地铁盾构隧道下穿既有公路施工管理与控制措施

地铁盾构隧道下穿既有公路施工管理与控制措施

余超

佛山市铁路投资建设集团有限公司，广东 佛山 528000

摘要：近年来城市轨道交通的极大发展使得地铁线路日益网络化、规模化，地铁线路与既有公路桥梁交叉的情况愈发常见。一旦施工措施不到位，很有可能公路、桥梁等会发生塌陷、倒塌等各类安全问题，严重威胁到人民的生命财产安全，本文依托佛山市城市轨道交通4号线一期工程，采用资料调研对研究地铁盾构隧道下穿既有公路施工管理与控制措施进行阐述，在确保施工质量的同时，保证道路的安全性。

关键词：盾构机系统；盾构机设备；安装技术；调试技术

近年来城市轨道交通的大规模发展，使得地铁线路与既有公路桥梁交叉的情况愈发常见。盾构隧道下穿施工对周边地层不可避免地会产生影响，造成下穿区域地基承载力的降低。这会对既有公路桥梁带来一定的不利影响，严重时甚至会导致上部结构发生失稳现象。为了确保盾构下穿施工过程中既有桥梁的安全，必须探明盾构隧道下穿施工引起的地层变形、既有桥梁桩基础响应等规律，以便据此调整盾构施工参数、合理选用必要的防护技术措施。

一 工程案例

科技西路站～科普中路站区间从科技西路站出发，首先沿科技北路向东延伸，侧穿恒大翡翠华庭、保利茉莉公馆、1座信号塔、穆天子山庄广告牌、下穿佛清从高速路基段，并上跨规划广佛西环隧道，再沿科技东路向东敷设，下穿DN500高压燃气管，侧穿3座10kV高压电塔，最后到达科普中路站。

二 地铁盾构隧道下穿的问题

下穿施工面临的根本问题是变形控制。，变形控制需要根据被下穿结构的特征，通过绝对量和相对量两个方面进行控制。当绝对量控制得非常严格之后，相对量便自然满足要求。当某些条件下绝对量难以严格控制时，相对量的控制就显得尤为重要。相对量的控制要从随着盾构掘进动态移动的三维沉降来考虑差异沉降。

无论是绝对沉降还是差异沉降的控制，都要根据下穿对象的抗变形要求制定合理的控制值，这是下穿施工的关键。合理变形控制值的确定是非常困难的，因为在此次下穿施工之前，难以确定之前有多少次工程行为对结构物产生影响，也就是说下穿施工之前结构的已有变形是个未知量，这需要对结构物的状态进行综合判断。

变形控制的难易在很大程度上取决于地层的工程特性和力学性质以及在特定地层条件下盾构机型和配置的选择。随着施工机械化程度的不断提高，设备的适应性常常影响到工程的成败与否。就盾构施工下穿而言，刀盘与面板的形式、开口率和刀盘的配置、同步注浆管路系统的设置以及注浆泵的数量和容量，都会影响到施工中变形控制的效果，这些工作都是在下穿施工之前所必须考虑的。

三 地铁盾构隧道下穿控制措施

盾构工程穿过结构物时，在跨越区域内还应当加强管理，主要是对施工技术测量参数的管理、盾构设施的维修与保养、有关管理人员的配备和应急物料的提供等。穿越期间实行以下措施：

1.在保证盾构正向下沉掌握好的情形下，使盾构平稳匀速进行推进，且盾构姿势变动不能太大、过频。每隔五环进行管片的超前性测量，且隧道主轴和折角的变动不得大于百分之零点四。推行时不急纠、不猛纠，将相应区域油管压力的改变量，随挖掘箱数和千斤顶的运行长度而逐步调整。采取稳坡法、缓坡法推行，以降低盾构实施时对地层结构的危害。

2.严格把控同步注浆材量和泥浆品质，务必做好以下三点：一、确保每环注浆量要准确；二、确保每箱土要均匀合理冲击地压注；三、砂浆的配比稠度达到质量标准。采用同步注浆及时填充施工缝隙，降低施工过程中的结构变化。

3.盾构推进施工中的同步注浆技术，应选用具有和易性好、泌水性涂料小的泥浆，进行有效、均衡、足量地压注，以保证其在施工间隙内得到有效和足量的填充。

4.在同步注浆材料数量足够的前提下，当通过管线时盾构机的盾尾密闭功能将变得格外关键。要安全且顺畅地通过结构物，就需要更加认真地进行对盾尾油脂的压注工作。确保储有足够的润滑脂，勤检测。在推进时油脂开关用自动档根据压力状况手动补压，以避免由于人为欠压而引起的渗漏现象。

四 地铁盾构隧道下穿施工管理

1.注重施工管理

在对建筑的盾构机系统，盾构机设备进行安装与调试的过程中，施工技术操作人员首先要注意严格按照施工管理条例落实相关举措。预防后期的盾构机设备在实际运行过程中，连接错误或是其他疏漏而无法正常稳定运行。其次，施工技术操作人员还要严格按照施工图纸规划以及现场的实际情况。对整个施工过程中的注意事项进行有效明晰，让施工方案更加科学合理，更为贴合实际。间接提升安装与调试工作落实效率。第三，为了保证施工现场工作落实秩序，技术操作人员必须配合科学完善的质量监督与责任计划，维护最终的设备安装与调试效果。最后，参与施工的技术人员应秉承较高的质量控制与安全责任意识，重点把控施工关键环节，并注意盾构机设备以及其他材料的质量，预防安装或使用了没有达到质量标准的设备与材料影响最终的盾构机系统运行稳定性。

在进行盾构下穿工程施工时，首先要做好施工环境的勘测，确保公路是否安全，并且施工单位要派遣专业人员进行实地测量，相比于正常的盾构工作，盾构下穿工程的施工，其难度无疑是巨大的，因此，在传统监察的基础上，进行深入检察，主要有以下几个方面

（1）全程设置检测工作。除必须进行对常规隧道收敛、地表下沉和构筑物的下降等项目进行检测之外,在进行下穿作业时,也一定要对与下穿建筑物的主要结构与其构造特征作出合理的设置,包括对公路混凝土厚度、公路间距、公路内部构造、公路裂缝的监测等。

（2）设置监测报警参数。一般情况下,工程检测与报警参数的设定主要有以下四个方法,第一应是按照相应的规范、标准加以规范,应该按照实际的建筑状况和施工方法,在所有施工环节中设定具体的报警参数;再次,还应该确定对产权单位的给定,产权单位因其对要实施盾构下穿工程的建筑的有关状况的了解而较为清晰,据此,应该根据多年实施管养工作的实际经历和数据给出报警参数;最后应该确定专家审查会,可以利用专家审查会对盾构下穿作业的危险性进行评价和审查,而专家审查会也可以通过监测报警值。

（3）强化监测工作的开展力度。在进行盾构穿越施工之前，要将该段工程所有的数值进行一个汇总，以公路初始阶段的施工数据为基础，与后面的施工数据进行对比，来确保施工的质量，同时，在实际的检测当中，要确保一天至少能检测两次，实时监测公路是否发生的问题，一旦发生沉降，需要立马停工并且及时进行修整，在后期的监测过程中，对于已经完成的施工路段，也要派遣专门的值班和监测人员进行监控，确保施工质量，同时，在推进的过程中，对于所收集到的数据要进行及时的汇总和对比，一旦发现传递回来的数据出现问题，便立刻请专家进行专业的分析，对于公路路面和公路上的建筑物，也要进行定期的检查，确保公路使用的安全性，保障后期的施工安全。

（4）报警处理与预警处理。一旦后期获得的数据与工程施工前所测量的初始值不符，需要立马召开紧急会议，该路段进行预警，通过会议进行分析，找出误差产生的原因，同时，也要按照国家的相关规定，将该路段产生的问题进行上报，在后期的返工维护处理过程中，所采用的各种内容也要进行归档，以便在后期施工当中出现同样的问题，能够及时的进行改进。

结语

探究盾构施工下穿既有公路工程对如何确保地铁隧道的安全和公路实际使用的安全具有非常重要的意义。在进行地铁盾构下穿公路施工的过程中，可能会出现公路沉降变形等一系列问题。因此，要采取合理的盾构下穿施工方法，充分发挥注浆支护作用，进一步提高地铁隧道整体的施工质量。

参考文献

[1]矫阳. “京华号”盾构机：一路掘进，一路创新[N]. 科技日报,2022-03-05(005).DOI:10.28502/n.cnki.nkjrb.2022.001111.

[2]李军.盾构机下穿结构物等风险源的施工控制技术[J].山西建筑,2022,48(03):151-154.DOI:10.13719/j.cnki.1009-6825.2022.03.042.