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[摘 要]南京地铁一号线南京站是国内首次在既有铁路站场下方采用矿山法施工的地铁车站，受地表铁路站场制约，地铁南京站分为南、北两个明挖区和中间部分的暗挖过站区。过站区采用双线隧道型式，隧道跨度大，埋深浅（6.69～8.06m），净距小（4.46m）。本工程最大难点在于既要保证隧道下穿铁路站场施工期间不能影响地表铁路站场的正常运营，同时又要保证隧道施工的安全，因此施工难度和风险极大。
[关键词]地铁隧道 加固处理 沉降监测
中图分类号：U231.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2013）10-0155-01
第一章 绪论
1.1 课题研究的工程背景
1.工程概况
南京地铁一号线南京站的站体主体结构受铁路南京站的站场分隔，分为南区、北区和暗挖过站区三部分。南区、北区为双层明挖箱型框架结构，过站区位于南京站既有铁路站场下，为双线分离式车站隧道，采用暗挖矿山法施工。左、右线分离隧道之间采用两条横通道连接。
2.暗挖段（过站区）的工程地质与水文地质条件
（1）工程地质
站址场地位于山前平原与古河道交接地带，场地南端处于河漫滩之上，中、北部位于阶地之上，基岩面落差大。场地地势北高南低，呈低缓斜坡，地面高程在12.10～15.10m。
抗震设防烈度为7度，表1中的②-1c2、④-c1-2层粉土为不液化土层，场地类别为Ⅱ类中软场地土，为基本稳定场地。
（2）水文地质
勘察期间地下水位埋深0.6～3.0m，为第四系孔隙潜水，水位变化受大气降水入渗影响，年变幅0.8～1.5m左右。地下水对钢筋砼无侵蚀性。
①第四系孔隙潜水：主要赋存于表层填土及上覆土，受地下管道渗漏和大气降水补给，含水性不均匀，一般为微透水～弱透水。
②基岩裂隙、岩溶裂隙水：场地内基岩岩性为δ-1和δ-2闪长岩，闪长岩中裂隙的透水性和富水性不大，为微透水～不透水。
第二章 过站区暗挖隧道管棚施工
2.1 过站区暗挖隧道施工顺序
（1）从南、北两端，施作Ф159大管棚，并向管棚内注浆加固土体；
（2）架设施工便梁，先左线后右线，与隧道开挖相配合，交替进行；
（3）过站区隧道分部开挖与初期支护，先左线，后右线；
2.2 管棚施工
2.2.1 管棚布置
1.管棚布置
为确保线路安全，设计超前支护采用在拱部设置Φ159大管棚，从过站区南北端头对打，南、北端管棚分别长为40m和38m，相互搭接不小于3m，管棚环向间距为0.4m，单侧共72根；左右线隧道的连接横通道拱部施作Φ108管棚，长8m、间距0.3m。隧道大管棚布置见下图。
2.2.3 管棚施工方法
1.管棚施工工艺
（1）大管棚主要设计参数
①钢管规格：Φ159，壁厚8mm，节长4m、6m。
②管距：环向间距中对中40cm。
③钻进深度：隧道南端长40m，北端长38m。
④搭接长度：3.3m。
⑤倾角：钻杆与纵坡仰角采用1°（考虑钻杆下垂）。
⑥钢管施工误差：径向不大于2cm，沿相邻钢管方向不大于10cm。
⑦隧道纵向同一断面处的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少需要错开1m。
（2）导向护拱施工
为确保大管棚施工的精度，使钻头、钻杆钻进时始终保持同一钻进角度和方向。在管棚钻进前，先在隧道洞门口浇注管棚施工导向钢筋砼护拱。导向护拱内安设导向管（Φ180×6，长2m），导向管根据管棚进出口坐标，焊接定位固定于护拱内钢筋格栅钢架上，为保证钢筋格栅钢架的稳定，骨架采用三排钢筋拱架连接而成一体，并与围护桩主筋定位焊牢以防喷射砼时移位。为保证护拱内导向管安装的精度，焊接前对每一根导向管位置进行坐标测量定位。
（3）Φ159大管棚加工及连接
按照设计要求，为了确保隧道拱部围岩的稳定，形成一层加固壳，要对大管棚进行注浆处理，为了使浆液充分渗透，管棚采用花管。即在钢管上钻孔径为Φ15mm的注浆孔，孔眼排列呈梅花形布置，间距为15cm×15cm。
（4）钻孔
钻孔前用枕木及木板调整钻机位置，使钻杆能平顺地置于导向管内，钻杆不得出现变形，根据施工的进展情况，先从过站区北端钻进，南区待具备条件时再钻进。
（5）顶进钢管棚
使用钻机自身的伸缩进行顶管，一旦出现顶进困难时，采用手动葫芦固定于护拱上辅助顶进，下管时考虑到钢管接头在同一断面上不能超过50%，所以下管时4m及6m钢管交叉使用。
（6）注浆
注浆参数；采用单液水泥浆，注浆压力；0.5～1Mpa
第三章 过站区隧道CRD法施工技术
本工程采用CRD法施工，即将过站区暗挖隧道的大断面划分为四个小断面，纵向形成短台阶，开挖一部支护一部，最终使整个大断面初期支护闭合成环，在二衬前，拆除中间“十字”支撑，其特点是采用逐步应力释放法，以充分利用地层的自承能力，有效地控制洞室收敛变形，减小地表沉降。
3.3.1 隧道主洞施工方法
1.超前小导管的施工
按照设计，在隧道通过土质地层地段及软弱围岩段对隧道拱部150°范围进行小导管补充注浆，小导管采用ф42热轧无缝钢管，壁厚4mm，与长管棚交错布置。小导管施工由风枪打入，环向间距370mm，长3.5m，施工时对钢管尾部焊接，顶部做成尖锥状，管壁按梅花形布置溢浆孔，孔径为10mm，间距15cm。 2.开挖与支护
施工顺序如下：
（1）在超前长管棚的防护下，首先开挖“二”部导坑，每循环开挖0.5～0.75m。
①初喷
在开挖完成后立即进行喷射砼（厚15㎝），及时封闭，找平开挖面，防上围岩表面剥离脱落。
②安设径向锚杆
锚杆为Φ25早强砂浆锚杆，L=3.0m，间距（纵×环）50㎝×100㎝，采用梅花形布置。
③挂网
在安装完系统锚杆后，安装冷轧带肋钢筋网。
④格栅钢架
钢架由Ф25主筋按设计尺寸焊接而成，每排钢架间纵向用钢筋焊接成整体，格栅钢架安装紧贴初喷砼面，为防拱脚下沉，设置钢垫板作为钢架基础，格栅间距为0.5m。。
⑤复喷砼
格栅钢架安装完成后，喷射砼到设计厚度（35㎝）。喷射砼施工采用潮喷工艺，其特点是砼品质好、回弹小、改善作业环境、保证工程质量。
第四章 过站区隧道施工引起铁路线路的沉降监测
4.1 隧道掘进与地表沉降分析
过站双线隧道采用CRD法分部施工，左线优先，右线滞后，监测数据表明；随着隧道掘进断面的加大，地表沉降量及其沉降速率也随之增加。
虽然在隧道施工过程中，监测的隧道拱顶对应的地表最大沉降速率曾一度达2.5mm/d。但仍远小于线路变形预警值（15mm/d），加上有便梁防护，该沉降并不直接影响到线路变形，所以对铁路行车安全性影响不大。但是为确保线路运营安全，在随后的隧道掘进时，采用了缩小开挖进尺、架立密排格栅等措施，地表沉降速率得到了控制。
第五章 本文研究的主要结论
地铁南京站过站区隧道是国内首次采用暗挖法施工通过大型铁路客运枢纽站和高速重载铁路下的地铁车站隧道，该隧道工程具有跨度大、埋深浅、安全要求高和施工难度大的特点。所以如何在确保京沪铁路行车安全和南京站的正常运营的前提下，完成过站区隧道施工，成为南京地铁1号线的关键性控制工程。
参考文献
[1] 谭鹏，采用大直径管棚支护下穿高速公路施工技术，铁道标准设计.
[2] 金耀，宝兰线晁峪隧道下穿310国道施工，铁道建筑.
[3] 叶超明，郑智军，陈小满，拾荷隧道下穿铁路段设计与施工技术要点，重庆交通学院学报.
[4] 洪开荣，盾构隧道穿越广州火车站站场的设计与施工，现代隧道技术.
[关键词]地铁隧道 加固处理 沉降监测
中图分类号：U231.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2013）10-0155-01
第一章 绪论
1.1 课题研究的工程背景
1.工程概况
南京地铁一号线南京站的站体主体结构受铁路南京站的站场分隔，分为南区、北区和暗挖过站区三部分。南区、北区为双层明挖箱型框架结构，过站区位于南京站既有铁路站场下，为双线分离式车站隧道，采用暗挖矿山法施工。左、右线分离隧道之间采用两条横通道连接。
2.暗挖段（过站区）的工程地质与水文地质条件
（1）工程地质
站址场地位于山前平原与古河道交接地带，场地南端处于河漫滩之上，中、北部位于阶地之上，基岩面落差大。场地地势北高南低，呈低缓斜坡，地面高程在12.10～15.10m。
抗震设防烈度为7度，表1中的②-1c2、④-c1-2层粉土为不液化土层，场地类别为Ⅱ类中软场地土，为基本稳定场地。
（2）水文地质
勘察期间地下水位埋深0.6～3.0m，为第四系孔隙潜水，水位变化受大气降水入渗影响，年变幅0.8～1.5m左右。地下水对钢筋砼无侵蚀性。
①第四系孔隙潜水：主要赋存于表层填土及上覆土，受地下管道渗漏和大气降水补给，含水性不均匀，一般为微透水～弱透水。
②基岩裂隙、岩溶裂隙水：场地内基岩岩性为δ-1和δ-2闪长岩，闪长岩中裂隙的透水性和富水性不大，为微透水～不透水。
第二章 过站区暗挖隧道管棚施工
2.1 过站区暗挖隧道施工顺序
（1）从南、北两端，施作Ф159大管棚，并向管棚内注浆加固土体；
（2）架设施工便梁，先左线后右线，与隧道开挖相配合，交替进行；
（3）过站区隧道分部开挖与初期支护，先左线，后右线；
2.2 管棚施工
2.2.1 管棚布置
1.管棚布置
为确保线路安全，设计超前支护采用在拱部设置Φ159大管棚，从过站区南北端头对打，南、北端管棚分别长为40m和38m，相互搭接不小于3m，管棚环向间距为0.4m，单侧共72根；左右线隧道的连接横通道拱部施作Φ108管棚，长8m、间距0.3m。隧道大管棚布置见下图。
2.2.3 管棚施工方法
1.管棚施工工艺
（1）大管棚主要设计参数
①钢管规格：Φ159，壁厚8mm，节长4m、6m。
②管距：环向间距中对中40cm。
③钻进深度：隧道南端长40m，北端长38m。
④搭接长度：3.3m。
⑤倾角：钻杆与纵坡仰角采用1°（考虑钻杆下垂）。
⑥钢管施工误差：径向不大于2cm，沿相邻钢管方向不大于10cm。
⑦隧道纵向同一断面处的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少需要错开1m。
（2）导向护拱施工
为确保大管棚施工的精度，使钻头、钻杆钻进时始终保持同一钻进角度和方向。在管棚钻进前，先在隧道洞门口浇注管棚施工导向钢筋砼护拱。导向护拱内安设导向管（Φ180×6，长2m），导向管根据管棚进出口坐标，焊接定位固定于护拱内钢筋格栅钢架上，为保证钢筋格栅钢架的稳定，骨架采用三排钢筋拱架连接而成一体，并与围护桩主筋定位焊牢以防喷射砼时移位。为保证护拱内导向管安装的精度，焊接前对每一根导向管位置进行坐标测量定位。
（3）Φ159大管棚加工及连接
按照设计要求，为了确保隧道拱部围岩的稳定，形成一层加固壳，要对大管棚进行注浆处理，为了使浆液充分渗透，管棚采用花管。即在钢管上钻孔径为Φ15mm的注浆孔，孔眼排列呈梅花形布置，间距为15cm×15cm。
（4）钻孔
钻孔前用枕木及木板调整钻机位置，使钻杆能平顺地置于导向管内，钻杆不得出现变形，根据施工的进展情况，先从过站区北端钻进，南区待具备条件时再钻进。
（5）顶进钢管棚
使用钻机自身的伸缩进行顶管，一旦出现顶进困难时，采用手动葫芦固定于护拱上辅助顶进，下管时考虑到钢管接头在同一断面上不能超过50%，所以下管时4m及6m钢管交叉使用。
（6）注浆
注浆参数；采用单液水泥浆，注浆压力；0.5～1Mpa
第三章 过站区隧道CRD法施工技术
本工程采用CRD法施工，即将过站区暗挖隧道的大断面划分为四个小断面，纵向形成短台阶，开挖一部支护一部，最终使整个大断面初期支护闭合成环，在二衬前，拆除中间“十字”支撑，其特点是采用逐步应力释放法，以充分利用地层的自承能力，有效地控制洞室收敛变形，减小地表沉降。
3.3.1 隧道主洞施工方法
1.超前小导管的施工
按照设计，在隧道通过土质地层地段及软弱围岩段对隧道拱部150°范围进行小导管补充注浆，小导管采用ф42热轧无缝钢管，壁厚4mm，与长管棚交错布置。小导管施工由风枪打入，环向间距370mm，长3.5m，施工时对钢管尾部焊接，顶部做成尖锥状，管壁按梅花形布置溢浆孔，孔径为10mm，间距15cm。 2.开挖与支护
施工顺序如下：
（1）在超前长管棚的防护下，首先开挖“二”部导坑，每循环开挖0.5～0.75m。
①初喷
在开挖完成后立即进行喷射砼（厚15㎝），及时封闭，找平开挖面，防上围岩表面剥离脱落。
②安设径向锚杆
锚杆为Φ25早强砂浆锚杆，L=3.0m，间距（纵×环）50㎝×100㎝，采用梅花形布置。
③挂网
在安装完系统锚杆后，安装冷轧带肋钢筋网。
④格栅钢架
钢架由Ф25主筋按设计尺寸焊接而成，每排钢架间纵向用钢筋焊接成整体，格栅钢架安装紧贴初喷砼面，为防拱脚下沉，设置钢垫板作为钢架基础，格栅间距为0.5m。。
⑤复喷砼
格栅钢架安装完成后，喷射砼到设计厚度（35㎝）。喷射砼施工采用潮喷工艺，其特点是砼品质好、回弹小、改善作业环境、保证工程质量。
第四章 过站区隧道施工引起铁路线路的沉降监测
4.1 隧道掘进与地表沉降分析
过站双线隧道采用CRD法分部施工，左线优先，右线滞后，监测数据表明；随着隧道掘进断面的加大，地表沉降量及其沉降速率也随之增加。
虽然在隧道施工过程中，监测的隧道拱顶对应的地表最大沉降速率曾一度达2.5mm/d。但仍远小于线路变形预警值（15mm/d），加上有便梁防护，该沉降并不直接影响到线路变形，所以对铁路行车安全性影响不大。但是为确保线路运营安全，在随后的隧道掘进时，采用了缩小开挖进尺、架立密排格栅等措施，地表沉降速率得到了控制。
第五章 本文研究的主要结论
地铁南京站过站区隧道是国内首次采用暗挖法施工通过大型铁路客运枢纽站和高速重载铁路下的地铁车站隧道，该隧道工程具有跨度大、埋深浅、安全要求高和施工难度大的特点。所以如何在确保京沪铁路行车安全和南京站的正常运营的前提下，完成过站区隧道施工，成为南京地铁1号线的关键性控制工程。
参考文献
[1] 谭鹏，采用大直径管棚支护下穿高速公路施工技术，铁道标准设计.
[2] 金耀，宝兰线晁峪隧道下穿310国道施工，铁道建筑.
[3] 叶超明，郑智军，陈小满，拾荷隧道下穿铁路段设计与施工技术要点，重庆交通学院学报.
[4] 洪开荣，盾构隧道穿越广州火车站站场的设计与施工，现代隧道技术.