城市地鐵盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營鐵路施工控制技術(shù)研究

任權(quán)

摘要：隨著城市化進(jìn)程的加快，地鐵網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營越來越復(fù)雜，盾構(gòu)隧道下穿鐵路的狀況越來越普遍，作為盾構(gòu)控制技術(shù)的重要內(nèi)容，對地鐵盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營鐵路的研究有著重要意義。本文對盾構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行了簡要的概述，并針對盾構(gòu)施工過程中出現(xiàn)的問題提出了解決策略，旨在加快盾構(gòu)隧道下穿鐵路的研究進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：城市地鐵；盾構(gòu)隧道；下穿鐵路；控制技術(shù)

盾構(gòu)穿越原有的建筑是盾構(gòu)技術(shù)中較為復(fù)雜的問題，目前城市地鐵的建設(shè)進(jìn)程逐漸加快，越來越多的地鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)錯(cuò)綜復(fù)雜，再加上盾構(gòu)隧道下穿鐵路的要求，力求對原有的地鐵網(wǎng)絡(luò)的影響降到最低，這成為了時(shí)代研究的重點(diǎn)問題和難點(diǎn)問題，對其進(jìn)行深入研究就顯得十分必要。

一、盾構(gòu)技術(shù)的概述

目前針對盾構(gòu)穿越技術(shù)的研究理論成果較多，可對于在可控制范圍內(nèi)對穿越中的注漿壓力、土倉壓力的范圍研究較少。盾構(gòu)技術(shù)是地下暗挖隧道的一種重要方法，大部分是使用地鐵盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行作業(yè)，對地下空間進(jìn)行掘進(jìn)，首先要保證隧道基面的穩(wěn)定性和安全性，防止基面坍塌的情況，從而在地下安全的進(jìn)行隧道開挖的施工，具體的施工過程是首先在隧道的一端開挖基坑，然后將掘進(jìn)的設(shè)備吊入基坑內(nèi)，設(shè)備便可在基坑內(nèi)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)，按照指定的設(shè)計(jì)路線推進(jìn)到隧道的另一端，盾構(gòu)技術(shù)的特點(diǎn)是施工的過程自動化程度高，全過程機(jī)械化作業(yè)，極大的節(jié)省了人力，提高了工作的效率，且受氣候的影響因素較小。一般在隧道較長、工程量較大的情況下會選擇盾構(gòu)技術(shù)，盾構(gòu)技術(shù)較于傳統(tǒng)挖掘技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)合理，它的施工過程主要由三方面組成，包括開挖面的穩(wěn)定過程、挖掘排土的過程和砌后灌漿的過程。其中保證開挖面的堅(jiān)固是工作的主要方向，也是區(qū)別于其他掘進(jìn)方法的最明顯方面，有的硬巖本身的硬度較高，穩(wěn)定性較好，一般不存在開挖面穩(wěn)定性的問題。

二、盾構(gòu)技術(shù)的分析

減小盾構(gòu)隧道所要穿越的鐵路處于運(yùn)營狀態(tài)，這對盾構(gòu)穿越的施工提出了更高的要求，盾構(gòu)穿越施工對既定運(yùn)營的鐵路造成的影響，同時(shí)也要在施工前做好風(fēng)險(xiǎn)防范工作。目前主要有三個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)需要防治。第一方面，施工隧道與要穿越的線路垂直距離小，在進(jìn)行模擬建設(shè)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(jié)構(gòu)中，底板距離隧道結(jié)構(gòu)的距離大約為5.3米。對于運(yùn)營列車的隧道保護(hù)要求十分苛刻，必須要確保地鐵運(yùn)營的安全，盾構(gòu)穿越施工將正在運(yùn)營的線路列為一級保護(hù)等級，足可見其重要性。斜向穿越的距離較長。隧道與原有的線路斜向交叉時(shí)，需要穿越的距離較長，在如此長距離的穿越過程中要采取有效的保護(hù)措施，保障既定線路的正常運(yùn)營。第二方面，施工技術(shù)的保護(hù)措施。雖然進(jìn)行了具體分析，但為了更好的抵御風(fēng)險(xiǎn)，還需要在實(shí)際施工期間落實(shí)好保護(hù)措施。成立專業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)小組，加強(qiáng)對穿越工程的領(lǐng)導(dǎo)，選擇富有建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的施工工人進(jìn)行建設(shè)。在穿越工程施工前對技術(shù)工人進(jìn)行較為綜合的技術(shù)交底，確保工人落實(shí)好各項(xiàng)保護(hù)措施。在穿越施工進(jìn)行期間，要安排相關(guān)工人進(jìn)行值班，實(shí)時(shí)監(jiān)測鐵路的運(yùn)營情況，有特殊情況發(fā)生時(shí)及時(shí)和領(lǐng)導(dǎo)小組進(jìn)行溝通協(xié)商。還要進(jìn)行實(shí)地勘測并辦理好相關(guān)的手續(xù)。如果按照穿越工作進(jìn)行時(shí)間來劃分，可分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是在施工之前，要到相關(guān)的運(yùn)營公司辦理手續(xù)，在獲得公司的允許后，才能進(jìn)行作業(yè)。第二個(gè)階段是在進(jìn)行了部分穿越工程時(shí)，要進(jìn)行實(shí)地勘測，了解地鐵建設(shè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及實(shí)際施工狀況，并記錄好數(shù)據(jù)，以便更加準(zhǔn)確的進(jìn)行施工指導(dǎo)。第三方面，在穿越工程竣工之后，要對列車的并行進(jìn)行控制。當(dāng)盾構(gòu)工作順利進(jìn)行到并行階段，穿越工程所存在的風(fēng)險(xiǎn)也就基本上得到了控制，但在這種情況下，仍然要注意對原有線路的影響，在結(jié)構(gòu)的建設(shè)中加強(qiáng)對于參數(shù)的控制，確保整個(gè)工程實(shí)際的施工數(shù)據(jù)合乎設(shè)計(jì)的參數(shù)，從而保證穿越過程的順利竣工。

三、控制技術(shù)的措施分析

在盾構(gòu)穿越工程之中，要確立方案合理、嚴(yán)密監(jiān)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(yàn)階段確定施工的參數(shù)，要不斷探索在試驗(yàn)階段掘進(jìn)參數(shù)對于整體工程的影響，為盾構(gòu)穿越鐵路建設(shè)積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)，從而更好的完成施工。第二，要合理控制掘進(jìn)的速度。在盾構(gòu)穿越鐵路之前，要將掘進(jìn)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(gè)環(huán)節(jié)的銜接。第三，進(jìn)行嚴(yán)格的壓力管理。當(dāng)穿越進(jìn)度將要達(dá)到鐵路時(shí)，要適當(dāng)?shù)脑黾油羵}的壓力，控制土倉壓力的穩(wěn)定性，避免壓力出現(xiàn)加大的波動。第四，還要對渣土進(jìn)行管理，確保挖土的準(zhǔn)確性。要控制出土量和進(jìn)土量相一致，嚴(yán)禁控制出土超量，一旦發(fā)現(xiàn)特殊情況，及時(shí)排查原因。第五，加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。在穿越鐵路施工期間要及時(shí)反饋施工的信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測盾構(gòu)機(jī)各個(gè)性能的參數(shù)，做到信息化的進(jìn)行施工。

四、盾構(gòu)施工中問題的處理策略

雖然在盾構(gòu)工程進(jìn)行之前進(jìn)行實(shí)地考察，也對環(huán)境進(jìn)行了分析，但地下盾構(gòu)工程仍是一份比較抽象的工程，任何情況都有可能發(fā)生，再加上地下地鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)復(fù)雜，給穿越工程增加了更大的難度。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入控制階段期間，其內(nèi)部很容易出現(xiàn)進(jìn)水的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有進(jìn)水的情況時(shí)，要立即啟動應(yīng)急方案，讓應(yīng)急人員進(jìn)入相應(yīng)的崗位，準(zhǔn)備好應(yīng)急物資。還要立即停止掘進(jìn)工作，保持土倉的壓力值。調(diào)整監(jiān)控的頻率，對流水的情況要實(shí)時(shí)的進(jìn)行監(jiān)控。如果觀察流出的水為清水，沒有摻雜任何的砂礫，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)沒有發(fā)生明顯的變化，此時(shí)要保持監(jiān)測的點(diǎn)不變，對工程的掘進(jìn)狀況沒有很大的影響。

五、結(jié)束語

總之，盾構(gòu)穿越工程要在掘進(jìn)的過程中進(jìn)行有效控制，且要根據(jù)實(shí)際的情況制定科學(xué)的方案，采取有效的措施保證穿越工程的順利完成。可制定科學(xué)的專項(xiàng)施工方案，在進(jìn)行穿越施工之前進(jìn)行優(yōu)化和修正，讓最后的施工方案更具有科學(xué)性。要加強(qiáng)對于周邊環(huán)境的檢測，對可能發(fā)生的特殊狀況進(jìn)行預(yù)測，發(fā)生特殊狀況及時(shí)處理，將損失降到最低。還要做好應(yīng)急方案，在穿越施工的過程中應(yīng)急人員必須時(shí)刻待命，在發(fā)生險(xiǎn)情的第一時(shí)間趕到事故現(xiàn)場，進(jìn)行事先準(zhǔn)備好的應(yīng)急方案。加強(qiáng)監(jiān)控，增加監(jiān)控的頻率，監(jiān)控的數(shù)據(jù)要及時(shí)的進(jìn)行播報(bào)，只有各方面嚴(yán)格要求，各部門協(xié)調(diào)合作，才能保證穿越工程的順利完成。

參考文獻(xiàn)：

[1]李世元，張金山.地鐵盾構(gòu)隧道下穿既有高鐵隧道施工影響及控制技術(shù)研究[J].工程技術(shù)研究，2018，（08）：35-36.

[2]林大涌，雷明鋒，曹豪榮，李玉峰.盾構(gòu)下穿運(yùn)營鐵路施工風(fēng)險(xiǎn)模糊綜合評價(jià)方法研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2018，（05）：1347-1355.

[3]王國富，王建，路林海.盾構(gòu)下穿鐵路橋涵變形規(guī)律及控制技術(shù)研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016，（12）：2471-2477.

[4]霍軍帥，王炳龍，周順華.地鐵盾構(gòu)隧道下穿城際鐵路地基加固方案安全性分析[J].中國鐵道科學(xué)，2011，（05）：71-77.

（作者單位：中鐵四局集團(tuán)第四工程有限公司）