复核（施工单位放样，监理单位、业主测量队和地铁保护监测单位进行复核）。若遇地下管线，可结合实际情况适当进行移位，调整后孔位距离隧道最小净距不小于0.5m。
2、引孔垂直度控制[7-9]：引孔垂直度控制精度必须满足1/200。
3、复核地面高程及1号线、5号线高程，对每根桩进行高程交底，明确下钻杆长度，及喷浆范围。
4、严格控制地内压力：当地层内部压力超限，应立即开启倒吸装置，进行倒吸空气与倒吸水作业，减小MJS施工对周边土体的扰动影响。
5、开始MJS加固的前几根桩应选择夜间列车停运后进行，作为试桩，以便工作人员进入既有隧道进行巡查，有异常情况可以及时发现，并对MJS施工进行调整。
6、应当在MJS施工期间进行自动化监测作业，，目的是为实时掌握既有隧道结构变形及隧道沉降情况。
3 新建隧道盾构施工推进控制措施
3.1 现场踏勘
穿越既有隧道之前[10]应当再次安排相关技术人员进入既有隧道，对穿越段既有隧道进行现状情况调查，了解既有隧道现状，同时通过相关单位了解近期既有隧道的沉降变形情况。
3.2 控制区域划分
本工程分三阶段穿越既有，分别是：盾构穿越前试验段、穿越段、穿越后段。表1中环号里程是根据理论计算得出，表中的施工参数满足工程要求。
表1 既有隧道控制区段划分表
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3.3 测量核准里程
新建盾构在穿越施工前，应当再次测量复核盾构机所处里程数，确认新建隧道盾构机与既有隧道的相对位置关系，保证穿越时精度。
3.4 技术准备
对现场所有施工人员进行专项施工技术交底，使其了解相关的应急预案，及发生突发事件时的处理。
3.5 设备管理
穿越施工前认真检修盾构机存在的问题，以确保盾构工作状态，同时对后配套设备（龙门吊、电机车、拌浆设备等）进行彻底检修清理，排查故障隐患，保证穿越期间设备正常运转。
3.6 管片预留注浆孔
根据设计要求，穿越段新建隧道拼装管片内部设置为超深埋配筋。新建隧道穿越区及前后（左线868~927环、右线857~923环）的管片上增加10个注浆孔，即每环管片共设16个注浆孔。后期二次注浆可根据实际情况确定注浆孔位和注浆量。
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图5 新建隧道管片注浆布置图
3.7 盾构预留注浆孔
前期已在盾构切口环和支撑环上各预留了4个注入口，用优质球阀密封，以便应急时可通过该注入口向盾壳外注聚氨酯、克泥效等。
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图6 盾构预留注浆孔照片
3.8 穿越时盾构施工参数控制
新建隧道左、右线盾构机在试验段时采用的主要施工推进参数设定如下表所示。
表2 盾构施工参数选取
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4 效果验证
新建隧道施工的同时开展既有隧道的专项保护监控作业，根据监测数据，绘制沉降监测时效图，如图7。
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图7 既有隧道沉降控制情况图
如图可知，既有隧道的最大沉降量不超过7mm，符合相关规范对既有隧道的变形控制要求，达到了微变形控制的要求。
5 结论
新建隧道下穿既有隧道的过程中为保证新建隧道变形可控，可从主被动控制措施入手，即对既有隧道周边进行有效的土体加固施工和新建隧道的合理施工参数选定，可以很大程度上减少新建隧道下穿施工时对既有隧道管片结构与工作服役性能的扰动影响，保证既有隧道安全运营。
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