关于深圳地铁10号线区间地铁隧道下穿既有地铁车站技术研究

王涛

摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，地铁建设取得了显著成果，极大方便了人们出行，作为地下轨道交通，区间隧道施工是重点同时也是一个难点。本文将结合深圳地铁10号线福田口岸站至福民站区间隧道下穿既有车站，利用有限元计算区间下穿4号线福田口岸站施工对4号线福田口岸站位移场的变化规律进行分析，用于指导施工。

关键词：地铁隧道；下穿既有车站；洞内托换

由于隧道工程的施工具有环境复杂、工艺流程多而杂的特点，因此，整个工程的施工难度非常大，对施工技术的要求也特别高。此外，在隧道施工过程中，还会受到各种外界因素的影响，导致施工无法正常进行。想要进一步促进隧道工程的发展，相关人员就要考虑各种因素的影响，加大对施工技术的研究，为整个工程的顺利实施奠定良好的基础。

1 福民站至福田口岸站站区间隧道及4福田口岸站工程概况

1.1 福民站至福田口岸站站区间工程概况

福田口岸站～福民站区间右线全长930.482m，左线全长911.624m，本区间共设置2组曲线，线间距为9.05～22.05m，呈S型曲线。线路纵坡设计为“V”型坡，最大坡度为27‰。区间覆土12～25m。区间采用复合式土压平衡盾构进行施工，盾构从福民站始发，福田口岸站接收。

1.2 福田口岸站工程概况

4号线为地下一层车站，围护结构为地下连续墙叠合结构，车站底板距隧道顶为6.9~7.8m，车站地下连续墙已侵入隧道范围内； 区间出福田口岸站后下穿4号线福田口岸站，需破除4号线福田口岸站地连墙，地连墙采用工字钢接头，主筋直径28mm，4号线福田口岸站底4根支撑桩侵入隧道范围内需破除。

2 区间下穿4号线设计方案

区间下穿4号线福田口岸站，4号线为地下一层车站，围护结构为地下连续墙叠合结构，车站底板距隧道顶为6.9~7.8m，车站地下连续墙已侵入隧道范围内； 区间出福田口岸站后下穿4号线福田口岸站，需破除4号线福田口岸站地连墙，地连墙采用工字钢接头，主筋直径28mm，4号线福田口岸站底4根支撑桩侵入隧道范围内需破除。

区间与4号线福田口岸站平、剖面关系图

本区间自10号线福田口岸站至4号线福田口岸站北侧约70m采用矿山法+盾构空推。由于地质条件较差，两车站间段采用3排旋喷桩止水，桩径600mm间距为500mm，加固范围为淤泥层至中风化岩层面，如遇管线旋喷桩无法实施时，采用水泥、水玻璃双液浆进行封堵。两区间内侧采用袖阀管注浆加固，加固间距为2m*2m，加固范围为淤泥层至中风化岩层面，采用水泥浆液进行加固。下穿4号线福田口岸站采用洞内深孔注浆。

暗挖段采用CRD工法，下穿4号线福田口岸站桩基范围内施作二衬托换车站桩基。

下穿段施工步续图 洞内托换步续图

3工程地质条件分析

区间主要穿越地层为：③8粗砂、③9砾砂、③11卵石土、⑧2-2块状强风化花岗岩、⑧3中风化花岗岩、⑧4微风化花岗岩为主；中粗砂层以上以②2淤泥质黏性土为主。盾构区间掘进范围大部分地层均是上部为强风化岩层，下部为中风化岩层，局部隧底为微风化岩层。

本区间地表水不发育，原有的地表河流（皇岗河）已改造成箱涵，地表水主要为坑洼地带的积水。另场地南侧约200m为深圳河。沿线地下水主要有二种类型：一是松散岩类孔隙水；另一类为基岩裂隙水，主要赋存于块状强风化、中等风化带中，略具承压性。地下水位的年平均变化幅度为0.5~2.0m。本场地地下水位以上土对混凝土结构的腐蚀性为微，对混凝土结构中钢筋的腐蚀性为微。

4隧道暗挖对既有4号线福田口岸站的影响研究

4.1有限元模型

福田口岸站~福民站区间隧道施工图设计，以及既有4号线福田口岸站施工图设计等相关资料，建立既有福田口岸站以及新福田口岸站至福民站区间隧道的三维实体模型。对场地内土体、衬砌、注浆、地下连续墙、楼板、抗拔桩等采用不同的单元模拟，并赋予各单元以不同的材料参数。利用施工阶段分析方法和激活/钝化有限元网格组技术，分步激活和钝化各个施工阶段相应的单元，动态模拟工程的实际施工过程。

整体三维模型

4.2 计算结果

10号线福福区间隧道下穿既有福田口岸站，由于施工过程复杂，既有土体开挖、临时支护的施作与拆除过程，导致既有4号线福田口岸站主体结构顶底板的竖向变形过程较为复杂，但整体竖向变形较小，各项变形量均在指标控制范围内。各施工步序中，既有4号线福田口岸站地下主体结构顶板最大沉降量约为4.111mm，底板最大沉降为5.540mm。

既有4号线车站底板沉降 既有4号线车站顶板沉降

4.3 计算结论

区间隧道采用台阶法和CRD法施工，隧道下穿施工过程中对既有4号线福田口岸站主体结构沉降变形较小，最大沉降量为2.260mm，位于下穿隧道结构正上方、底板中部。

目前深圳市城市轨道交通10号线已于2020年8月18日开通运营，根据下穿4号线自动化监测报告，4号线福田口岸站水平位移最大为-3.3mm,竖向最大位移为+3.2mm。

5 结语

地铁10号福田口岸站至福民站区间下穿隧道施工，对既有的地铁设施必定会造成一定的影响，但这种影响的大小与下穿隧道开挖进度、支护是否及时、开挖面暴露时间长短等众多因素密切相关。因此，对于本项目必须严格控制施工工艺，提高施工质量，有效利用时空效应，做到“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”，把新建福福区间下穿隧道施工对既有车站的影响降到最低。