近年來,上海大規(guī)模、高速度、高難度、高風(fēng)險(xiǎn)的軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè),為解決世博交通問題取得了預(yù)期的成效,提高了交通運(yùn)能。在2008年1年內(nèi),上海地鐵建設(shè)車站116座,盾構(gòu)隧道推進(jìn)長度139 km,建設(shè)速度為國內(nèi)外前所未有。但這里也有不可忽視的教訓(xùn):在如何處理工程質(zhì)量和工程進(jìn)度的關(guān)系中,有些地方未全面做到質(zhì)量第一。上海地鐵在車站深基坑施工中、在盾構(gòu)近距離穿越重要建構(gòu)筑物施工中,以及在1年內(nèi)200多次盾構(gòu)進(jìn)出洞等高風(fēng)險(xiǎn)施工中,由于重點(diǎn)加強(qiáng)了施工監(jiān)控,均較好地完成了任務(wù),避免了重大工程事故的發(fā)生。但在一般車站結(jié)構(gòu)和盾構(gòu)隧道施工中,由于擴(kuò)大了施工隊(duì)伍(素質(zhì)較差),施工力量被攤薄,未照顧到對(duì)施工質(zhì)量的全面、嚴(yán)格管理,導(dǎo)致部分車站及區(qū)間隧道出現(xiàn)滲漏和不均勻沉降。這些問題雖已基本得到解決,但其中的教訓(xùn)應(yīng)引以為戒。
在含水軟土地層中,隧道滲漏和不均勻沉降看似一般通病,卻是關(guān)系到地鐵運(yùn)營效果和地鐵安危的結(jié)構(gòu)病害。1 km長的區(qū)間隧道就有20 km長的襯砌拼裝接縫,在含水粉砂層中,當(dāng)管片接縫中存在極微小的穿透縫隙,其寬度為d70(即70%的土粒粒徑小于d70)就可能引發(fā)隧道周圍地層的水土流失,致使隧道變形坍塌,此事在國內(nèi)外已有多個(gè)先例。
在含水軟弱黏性土中,隧道在滲漏水和長期的列車振動(dòng)作用下就會(huì)塌陷,導(dǎo)致沉降不止,惡化隧道差異沉降,以致危及列車運(yùn)行安全和隧道結(jié)構(gòu)安全。在整個(gè)地鐵網(wǎng)絡(luò)中,只要有一處隧道失穩(wěn)或差異沉降過大,就會(huì)影響到整個(gè)地鐵網(wǎng)絡(luò)的安全和正常運(yùn)行。如俄羅斯的圣彼得堡一段穿越高壓含水砂層古河道的地鐵隧道,因過大的滲漏和沉降,在運(yùn)行20年后報(bào)廢停用。
目前,上海地鐵在建設(shè)和運(yùn)營管理中已將隧道滲漏和不均勻沉降的檢測(cè)和治理列為極重要事項(xiàng)。上海申通集團(tuán)主管建設(shè)的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)盾構(gòu)施工質(zhì)量管理實(shí)行高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求:盾構(gòu)隧道施工要精工細(xì)做,每天的盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)度不得超過12環(huán),管片拼裝要求做到滴水不漏,盾構(gòu)施工引起的地層損失率不大于5‰。
為優(yōu)化盾構(gòu)施工參數(shù),使其達(dá)到控制地層損失率的要求,在盾構(gòu)施工中,必須對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)軸線上方的地面沉降進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)和控制:要求剛脫出盾尾處地面微微隆起約2 mm,同時(shí)要根據(jù)脫出盾尾后30天的地面沉降量δ30,按經(jīng)驗(yàn)公式推算最終地面沉降量δm,使之符合5‰地層損失率的要求,即
式中:A為盾構(gòu)外徑斷面面積,m2;H為盾構(gòu)中心的埋深,m。在上海軟土地層用土壓平衡盾構(gòu)施工的條件下,可 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 估 算 出 δ30=0.5δm,因 此 要 求 δ30≤0.002 5A/H,即 δ30≤0.01A/4H,m。在盾構(gòu)推進(jìn)地層損失尚無更精確的計(jì)量方法時(shí),此地面沉降的監(jiān)控方法還是較簡易有效的。不知各地還有什么好的方法,擬組織交流。在盾構(gòu)施工嚴(yán)加監(jiān)控的同時(shí),上海盾構(gòu)施工同步注漿,已全部改用高比重抗剪型單液漿液和四點(diǎn)注漿工藝。實(shí)踐證明,采用這樣的監(jiān)控和注漿方法,對(duì)保證盾構(gòu)隧道的穩(wěn)定性和防水性有很大的效果。看來,為確保地鐵隧道安全,一定要把工程質(zhì)量放在第一位,盡力提高盾構(gòu)施工質(zhì)量,務(wù)求精益求精,并花必要代價(jià),采用行之有效而可靠的新材料、新工藝。