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摘要：盾构法施工过程中，经常会遇到复杂地质情况，而盾构施工下穿河体则是复杂情况中的一大难点，研究盾构法施工过程中下穿河体时的管控措施则为重中之重，结合沈阳市地下综合管廊（南运河段）工程，通过对盾构下穿河体时的管控措施进行详尽阐述，为同类工程提供参考。
关键词：盾构法施工；复杂地质；下穿河体；管控措施
引言
近年来随着城市轨道交通的飞速发展，城市地下空间得到了越来越多的开发利用，地铁、地下综合管廊相继的开发建设，预示着中国进入轨道交通建设的提速时代，地下空间的复杂底层一直以来都是盾构法施工所面临的难点，盾构法施工过程中经常会遇到下穿河体的情况。研究盾构法施工工程中下穿河体的管控措施存在着重要的意义，本文结合沈阳市地下综合管廊（南运河段）工程为例，主要阐述现如今地下综合管廊盾构法施工下穿河体时的管控措施。
1 工程概况
沈阳市地下综合管廊（南运河段）工程单线长约12.6公里，为国内首个在老城区采用盾构法施工的地下综合管廊，国家 PPP 项目。管廊依傍南运河沿线，起始于南运河文体西路桥北端头，终点坐落于和睦公园 。途经五座人群密集公园，上跨沈阳地铁2号线、10号线，下穿公路隧道、铁路专用线，临近、侧穿多座市政桥梁以及建筑物，地质情况复杂，施工难度系数较高。J01~J06区段双线频繁下穿南运河，河面宽度约30m，河水深度约1.5m，覆土厚度7.6m~10m。
2 渣土改良系统
渣土改良添加剂普遍使用水、泡沫、膨润土、高分子聚合物，可根据掘进地层情况采用单一添加剂或多种添加剂混合使用。由于J01~J06区间盾构下穿南运河，距离较长，土层含水丰富，为防止盾构掘进出渣喷涌，掌子面水土流失，决定采用泡沫+高分子聚合物作为渣土改良材料。泡沫可以起到润滑刀盘、维持掌子面土压的作用，高分子聚合物可以增加渣土和易性，降低渗透性， 减小渣土内摩擦角，利于出渣。
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使用过程中，高分子聚合物配比为8‰，使用马氏漏斗粘度计测得粘度为40s左右，每环使用量10~12方（管片外部直径6m，每环宽度1.2m）；泡沫浓度约为4%，发泡倍率15~25倍之间，每环用量60~80L。刀盘扭矩控制在2800~3500KN·m之间，推力控制在1200~1600TN之间，控制好掘进速度同时密切关注出渣情况。
3 穿越过程管控
盾构机穿越河体前首先应检查设备的运行情况，对机械保养定人、定期、专业、规范，做到无遗漏标准化，确保设备穿越过程中运行良好，对人力配置，机具准备，材料储备进行检查，安排好施工工序保证衔接有序。盾构机下穿河体过程中采用有序、平衡、平稳的施工工艺。严格控制接口水压，尽量维持均衡，将波动值控制在可控范围内，不要出现过大波动。严格控制出土量，做到进尺与出土量均衡，观察每一环渣土的状态，对每环渣土进行地质水文分析，若发现渣土与开挖面地质情况不符时，应立即采取措施，关注盾构机姿态以及参数是否存在异常，查明原因。严格控制注浆压力，注浆压力在切口水压基础上需要提升，浆液不允许进入开挖仓内，且注浆压力不宜过大，否者有可能造成河道击穿。推进过程中应保持良好的盾构机姿态，避免蛇形，推进油缸各分区压差应保持统一、恒定，不宜出现过大的波动。做好管片选型，现场对盾尾间隙实测实量，注意管片拼装的椭圆度，防止管片磨损盾尾刷导致盾尾密封、铰接密封损坏以及管片变形。严格控制盾构机过河段的掘进参数，控制盾构机的总推力，保持稳定的掘进速度，控制刀盘的转速以及扭矩，保持好上部土压力值，调整好泡沫及高分子制拌的各项指标，提高渣土改良效果，平稳控制每环的出渣量，同步注浆量必须紧跟施工进度，严格把控盾尾油脂量，防止发生漏浆情况。对于拖出盾尾5环以后的管片进行补充注浆。过河段每5-10环设置止水环，注浆位置选择管片的上半部，每环的注浆量根据地面监测数据以及当环的同步注浆量确定，注浆过程严格控制压力值，发现异常及时停机检查。
4 应急管控措施
盾构下穿河体时主要面临着喷涌、盾尾漏水等施工风险，故下穿河体时应做好应急管控措施。发生喷涌的主要原因是出渣过程中，地下水或通过地层渗透的地下水未同渣土及时排出，致使地下水压力不断增大。由于下穿河体地质为圆砾、中粗砂地层且盾构处于下坡状态，故首先需切断管片以及地层间隙水与开挖面的水力联系，为减小管片背后储存的水力压力，故应缩短管片处于含水层中的长度。掘进过程中提高土仓压力，同步注浆压力应大于土仓中的气压，这样注浆效果才能达到完全密封盾尾空隙并阻水，从而避免管片背后与土仓之间形成水力通道。盾尾后5-10环进行二次注浆封闭止水。盾构掘进过程中，应密切关注进尺的理论出渣量与实际出土量的数值，盾构机掘进过程需保证连续均衡快速。掘进停止时，需保证土仓内压力与外界水土压力保持平衡，螺旋机出土前应将土仓内的水和土搅拌均匀，使土仓内土体具有良好的和易性，从而避免发生喷涌现象。向渣土中加入高分子聚合物，根据含水量调节聚合物浓度，进行渣土改良，防止喷涌。若掘进过程中出现掌子面与河水连通的情况，应先将出土闸门暂时关闭，在不出土或少出土的挤压状态下继续推进，在通过连通段后方可恢复正常掘进。盾构出现密封泄露，因坍塌或击穿覆土层，掌子面与河水连通则是造成盾尾漏水的主要原因。应严格控制盾构机的掘进姿态，防止出现方向超差过大和过量纠偏的现象，同时注意管片选型以及拼装方向，避免因盾尾与管片外径处间隙严重不均匀导致盾尾密封尾刷损坏而影响尾的刷防漏效果。掘进过程中调高压力后需密切注意盾尾情况，防止出现漏浆现象，确定无漏浆后再正式调高压力掘进，同时严格控制盾尾油脂的注入量以及注入压力。
结语
对本工程管廊隧道盾构法施工 河体管控措施的研究，有效阐明了盾构下穿河体时需注重的重点难点，通过对该风险管控措施的详尽阐述，可为以后同类工程提供参考价值。
参考文献：
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论文作者:杜云鹏,姜嘉男
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/27
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