地鐵盾構工程穿越市政設施風險源施工控制技術

李昌江

摘要：現今，隨著城市建設的加快，大量涌入的人口和擁擠的交通也對城市造成了不小的負面影響。為了緩解交通壓力，各城市開始建造地鐵來代替傳統的交通方式，緩解了地面交通。地鐵主要由車站及區間盾構工程組成，因此盾構工程的建設尤為重要。區間盾構工程在路面各類市政設施以下建造，因此，本文從地鐵盾構施工中的主要問題探討，并給出地鐵盾構工程穿越市政設施風險源的施工控制技術，以對地鐵施工提供參考。

關鍵詞：盾構工程；市政設施；風險源

隨著經濟的發展和科技的進步，為緩解交通壓力，越來越多的城市開始采用地鐵或輕軌代替傳統的交通方式。其中以地鐵更受青睞，因其節省了城市道路規劃用地使用面積。地鐵區間工程主要采用盾構法隧道施工，其盾構機的安全性與先進性頗受青睞。區間盾構工程施工靠盾構機在地表以下挖掘前行，在地鐵建造過程中，勢必會穿過各式各樣的地形與建筑（構）物，易造成地面塌陷，因此在盾構施工過程中如何適應各種地形、如何穿越市政設施等問題顯得尤為重要。

1研究地鐵盾構工程的意義

如今，城市的交通狀況越來越緊張，為了緩解交通壓力、充分利用地下空間，越來越多的城市開始建造地鐵。與其它交通方式相比，地鐵不占路面的使用、不會發生堵車情況，因此通行順暢、減輕了空氣污染。就當前而言，盾構工程技術因在修建地鐵時所體現出來的安全性和先進性而被廣泛應用。而盾構工程在地下施工進行時會改變地下原有的應力結構，會導致地面開裂、下沉等問題，嚴重的會直接影響到附近建筑物的使用。

因此，做好地鐵盾構工程的研究顯得尤為重要，通過施工前的調查研究做好途經區域可能會影響到的房屋性能的檢查與加固，在施工過程中嚴密監視各項參數并嚴格按照規定執行，做好應急準備措施，才能最大限度的降低盾構施工時造成的財產損失和不必要的影響。

2盾構工程穿越市政設施風險源的分析

2.1盾構工程穿越市政設施風險源時的主要風險

由于盾構工程的施工地點位于地下，因此在施工過程中勢必會影響地下土壤原有的應力平衡，當途徑過大的建筑物時可能會導致地面下沉，使上層建筑發生傾斜、沉降等問題，嚴重的可能會破壞建筑物的內部結構，直接影響建筑物的正常使用。不僅如此，由于市政設施都是相鄰建造的，所以對正上方建筑造成影響后可能會波及周邊建筑、造成連鎖反應；嚴重的沉降會破壞在地下鋪設的管線，若管線斷裂或管路位移，會影響到供水供電問題；遭成路面開裂、塌陷、變形，建筑物倒塌等。

2.2盾構工程途經市政設施的風險控制

施工單位施工前應事先勘察地面情況，對地鐵途徑路線上方的建筑及可能會影響的范圍進行勘察，監測線路周邊的建筑，鑒定其是否會受到盾構施工過程影響，與相關產權單位進行溝通，視情況決定是否對建筑進行加固以避免盾構施工后造成不必要的經濟和財產損失。

2.3盾構工程穿越市政設施風險源時的技術對策

根據地面上的情況，盾構工程施工可以通過對掘進參數的調整來對掘進過程進行控制與調整，掌握好盾構施工前行的方向、使盾構工程施工安全平穩地通過市政設施，盡可能減小對上層建筑物的影響。盾構工程施工時所調整的主要參數包括以下幾個：

（1）刀盤推力：在盾構掘進過程中，嚴格控制好刀盤的推力可以減少對上層地表建筑的影響，使整體掘進速率更加穩定、干擾更小。

（2）土倉土壓力：通過實時的數據嚴密關注土倉壓力并適時調整，確定好土倉壓力的范圍值并嚴格按照該數值設置好前進的速度等參數，盡最大可能減小對地表的干擾。

（3）推進速度和螺旋機轉速：通過對推進速度的控制減少對地表建筑的影響，當掘進過程通過地表建筑下方時，要適當調小參數并保持掘進速度勻速。

（4）出渣量：盾構工程推進時，當途徑地表建筑下方時，要控制好出渣量，若出渣量過大可能會引起地面塌陷、建筑物沉降等問題，應根據土質的松散程度、地質情況、上方建筑物的大致質量與自身掘進機的性能參數進行綜合考量。

（5）同步注漿：在推進過程中應當及時做好注漿工作，做到同步注漿，確保注漿及時與填充密實，這樣才能及時地補充掘進過程中造成的地下應力不穩的情況，減輕周邊沉降現象的發生幾率。

（6）軸線及姿態控制：盾構在推進過程中要嚴密監視軸線與姿態，確保按照設計的軸線向前進行，應增強監測，如果發現偏離應當及時調整。

（7）二次補漿：對下穿重要市政設施風險源區域，在同步注漿后應及時進行二次注漿，二次補漿采用雙液漿（水泥--水玻璃液漿），二次補漿應當少量多次加注，減少同步漿夜的凝結時間，使地層更早穩定。

（8）土體改良：通過多次對比實驗，找到最適合的膨潤土與泡沫添加劑的配比，改善土體的性能，使掘進過程更加流暢。

（9）設置地面注漿管：可以根據推進線路周邊的建（構）筑物事先布置好地面注漿管，在掘進過程中做好地面監測，及時反饋數據，視情況及時采取注漿措施。

只有在施工過程中嚴密把控以上各項參數，設置正確的刀盤推力和出渣量，嚴格把控推進速度和螺旋機轉速，檢測好土倉土壓力，控制好盾構機的軸線和姿態，做好同步注漿將液的配比，正確設置好注漿量并進行同步注漿，做好膨潤土與泡沫添加劑的配比，采取合適土體改良措施，適當布置好注漿管，確保推進過程中的技術保證，才能確保盾構工程的順利施行。

2.4地鐵盾構施工中的應急防護措施

（1）建立周密的應急防護措施，在施工現場準備足夠的設備及通訊設施，比如對講機、注漿機等，以防萬一，若施工過程中出現地面塌陷等情況可以即時聯系，緊急注漿，對即將沉降、塌陷的路面進行緊急加固。

（2）在地鐵盾構施工項目進行過程中，應做好輪流值班工作，確保二十四小時都有人員值守，通訊保持暢通，一旦出現特殊情況及時上報、處理。

（3）加強施工監控測量，做好施工全過程的監測，如有異常情況發生，應立即做出判斷并迅速彌補或做好相關的技術保護措施以確保盾構施工順利進行。

3結束語

地鐵的建設可以大大緩解交通壓力、方便群眾出行、節能減排、綠色環保。由于地鐵要在人員密集的區域下方進行建設，地鐵盾構施工以其安全性、優越性在地鐵建設時發揮著主要作用，因此對于地鐵盾構施工的相關研究十分重要。

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（作者單位：中鐵五局集團有限公司城市軌道交通工程分公司）