盾构下穿既有地铁线路施工技术研究杨凡

盾构下穿既有地铁线路施工技术研究杨凡

杨凡李子锋

中交一公局集团有限公司北京市100020

摘要：随着我国城市轨道交通网络的不断完善，新建隧道穿越既有运营地铁线路的情况愈加频繁，穿越施工风险大、复杂程度高、控制要求严，若施工不当，不仅会影响新建隧道结构，更会威胁到既有运营线的安全。本文结合具体工程案例详细阐述了施工重难点和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；地铁线路；施工技术

1工程概况

广州轨道交通8号线一期工程土建1标段盾构区间设计上下重叠隧道，左线穿越长度为84m，右线穿越长度为60m，最小净空竖向间距为2.65米，穿越地层为（3-1）黏土层、（3-3）淤泥质粘土、（3-5）粉质黏土，隧道底部有（8-1）粉细砂混砾卵石，对于重叠隧道施工有较大的风险。所以本工程特点是穿越重叠距离较长，在小间距的透水性层中掘进风险较大。

2施工重难点

（1）新建隧道与既有运营地铁线上下净距小，不同于天然地基下的盾构施工开挖，既有运营地铁线的存在，使得地层应力场、位移场均存在较大的改变，同时地铁运行，也会对盾构隧道开挖作业产生不利影响。（2）盾构下穿施工直接影响上部既有线的地铁运营，盾构施工必然会对周边土体产生扰动，由此可导致既有运营地铁隧道产生位移、变形等，如隧道结构出现纵向/水平位移、横断面扭转、倾斜等，由此极易进一步导致轨道整体沉降、差异沉降、配套设备损坏、渗漏水等，直接威胁出行人员的人身安全。（3）由于在砂性土中切削面土压力波动较大，土体稳定性较差，这样会使盾构前方及上方地表沉降难以控制。砂性土早期沉降突然且沉降量较大，一般在2～3d内即已达到高值，而后期沉降变化相对较小。根据实践可知，砂性土摩擦阻力大，相应的刀盘、千斤顶推力波动大，由此对前方土体形成较大的扰动，地面沉降控制难度大，同时砂性土的渗透性也较好，一旦遭遇水极易出现流砂、液化的情况；砂性土流塑性太差，会导致工作面形成“干饼”，螺旋出土器较难出土；注浆压力、注浆量大，极易引发地面沉降失控。（4）区间地面交通繁忙、埋设管线较多，人流量大，施工安全问题更为严峻。

3盾构下穿既有地铁线路施工技术

3.1盾构下穿前的技术措施

在实施盾构下穿施工时，必须要对施工可能影响的区域进行详细的考量，相关规定上也会标出具体的范围，但仅如此还不够，还需做其他的准备工作，保证施工的顺利进行。（1）现场踏勘及资料收集在进行盾构隧道施工前，对既有运营地铁线路隧道进行现场踏勘，全面掌握出入段线隧道结构现状，通过对其运营监测资料的分析总结，明确隧道结构变形情况。此外，在盾构隧道施工时，需和线路营运单位保持良好的沟通，实时交换相关数据资料，切实保证既有线运营安全、盾构施工顺利落实。研究和借鉴其他工程盾构下穿施工的实践和经验，结合本工程实际情况确定施工参数，严格监测阶段施工，总结监测数据，有利于施工参数的调整。（2）保证盾构机等机械设备的运行状态良好，要定期对机械设备进行检查和维修。（3）对既有隧道的安全性问题要引起重视，可联合相关部门对其安全性进行检测和评价，有利于盾构下穿施工安全控制制度的建立。

3.2盾构下穿时的施工控制措施

盾构下穿施工中要严格控制隧道结构的变形，这就需要对影响下穿施工的相关因素进行控制，例如土仓压力、同步注浆压力、注浆量等因素，根据以往的施工经验结合本工程的具体情况，制定出盾构下穿施工的控制措施：科学的控制盾构下穿施工的土舱压力，降低不平衡的开挖面和土舱压力的水土压力。对于自稳性差的土层，当土压仓内的压力与开挖面的静止水压和土压力相平衡时，开挖面就保持了相对的稳定。螺旋输送机进行排土作业时，要保持排土量与开挖量的平衡，以保持土压仓内土压力的稳定。关键点：下行线隧道掘进禁考虑实际埋深，不包括上行线隧道成型范围。

充分重视同步注浆和二次注浆的措施，降低其工后沉降和盾尾脱空情况的发生。本工程采用可硬性浆液，通过调配砂浆配合比提高凝固时间不得小于6小时，确保下穿期间浆液及时凝固。此外，为有效充填盾构施工产生的环向空隙，确保管片结构不因注浆产生变形破坏，浆压一般控制在1.1～1.2倍的静止土压力，即0.2～0.4Mpa。在区间隧道掘进过程中因三号线隧道又处于运营期间，浆液受到扰动，导致8号线管片会出现上浮，二次注浆过程中，必须保持注浆部位与盾尾密封间距以外4.5米，每掘进2环进行一次单环二次注浆（隔一注一）。

3.3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。

3.4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。

3.5调整对接处的围护结构

如果既有地下连续墙是后期浇筑而成，并且与原车站地下结构未能形成刚性的稳定联系，则需要调整对接处的围护结构，对其进行加固，保证其稳定性，否则会影响到围护结构的水平位移以及造成对接部位的不均匀沉降。基于此，对基坑的变形控制十分重要，必须要采取合理的措施进行控制，保证围护结构的稳定性，才能为盾构下穿施工提供保障。

结束语

综上所述，在地铁穿越工程实施中，应做好前期勘察工作，明确工程地质、水文情况与施工条件的基础上，合理制定施工方案、明确既有运营地铁线的防护范围；在施工中严格控制施工参数，全面落实施工监测，以监测结果指导施工，切实保证作业的顺利实施；同时积累施工经验，为各类重难点工程做好基础工作。

参考文献：

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