摘要：随着经济和交通行业的快速发展，在实际的地铁施工建设过程中会出现复杂的线路交叉情形，故此，选取科学合理的施工方法，采用适宜的施工工艺，制定各项控制措施从而保障隧道结构的稳定性，加大盾构隧道下穿施工技术的推广和应用力度，能够为我国城市地铁建设施工技术的不断创新和发展注入新活力，推动我国城市地铁建设的发展。本文首先分析了盾构隧道施工技术，然后结合具体工程案例详细阐述了盾构下穿既有地铁线路施工技术要点。
关键词：盾构；下穿；既有地铁；土舱压力；注浆
引言
当前，各个城市的地铁建设已经进入线网加密完善的时期，在对新的线路进行规划时，包括一般城市的道路、繁华的商业区等，线路规划受建筑物的约束较为明显。若在繁杂的环境里，盾构持续开掘会严重影响已有结构的稳定性，进而致使其安全性受到威胁，可能产生经济损失，对社会造成不良影响。如何管控隧道开挖对既有线路的稳定性所产生的影响，已成为盾构法施工所亟须解决的关键难题。因受地质、施工条件的约束，盾构进行时会影响周围土体结构。在盾构经既有地面线时，因盾构穿越所造成的铁路路基的下降，为铁路的安全运营带来了诸多不可控的要素。为了确保在盾构穿越过程中既有线行车的安全性，需要严格管制总体沉降（铁路路基）等。对在盾构结构穿越地面所导致的地层变化秩序以及因地层变化等所产生的沉降进行有效控制，对工程的顺利开展至关重要。
1盾构隧道施工技术分析
第一，要做好开挖面的稳定工作。开挖面的稳定与否直接关系到盾构施工能否顺利进行。因此，要保证开挖面的稳定，就必须要对土体进行改良和加固，保证土层之间关系的稳定性，使土层处在最良好的施工状态之下，为盾构施工提供一个安全的土层基础。第二，做好开挖面的稳定维持工作，要做好对土体的支护工作，才能进行后续的开挖。施工中大多为粘性土，土体稳定性较差，因此要对土体进行稳定支护，并选择合理的盾构施工方式，才能使盾构施工顺利进行。盾构施工方法选择的合理能够大大增强土体的流动性，但是应该注意排土量对开挖面稳定性的影响，盾构施工过程中必须要控制好盾构的排土量。此外，盾构施工的排土量会对螺旋输送机的转速产生影响，所以，还需做好施工机械的选择，从而控制好盾构的排土量。第三，注浆后施工工序的调整是关键内容，注浆方式关系到地表沉降问题，所以，注浆方式的选择必须要考虑到地面沉降问题，合理选择注浆方式，才能降低因注浆方式不合理发生的地表沉降的概率，这也是控制和预防地表沉降的极为有效的途径。
2盾构下穿既有地铁线路施工技术
2.1沉降控制
盾构穿越时沉降和盾尾空隙沉降是沉降总量中占比最大的部分，持续时间长，从监控量测数据统计看，会从距离测点 3 倍洞径施工开始发生，一直持续到越过测点 4 倍洞径距离终止，其数值占到沉降总量的80%～90%，是施工中应该着重控制的重点。有效的渣土量管理可以减少地层损失率，有效减少该部分沉降。另外，采用合理适度的注浆手段对地层损失进行补偿，也可以抵消部分甚至完全消除该部分沉降。但由于岩土施工的波动性以及地层的差异性，并不能准确地预判地层损失率精确值，所以在盾构穿越铁路线时适度地增大注浆量有利于控制沉降，注浆量偏大导致的地层微小隆起变形可以在施工完成后逐渐消除。
2.2严管注浆施工
盾构施工中，其关键工序之一就是注浆。注浆时须严格执行双重保障原则，同时还需与施工监控所反映的信息密切联系，将注浆压力的设定再次优化；注浆量在满足理论数值的同时还要在实际平均注浆量的合理范围内。0.1MPa+水压力是注浆时设定的压力。水压的计算需按稳定水位至隧道埋深的距离进行，0.15～0.25MPa是所确定的数值，按地质情况、盾构掘进的速度等适时调整。0.0375～0.0625m 3 /min是注浆时设定的注浆速度。正常同步注浆施工后，二次注浆的进行可按照检测的资料完成。二次注浆需在盾尾后5环实施壁后注浆，二次注浆时所需的注浆压力等于同步注浆所需的注浆压力。图1是二次注浆孔的布置图。
图1 二次注浆孔布置示意图
2.3做好盾尾密封防喷涌措施
盾构在始发前期充分考虑钢丝刷密封焊接质量及购买标准要求；将盾尾密封油脂填充质量作为重点，确保盾尾刷油脂充填饱满；在同步注浆之前形成压力，并在施工过程中油脂压力要高于注浆压力，避免砂浆进入盾尾油脂腔损坏盾尾密封；加强管片拼装质量，避免盾尾间隙过小使管片与密封刷刚性接触而造成密封刷损坏；减少管片破损，避免密封槽处砼破损引起弹性密封止水条失效；在盾构上配备有注浆材料和注浆泵，当出现较大漏浆情况时，则迅速通过倒数第二、三环管片二次注浆孔向地层压注水溶性聚氨酯进行封堵。
2.4增设降水井
施工步骤：①坑外增设降水井。在原车站的对接处设置折返线段为大约15米的范围，增设4口减压井，而车站的两侧则各布置两口减压井，以达到有效降低现阶段地铁工程施工对原有线路产生的影响，从而确保整个地铁工程施工的顺利进行；②分阶段开挖。原有地铁施工与现阶段施工对接部位大约为20米的距离，在开挖至基坑标高之后，保留与原有地铁线路连接处3m×3m 斜角范围内的土方；③所有另外增设的降水井同时启动，实施应急抽水作业，在确定基坑外水位观测下降至基坑底部下方1米处时，将连接处保留的3m×3m 的斜角范围内土方全部挖去，然后集中所有的设备、人员等进行该结构段的垫层、防水以及底板施工作业。
2.5严格管控土压力
就土压力计算中的诸多参数而言，需确保安全系数的合理性，在施工过程中严格控制盾构的掘进参数。由于铁路前后地层是连续的，盾构经过这样的地层就需设置两组分层沉降观测点，该点的设置需在盾构穿越铁路前50m的界限内。0.2MPa是经计算得出的土压力。实际动工时，0.1～0.15MPa是土仓压力。也就是说，在掘进时，土仓的压力可以按照实际情况降低一些（0.05MPa即可）。0.12MPa一般是停机状态下所设置的土压数值，但不能降低到0.05MPa以下。
2.6保证盾构匀速进行
粉质黏土层是盾构穿越的主要土层，其黏结力很大，在盾构工作时，其刀盘上很容易有黏性土粘连，致使刀盘的扭矩提升，致使开挖、排土等呈现出不平衡的形态。就以上问题而言，将泡沫融入刀盘方向的土体内，可将土体的流动性增强，还会将土体的附着力降低，阻止了开挖出的土体附着在刀头上等问题的发生；还可用刀盘付调试的搅拌翼令泡沫和土体混合，令其蓬松，使可排性提升，进而确保开挖的土量等于排除的土量，确保开挖面的稳定。
结语
综上所述，在实际的地铁施工建设过程中会出现复杂的线路交叉情形，故此，选取科学合理的施工方法，采用适宜的施工工艺，制定各项控制措施从而保障隧道结构的稳定性，加大盾构隧道下穿施工技术的推广和应用力度，能够为我国城市地铁建设施工技术的不断创新和发展注入新活力，推动我国城市地铁建设的发展。
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论文作者:廖水浪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：盾构论文; 注浆论文; 地铁论文; 地层论文; 隧道论文; 压力论文; 线路论文; 《基层建设》2019年第1期论文;