城市地鐵盾構隧道下穿運營鐵路施工控制技術研究

周武

摘要：在社會經濟高速發展的背景下，城市化進程正在不斷加快，地鐵網絡運營越來越復雜，盾構隧道下穿鐵路的狀況越來越普遍，作為盾構控制技術的重要內容，地鐵盾構隧道下穿運營鐵路施工的研究具有非常重要的意義。基于此，本文從盾構施工技術入手，對城市地鐵盾構隧道下穿運營鐵路施工控制技術進行分析，然后針對盾構施工過程中出現的問題提出相應的解決策略，目的是加快盾構隧道下穿鐵路的研究進展。

關鍵詞：城市地鐵;盾構隧道;下穿鐵路施工;控制技術

一、前言

在城市地鐵盾構施工過程中盾構穿越原有的建筑是一個比較復雜的問題，目前城市地鐵的建設進程正在逐漸加快，越來越多的地鐵網絡建設錯綜復雜，并且基于盾構隧道下穿鐵路的要求，力求對原有的地鐵網絡的影響降到最低，這是研究的重點和難點，因此必須加強對城市地鐵盾構隧道下穿運營鐵路施工控制技術的研究。

二、盾構施工技術的概述

現階段，對盾構穿越技術的研究理論成果比較多，但是對可控制范圍內中穿越中的注漿壓力、土倉壓力的范圍研究比較少。所謂盾構施工技術，其是一種地下暗挖隧道的重要方法，大部分是使用地鐵盾構機進行作業，對地下空間進行掘進，首先需要保證隧道基面的穩定性和安全性，防止基面坍塌的情況，從而在地下安全狀況下進行隧道開挖施工，具體施工過程表現為先在隧道的一端開挖基坑，后將掘進的設備吊入基坑內，這樣設備便可在基坑內進行掘進作業，并且按照指定的設計路線推進到隧道的另一端。然后盾構技術的特點是施工的過程自動化程度高，全過程機械化作業，就極大的節省了人力，提高了工作的效率，且受氣候的影響因素較小。通常情況下在隧道較長、工程量較大的情況下會選擇盾構施工技術，盾構施工技術較于傳統挖掘技術更為經濟合理，它的施工過程主要由三方面組成，包括開挖面的穩定過程、挖掘排土的過程和砌后灌漿的過程，其中保證開挖面的穩固是工作的主要方向，也是區別于其他掘進方法的最明顯內容，一些硬巖本身硬度較高，穩定性較好，一般不存在開挖面穩定性的問題。

三、城市地鐵盾構隧道下穿運營鐵路施工要點

在城市地鐵建設過程中，為了減小盾構隧道所要穿越的鐵路處于運營狀態，就對盾構穿越施工提出了更高的要求，對此需要做好施工之前的風險防范工作，避免盾構穿越施工對既定運營的鐵路造成不良影響

（1）施工隧道與要穿越的線路垂直距離小，在進行模擬建設隧道距離穿越線路約有18.7米高，即施工20米左右，而出入段線的結構中，底板距離隧道結構的距離大約為5.3米。由于對運營列車的隧道保護要求十分苛刻，所以必須要確保地鐵運營的安全，盾構穿越施工將正在運營的線路列為一級保護等級。

（2）施工技術的保護措施。雖然對盾構施工技術進行了具體的分析，但是為了更好的抵御風險，在實際的施工期間需要落實好保護措施，成立專業的領導小組，選擇富有建設經驗的施工工人進行施工。同時在穿越工程施工之前，需要對技術工人進行綜合性的技術交底工作，保證技術工人落實好各項保護措施。在穿越施工進行期間，要安排相關工人進行值班，實時監測鐵路的運營情況，有特殊情況發生的時候要及時和領導小組進行溝通協商。除此之外，要到施工現場進行實地勘測，并且辦理好相關的手續，如果按照穿越工作的時間來劃分，可以分為兩個階段，第一個階段是在施工之前，要到相關的運營公司辦理手續，在獲得公司的允許后才能夠進行作業;第二個階段是在進行了部分穿越工程時，要到施工現場進行實地勘測，了解地鐵建設過程中的內部結構以及實際施工狀況，并且做好數據記錄，以便更加準確的進行施工指導。

（3）在穿越工程竣工之后，要對列車的并行進行控制。當盾構工作順利進行到并行階段的時候，穿越工程存在的風險基本上得到了控制，但在這種情況下，仍然要注意對原有線路的影響，在結構的建設中加強對參數的控制，確保整個工程實際的施工數據合乎設計的參數，從而保證穿越過程的順利竣工。

四、城市地鐵盾構隧道下穿運營鐵路施工問題的處理策略和控制技術措施

現階段，雖然在盾構工程施工之前到施工現場進行了實地考察，也分析了周圍環境，但是由于地下盾構工程是一個較為抽象的工程，任何情況都有可能發生，加上地下空間的地鐵網絡建設非常復雜，就很大程度增加了穿越工程的施工難度。在盾構機進入控制階段期間，盾構機內部很容易出現進水情況，一旦發現有進水情況發生，要立即啟動應急方案，讓應急人員進入相應的崗位，準備好應急物資，與此同時還需要立即停止掘進工作，保持土倉的壓力值，調整監控的頻率，對流水情況進行實時監督控制;如果觀察到流出的水為清水，沒有摻雜任何的砂礫，并且發現監測點沒有發生明顯的變化，此時要保持監測的點不變，對工程的掘進狀況沒有很大的影響。

在盾構穿越工程中，要堅持確立方案合理、嚴密監控的施工原則，施工中可以采取以下有效的控制措施。第一，在試驗階段確定施工的參數，不斷探索在試驗階段掘進參數對于整體工程的影響，為盾構穿越鐵路建設積累寶貴的經驗，從而更好的完成施工。第二，要合理控制掘進的速度。在盾構穿越鐵路之前，要將掘進速度控制在平均速度的三分之一到三分之二，控制施工速度的均衡性，注意各個環節的銜接。第三，嚴格加強壓力管理。當穿越進度將要達到鐵路的時候要適當增加土倉壓力，控制土倉壓力的穩定性，避免壓力出現加大的波動。第四，對渣土進行管理，確保挖土的準確性。要控制出土量和進土量相一致，嚴格控制出土超量，一旦發現特殊情況就要及時排查原因。第五，加強監測，及時調整參數。在穿越鐵路施工期間要及時反饋施工的信息，實時監測盾構機各個性能的參數，實現信息化施工。

五、結束語

綜上所述，在城市建設過程中，開展地鐵盾構隧道下穿運營時要有效控制掘進過程，根據實際情況制定出科學合理的方案，采取一系列有效措施保證穿越工程的順利完成。同時還應該制定出科學的專項施工方案，在進行穿越施工之前進行優化和修正，讓最終的施工方案更具有科學性。除此之外，還要加強對周邊環境的檢測，對可能發生的特殊狀況進行預測，發生特殊狀況及時處理，將損失降到最低;還要做好應急方案，在穿越施工的過程中應急人員必須時刻待命，在發生險情的第一時間趕到事故現場，進行事先準備好的應急方案;加強監控，增加監控的頻率，及時播報監控的數據報，只有嚴格要求各方面，各個部門協調合作，從而保證盾構隧道下穿運營鐵路施工工程的順利完成。

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（作者單位：中國水利水電第八工程局有限公司）