盾构隧道上跨地铁既有线路施工技术交底剖析

盾构隧道上跨地铁既有线路施工技术交底剖析

张海钢1   ,肖澄清1   ,张强2

陕西润通盾建建设工程有限公司1/2，710016   上海荣光实业有限公司1  200051

摘要： 深圳某项目采用1台6980双模盾构机施工，从综合井始发后第86环开始上跨地铁既有线路，通过一系列的措施，取得良好的效果。

关键词：在建隧道  上跨  既有地铁线路

1 工程概况

本区间采用1台双模盾构机施工，盾构机从7号综合井始发，于5号综合井接收。上跨段曲线半径为400m，盾构覆土约10.3m。上跨段设计起点里程为PK7+591.970,终点里程为PK7+513.970；长度78m，环号86环～138环，共计52环，与既有线路的净距为2.97-3.30m，先上跨左线。

2 位置关系

2.1平面位置关系及管片排版图

2.2 地质断面图

在建隧道洞身位于中风化泥质粉砂岩、中风化糜棱岩、中风化砂岩地层。既有线隧道位于中风化泥质粉砂岩、中风化糜棱岩、中风化砂岩中。

2.3 线形表

根据在建隧道与既有地铁线路位置关系，整理上跨阶段线路关系及管廊隧道平纵曲线，具体如下表所示。

2.4 地质勘探

盾构机前方200m范围内施工区域详勘阶段勘察孔共计14个（该区段利用14号线勘察孔情况，标贯试验孔3个、标贯取样孔2个、鉴别孔9个），补勘孔4个。

2.5.1地质勘探

抽取相邻详勘孔与补勘孔附近数据，进行对比分析，补勘与详勘地质情况基本一致（桩号K7+537附近）。

2.5.2 上跨点补勘（BK05)

根据补勘报告可知，上跨段地层为块状强风化砂岩、中风化砂岩地层，与详勘报告一致。该段区间管底埋深16.707m。

2.6 上跨段地面注浆加固情况

地质条件已勘察清楚，补勘已完成，上跨区域地面注浆加固工作已完成。

2.7 地质探测

（1）本次地质雷达探测工作完成1条雷达测线，测线总长度200m。

（2）根据异常特征及现场情况，经分析和解译，LD8段地质探测无异常

（3）本次地质雷达探测有效深度10m。从获得的雷达影像图中可以对地下10m 左右的地质情况进行初步分析。

2.8 地层断裂带

根据区域地质资料，沿线以北东向断裂为主，次为北西向。本次勘察，自西向东先后与线路相交的断层，共揭露4条，依次为F17、F18-1、F18-2和F21。7#-5#综合井区间涉及到3条断裂带，依次是F17、F18-1、F18-2。对地层断裂带，进行灌浆作业，水泥用量5吨，注浆压力0.25Mpa，断裂带已处理完毕。

2.9 地面标识

已在地面上上跨区域和既有线路隧道边线进行喷漆标识工作。

2.10管线调查

地面管线全面进行排查摸底。目前已完成管线排查工作，且在地面标识清楚。

3 主要材料准备

3.1 搅拌站供应能力

盾构井西侧场地安装浆液搅拌系统一套，配备2个储料罐，一套JS750型搅拌机，搅拌机每盘制浆量为0.7m³，每盘浆液下料及拌制时间约为2-3min，则每小时的制浆量为14m³～21m³每小时，而盾构掘进一环所需的时间约为50min，拼装时间约为30min，则一个掘进拼装循环制浆站能产生最少14m³的浆液，大于每环所需的浆液7~9m³满足施工要求。每日最大掘进量为8环左右，每日最大需浆量约为56~72m³。

搅拌机按每班8小时拌浆时间计算，每天拌浆能力最少为8*2*14=224m³＞56~72m³，搅拌站拌浆能力满足每日最大需浆量的要求。

3.2 其他材料

沙子：30T，水泥：20T，粉煤灰：20T，膨润土：10T；管片：始发井每日场地内存放管片10环，其他井位每日场地内存放管片10环；管片防水材料、管片螺栓：100环需要数量。

4 过程控制

4.1 工期安排

因场地受限，综合井7#井仅35m长，且1002号盾构机整机长度为112m，目前掘进70环，长度为105m，台车尾部尚未完全进洞，导致目前无法铺设道岔，形成双列编组，加快掘进效率。7#综合井盾构掘进目前仅一台电瓶车，配置两个渣斗、一各浆液运输车、一个管片车。上跨段共计52环，平均每日掘进4环，预计13天完成上跨掘进。

4.2 已掘进70环试验段推进参数统计

4.3 盾构掘进参数控制

4.4 盾构姿态控制

盾构机掘进过程中，姿态控制应做到勤纠、少纠，单次纠偏量应控制在5mm/m，同时操作司机应根据导向系统与掘进指令，在转弯段前提前调整盾构姿态，确保盾构在上跨作业区域平稳通过转弯段。

当盾构自动测量系统出现故障及异常时，严禁掘进。盾构姿态出现偏差时应及时纠偏，使盾构正确地沿隧道设计轴线前进。

（一）偏差超过设计轴线4cm的，上报项目总工分析后掘进；偏差超过设计轴线6cm，上报项目经理分析后掘进。

（二）偏差超过设计轴线8cm的，停止掘进，由监理组织设计、施工、深铁投或深铁建设（必要时邀请专家参加）研究制定纠偏方案及措施后方可掘进。

（三）偏差超过设计轴线10cm的，监理单位应第一时间报告深铁建设相关管理部门。

4.5 渣土改良

盾构到达既有地铁14号线前15环时，对泡沫系统、膨润土注入系统进行全面的维保，清洗泡沫发射器，检查电机、螺杆泵、管路、球阀、止回阀、电磁流量计等部件的工作情况，保证泡沫注入系统、膨润土注入系统及刀盘加水系统可靠工作。

原液配比暂定为2.5%，掘进时每环检查一次泡沫发泡情况，保证泡沫发泡效果。

一环加水量在15~20m³，保证刀盘扭矩、土仓压力、推进速度等参数的稳定，出渣的连续性。

4.6  出渣量控制

出土量控制采取出土体积控制与出土重量控制双控。

1.5m管片理论单环出土量为57.4m³,根据地层确定松散系数为1.3，每环出渣量为74.6m³，每环改良渣土所用泡沫与加水量在15-20m³，即理论出土量V1控制在V1=73±4m³。

出土量按照以下标准进行卡控：

每环超方量不超过 2m³，上报项目技术负责人，分析原因，制定措施处理。

每环超方量 4 m³，上报项目经理，分析原因，制定措施处理。

每环超方量超过6m³，停止掘进，上报项目经理、总监，分析原因，制定措施处理完成后恢复掘进。

每环超方量超过 8 m³，停止掘进，上报项目经理、总监及业主代表，监理组织专家会分析原因，制定措施处理完成后恢复掘进。

每环欠方超过3m³，停止掘进，上报项目技术负责人，分析原因，制定措施处理。

4.8 同步注浆

浆液性能指标：胶凝时间:4～6h。固结体强度：一天不小于0.2MPa，28天不小于2.5MPa。

浆液结石率＞95%，即固结收缩率＜5%。浆液稠度：8～12cm。砂浆强度：M2.5。浆液取样试验效果较好；注浆量：注浆量取环形间隙理论体积的1.5～2.5倍，则每环（1.5m）注浆量Q=6.77～11.28 m³。针对本区间地质以中风化地层为主，取每环7m³。

4.9 二次注浆、止水环

止水环：按照10环一次的频率，在管片脱出盾尾后6环施作止水环。穿越段为86环～138环，在进入穿越段后，开始施作止水环。

注浆量：注浆量不宜过大，控制在0.4m³/孔、2m³/环以内；注浆压力：注浆压力控制在0.25~0.3 Mpa以内。双液浆性能要求：浆液初凝时间控制在40秒，所用原材料水泥强度等级为P.O.42.5级，水玻璃为35Be’；水灰比为1：1。二次注浆：二次注浆采单液浆，注浆采取“注浆压力、注浆量”双控，注浆量控制在1-2m³内，注浆压力控制在0.25～0.3Mpa范围。

4.10 渣土外运

渣土外运已联系土方队伍，可保证每日提供40m³与60m³外运渣土罐车共计15辆。从始发井运输渣土至弃渣场，运输车辆往返需3h。在上跨作业过程中，为保证渣土外运的正常，早晚高峰因渣车无法上路，已于土方队伍沟通，可押车在场地，确保出土不停，待高峰期过后，及时运输渣土至弃渣场，确保上跨地铁既有线期间，不因渣坑满而导致盾构机停工。

4.11 监控测量措施

盾构穿越既有线时，对地面进行加密监测，按照交叉部位每10m布设一个大断面，每个断面7个点的原则进行布点监测频率为一日两次；对具备条件的既有线成型区间洞内采用自动化监测，监测频率为2小时一次，监测范围为交叉部位向外侧延伸5倍洞径范围（35m）起布置，每6m布置1个监测断面，每个断面布置6个监测点。

盾构上跨区间隧道前，施工监测单位已对既有线、地面进行监测点布设，第三方监测机构进行复核，施工监测全天24小时在岗，及时反馈监测数据。

盾构穿越既有线时，对地面进行加密监测，按照交叉部位每10m布设一个大断面，每个断面7个点的原则进行布点监测频率为一日两次；对具备条件的既有线成型区间洞内采用自动化监测，监测频率为2小时一次，监测范围为交叉部位向外侧延伸5倍洞径范围（35m）起布置，每6m布置1个监测断面，每个断面布置6个监测点。

4.12 施工人员安排

盾构施工分为白班与夜班，其中单班主要施工人员为21人，双班共42人，根据安排，盾构施工人员满足上跨地铁既有线作业需求。

4.13 维保作业人员安排

安排两班共计18人维保队伍，以应对在上跨作业期间可能出现的设备问题，根据安排，维保作业人员满足施工维保需求。目前盾构机仍处于厂家200m保驾范围内，中铁装备厂家安排有专业的机械工程师、液压工程师、电气工程师等在现场保驾。

5应急处置

5.1 值班表

针对上跨既有线，建立领导24小时带班，安全、技术、监测、设备、施工等定人、定岗、定责的值班及应急响应体系，全方位控制风险。同时邀请公司专家现场指导工作。

5.2应急人员保障

针对本次上跨地铁既有线施工，安排双班共计15人的应急救援队，工区后期可根据现场实际情况增加人员。

5.3 地面应急注浆

地面应急注浆加固专用车辆，各应急设备及材料均已配置在现场，设备经检修使用，均正常。

[1]邵明秀.盾构区间近距离下穿既有地铁车站方案设计分 析[J].工程建设与设计,2020(19):120-122.

[2]许燕峰.新建地铁与既有线交叠区域地基处理加固分析 [J].铁道勘察,2020,46(05):51-57.