地铁隧道下穿高铁桥盾构施工技术

地铁隧道下穿高铁桥盾构施工技术

曾干

广东华隧建设集团股份有限公司 广东 广州 510000

摘要：随着城市地铁建设快速发展、交通强国战略驱动以及盾构施工技术的日趋成熟，城市地铁建设步伐日益增快。在我国地铁与高速铁路（以下简称“高铁”）大规模建设发展的背景下，施工风险与工程灾害逐渐受到重视。地铁工程设计与施工受建设空间狭小、周围管线密集、临近既有建（构）筑物高大等诸多条件的限制，尤其在地铁与高铁的交汇区域，新建地铁隧道的施工必然会对既有高铁产生扰动影响，引起高铁桥的单桩沉降超标或连续桩基不均匀沉降现象，严重工程安全。

关键词：地铁隧道；高铁桥；盾构施工技术

引言

盾构施工具有施工快速、对周围环境和交通影响小等优点，已广泛应用于城市地铁和道路修建。铁隧道盾构施工风险较高，只有不断提高人们对盾构施工风险的认识，并采取必要的措施进行有效控制，才能避免事故的发生。

1盾构隧道下穿高铁桥风险控制体系

（1）风险识别。从盾构隧道、高铁桥及周边环境的整体系统角度，分析辨识下穿施工过程中可能遇到的潜在风险源、风险发生形式、风险发生原因及风险可能导致的后果，明确影响工程安全的关键风险，形成合理可靠的风险清单。（2）风险评估。根据既有高铁桥的运营现状、安全控制等级、周边环境重要性、新建地铁的设计要求等方面，运用风险分析方法对风险源与风险事件发生的概率及其后果做出定量或定性的评价，确定各风险因素的判别等级，拟定风险控制指标及控制标准，为风险等级划分及综合评价提供科学依据。

2地铁隧道下穿高铁桥盾构施工技术

2.1塌方风险的管控措施

针对地铁工程区间隧道土建施工常会出现塌方风险的情况，根据塌方风险的影响因素和实际特点来制定管控措施，其主要是包括以下几点。一是在实际土建施工的过程始终遵循着新奥法施工原则，就是指施工之前做好勘测量，施工完成时进行快速封闭，以防止长时间开展地下施工造成地面沉降从而产生塌方风险，但需要注意对施工质量的把控 ；二是采用循环行进进尺的方式施工时，需要严格控制其进尺的速度，对于掌子面也需要在必要时进行封闭，同时还需要注意对仰拱及时进行封闭，对于施工速率也要进一步提升，相邻两个工序的衔接应当加快速度，缩短时间，以便于提升整个工程的施工速度，减少风险发生的可能 ；三是施工时使用的钢拱架强度性能一定要达标，若有必要应对其进行加粗处理或是加密处理，从而确保实际施工开展的更为规范和安全 ；四是为了确保土体的自应力能够充分释放，提升整体施工的安全性，需要从支护的时机方面着手，一般是要控制好其初衬时机及二衬时机 ；五是要保证施工操作直接做好施工位置含水量和土质条件的探查工作，确保探查清楚后开工，也能够有效降低塌方风险的概率 ；六是安排定时巡视检查隧道内施工情况的人员，若是发现存在问题应及时上报并予以解决，有效预防施工风险。

2.2盾构上、下穿建筑物

盾构上、下穿建筑物受地质条件及施工操作的影响，容易出现以下问题：出渣量过多、土仓压力设置偏低；同步注浆量不足，二次补充注浆不及时；盾构机其他掘进参数和掘进控制不合理。这些问题都会引起穿越的建构筑物出现不同程度的位移，导致变形超限。基于“超土压力、控渣、全灌浆、频繁监测、动态调整”的思路，设置100m试验段，以确定盾构进入建、构筑物位置时的掘进参数，确保连续推进。穿越建（构）筑物时要采用土压掘进模式，保证刀盘通过时地面微隆起，并保持土压稳定性。建立现场信息反馈联动机制，实现信息化施工。根据监测数据反馈信息，实时调整开挖参数，及时进行管片壁后二次补强注浆。

2.3特殊地段盾构施工

刀孔堵塞后，刀具在自转过程中被包裹在刀圈周围的泥沙摩擦，从而使刀具磨损加剧。对此控制措施如下：向土舱内和刀盘面中加大注入泡沫量，在泡沫中加入分散剂或泥浆等材料，以改善道渣土的性能，提高碴土的流动性和止水性，并便于螺旋输送机排土。合理设置渣体松散系数，严格控制出土量。适当稀释渣土，避免渣土偏干造成“糊刀”。勤量测渣土温度，当一环内渣土温度升高3℃时，应立即增加泡沫用量，以改良渣土，并适当增加水的用量，防止“糊刀”。适当增大盾构机的开口率，以利于渣土进入刀盘，并在中心刀和刀盘面板附近安装冲洗装置，经常冲洗刀孔，防止刀盘形成泥饼。

2.4加强盾构机现场管理

在发生盾尾少量漏水、漏砂时，要加强地表监测，向盾尾刷注入油脂，同时进行二次注浆。在发生盾尾刷损伤严重、盾尾漏砂漏水严重时，要加强地表监测，及时对盾尾后管片进行二次注浆，同时通过盾构机周边预留孔洞进行注浆封堵，必要时更换一道盾尾刷。要加强管片拼装管控，确保盾尾四周间隙均衡；要使用优质盾尾油脂，避免盾尾刷被流砂或浆液击穿；要加强同步注浆和二次注浆管理，确保壁后注浆效果。在正式掘进之前，对盾构机操作人员进行安全技术培训和安全技术交底；成立掘进指导小组，时刻指导盾构掘进施工；与设计院取得联系，由设计院提供调线数据指导施工。盾构机在砂砾层掘进过程中，会遇到一些意想不到的困难和问题。在遇较大困难或问题时，要及时停止掘进，并组织有关人员研究对策，确保正常施工。另外，要注重土体的改良，较为合适的改良方法是膨润土、聚合物添加剂，通过此类材料的应用，改良渣土的和易性，取得突出的止水效果，以便更好地进行盾构掘进施工。安排同步注浆和二次注浆，有效阻止隧道后方的泥水进入土仓。对管片背后的空隙进行填充处理，使其具有严密性，以免扩大地面沉降。注浆时，监测注浆压力和注浆量，根据这两项数据判断实际注浆状况，采取动态化的控制措施，获得更好的注浆效果。

2.5基于AHP 法施工管理

根据 AHP 法得出的各指标的权重，可以看出在该工程施工作业时施工材料风险在四个指标中占比最大，其次是人员风险、机械设备风险和自然风险；所以在该段地铁施工时要严格把控材料关口，做好材料进出场记录，确保施工用料质量，做好混凝土的强度监控工作，做好支护，同时对人员做好安全教育，保证人员施工作业的安全。以下是几点建议：①做好材料进场计划，明确材料进场时间和数量，做好材料跟踪记录工作，同时一定要保证材料供应及时，确保进场材料的质量，避免因为材料供应不及时，为赶工期而使用劣质施工材料，避免给工程带来安全隐患。②做好人员安全教育工作，在施工人员进场前的安全培训，例如施工人员进场务必佩戴安全帽；对施工人员进行必要的技术培训，保证施工过程中操作的正确性与合理性，避免因为操作不当造成事故，管理人员加强安全管理。结语

盾构施工事故的发生不是随机的，每次重大事故往往是多种因素综合作用的结果。铁隧道盾构施工风险较高，只有不断提高人们对盾构施工风险的认识，并采取必要的措施进行有效控制，才能避免事故的发生。隧道施工过程中，应采取风险防范、风险规避、风险处理、及时补救等措施，避免风险的发生以及风险进一步扩大。地铁隧道盾构施工全过程的风险演化，可通过对盾构隧道各阶段基本风险演化分析，从而实现宏观的风险控制。随着大数据和信息技术的快速发展，动态、实时、全过程监测数据分析和风险释放，将是未来地铁盾构施工风险控制的重要措施。

参考文献

[1]郑新定,王红卫,周健.考虑人为因素的盾构隧道风险分析和控制模型研究[J].隧道建设,2013,33(9):720-725

[2]徐杏华,李朝,丛敏,等.地铁工程盾构法施工风险分析与规避措施[J].常州工学院学报,2012,25(1):40-43

[3]徐莹 , 泽旺四郎 . 拉丁拉山全风化花岗岩隧道塌方处治 [J]. 公路交通技术 ,2017(6):84-88.