地鐵盾構工程穿越市政設施風險源施工控制技術分析

趙寧

中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司 北京 101300

1 穿越鐵路和橋梁

1.1 工程概況

某鐵路的下行線和某地鐵隧道的左線交點里程是K4+549.2m，與右線交點的里程是K4+563.2m。該地鐵區間隧道和框架橋底板之間的凈距離是13.1m，盾構隧道頂部和框架橋結構底板之間的距離大約為13m。

1.2 風險源控制技術

（1）盾構掘進參數的優化。盾構掘進的控制參數主要有推進速度、土倉壓力、千斤頂推進力、螺旋機轉速、注漿壓力、注漿時間、盾構坡度、注漿液性能、注漿方式、注漿量等。在本次工程的施工之中，通過對掘進情況的科學試驗，最終對盾構穿越鐵路橋梁的參數進行合理確定，其具體的參數如表1：

表1 本次工程的盾構穿越鐵路橋梁具體掘進參數

在具體的施工過程中，施工人員應該對盾構的性能及其操作方法做到熟練掌握，然后按照隧道的實際埋深、具體的地質情況以及環境條件等來預測和計算掘進的參數，并按照現場巡視和儀器的檢測結果來實現數據的綜合協調與優化，特別要注重盾構機同步注漿控制的加強。

（2）洞內深孔的注漿加固：在盾構機的盾殼脫離六片到八片之后，可以通過深孔注漿的方式及時在鐵路影響區域下方對土體進行加固，這樣才可以讓地層變形的情況得到良好控制，使其與鐵路的沉降要求相符。

（3）洞外橋梁加固：為了讓盾構穿越鐵路的安全性得到有效保障，在穿越之前，一項重要的措施就是橋梁加固，通過這樣的方式，才可以進一步加強其承載力以及抗變形能力，以此來有效保障施工和鐵路的安全性。在本次工程中，橋頂板用粘貼纖維的方式進行加固，框架橋的側墻用粘貼鋼板的方式進行加固。工程之中所應用的碳纖維布屬于高強度的輕質II級碳纖維布，每一層布的厚度是0.167mm，通過平行條帶法進行鋪設，每條寬300mm，沒兩條之間的凈距離是200mm[1]。

1.3 監控量測

在盾構施工之中，監控量測是一個主要的安全保障手段。因此在工程的施工過程中，應該通過儀器對既有鐵路的穿越進行測量，加強巡視，并對巡視的情況和檢測數據做到及時反饋。這樣才可以讓整個的施工過程實現信息化，保障盾構施工和鐵路運行的安全。

2 穿越過街天橋

2.1 工程概況

在本次所研究工程的K31+168到K31+208這段范圍之內穿越了過街天橋，該天橋是一座人行過街天橋，橋體是三墩連續鋼梁結構，其基礎是鉆孔注漿。

2.2 風險源控制技術

（1）掘進參數的優化。首先是控制掘進的速度。掘進過程中，應注意速度的平衡、均勻，讓土體擾動的情況盡量降低。本次施工之中對掘進速度進行了嚴格控制，保障掘進速度在40-60mm/min范圍之內。其次是控制好土倉的壓力。通過對土制出速度的嚴格控制，可以讓土倉波動得以顯著降低，這樣才可以使開挖面更加穩定。在本次施工過程中，土壓力的控制范圍是100-140kPa之間。再次是控制好出土量，在施工過程中，應該對出土量進行精確計算，避免出土超量的情況發生。通過計算，本次工程的每環出渣量應該控制在43m3，且每掘進24cm之后都需要做一次出土量測量[2]。在進行下穿施工時，項目部針對出渣量的控制專門進行了技術交底，并將其作為一項嚴格落實的制度。最后是做好土體的改良，將優質泡沫注入到刀盤前方，注入量是400mL-600mL/m3，以此來達到改良渣土的效果。

（3）洞內二次注漿加固。二次注漿應該在盾構通過了5環到8環之后開始，將漿液從管片預留的注漿孔之中注入管片的外側，同時應該將止水裝置安裝在管片的注漿孔上，將孔外剩余的混凝土清除，壓住雙液漿。在本次工程的二次注漿加固過程中，應用到的雙液漿是由水玻璃和水泥組成，注漿過程中，壓力不可超過0.5har。在注漿工作正式實施之前，首先應該進行試驗，待試驗合格之后才可以進行注漿加固。

（4）洞外橋梁的脫換。為了讓盾構穿越過街天橋施工安全以及天橋的使用安全得到有效保障，在施工之前可以提前臨進行過街天橋的脫換處理，這是盾構穿越過街天橋過程中危險源的一個關鍵技術。

2.3 監控量測

在過街天橋的穿越過程中，監控量測也是一項關鍵的風險源控制措施。在整個的施工過程中，相關單位應該通過儀器對過街天橋的穿越進行測量，加強巡視，并對巡視的情況和檢測數據做到及時反饋。在本次施工之中，主要的監測項目有地面的沉降、天橋的沉降、天橋的傾斜以及洞內管片的收斂等。通過這樣的方式，才可以讓整個施工過程實現信息化，讓天橋的使用安全和盾構施工安全得到良好保障。

3 結語

綜上所述，本文通過具體的工程案例對地鐵盾構施工穿越市政設施的危險源控制技術進行分析，主要分析了盾構施工穿越鐵路施工和穿越過街天橋施工。通過分析可知，在盾構施工過程中，如果需要穿越市政設施，首先需要對盾構掘進參數進行合理優化，然后做好市政設施的加固處理，并做好監控量測工作，這樣才可以有效保障盾構施工和市政設施的安全性，讓風險源得到有效控制。