孫佳SUN Jia

（中交隧道工程局有限公司，北京100088）

0 引言

近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，推動了我國施工技術的不斷進步，盾構(gòu)法施工不斷應用在過江隧道施工中，然而過江隧道盾構(gòu)法施工同時存在一定風險，因此，在過江隧道盾構(gòu)法施工過程中應當就各種風險采取相應的應對措施，保證過江隧道盾構(gòu)法施工的順利開展。

1 盾構(gòu)法施工概述

目前，盾構(gòu)法施工主要是利用現(xiàn)有的盾構(gòu)機械完成地下隧道暗挖的一種施工技術。盾構(gòu)法施工主要采用盾構(gòu)機來完成隧道挖掘工作，目前泥水平衡盾構(gòu)和土壓平衡盾構(gòu)是盾構(gòu)法施工中常用的兩種盾構(gòu)設備，以上兩種設備其工作原理大體上相同，只是在出土或出渣方面的原理存在差異。在過江隧道盾構(gòu)法施工中，可以根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和地下水位的具體情況來選擇具體施工設備。施工速度快、自動化程度高、一次成洞、不受地面交通和氣候的影響以及不影響地面交通等優(yōu)點，同時盾構(gòu)法施工適用于隧道埋深較大、洞線較長的隧道工程施工。盾構(gòu)法施工技術經(jīng)過近年來的不斷發(fā)展，已日趨成熟，然而由于不同工程地質(zhì)條件和現(xiàn)場施工技術管理水平的不同，在盾構(gòu)法施工過程中仍然存在一些風險。

2 盾構(gòu)法施工在過江隧道中的風險及應對措施

在直徑12m、雙線南京過江通道盾構(gòu)法施工中，盾構(gòu)機的施工在頭頂懸河的狀態(tài)下進行，加上地下水豐富的施工環(huán)境，在一定程度上加大了施工風險和難度，此外，盾構(gòu)機在過江時的一些客觀條件限制，使得直徑12m、雙線南京過江通道盾構(gòu)法施工存在一定風險。因此，在直徑12m、雙線南京過江通道盾構(gòu)法施工過程中應當就各種風險采取相應的應對措施，保證南京過江通道盾構(gòu)法施工的順利開展。

2.1 盾構(gòu)機適應性和可靠性風險及應對措施 過江隧道盾構(gòu)法施工的前提和施工成敗的關鍵在于盾構(gòu)機是否合理選擇，同時盾構(gòu)機械設備的安全性、可靠性以及其性能的穩(wěn)定性直接影響著過江隧道盾構(gòu)法施工進度，因此，盾構(gòu)機適應性和可靠性對過江隧道工程的盾構(gòu)法施工的成敗有著重要影響。對此，在過江隧道盾構(gòu)法施工前應當仔細研究施工現(xiàn)場的水位地質(zhì)條件和工程地質(zhì)，同時根據(jù)過江隧道工程的實際特點選擇相關盾構(gòu)機械設備，并從切削刀盤的種類、主軸的扭矩、出土方式、推進能力以及盾構(gòu)機械的密封性能等方面選擇相應的盾構(gòu)機械設備，并配置相關突發(fā)事故處理設備。為了保證直徑12m、雙線南京過江通道盾構(gòu)法施工的順利開展，選擇的盾構(gòu)機械設備應當具備在出現(xiàn)故障時易于及時現(xiàn)場維修和更換，同時保證盾構(gòu)機械設備部件原材料性能良好且無損傷，盾構(gòu)機械設備的大軸承應當能夠承受長時間的擠壓力和扭轉(zhuǎn)力矩負荷作用，并且盾構(gòu)機械設備的大軸承應當保證其使用周期在15000h以上，液壓推進系統(tǒng)的性能應當具備較高的可靠性。盾構(gòu)機械設備應當配備耐磨性較高的盤刀和滾刀來防止刀具在砂礫等復雜地質(zhì)條件下的快速磨損，同時刀具應當具備在局部氣壓下或常壓下易于更換的特點。此外，測定工作面水土壓力的傳感器、超前地震波探測系統(tǒng)以及超聲波自動檢測系統(tǒng)等元件必須具備可靠性、耐震動性以及在潮濕等惡劣條件下正常工作的能力。

2.2 開挖面障礙物風險及應對措施措施 直徑12m、雙線南京過江通道盾構(gòu)法施工往往會受到復雜的工程地質(zhì)條件和地質(zhì)勘探局限性的限制，過江隧道工程穿越的地層中可能會出現(xiàn)包括舊橋臺、廢棄鋼筋混凝土樁以及人防工事等在內(nèi)的各類障礙物，使得盾構(gòu)機的推進受到影響或?qū)е露軜?gòu)機損壞。對此，可以采用超聲波障礙探測方法在開挖前方20m范圍進行障礙物探測，及時找出大石、廢樁等障礙物的具體位置，并提前進行處理。在進行障礙物處理時，一方面可以附設從密封艙隔板中向工作面延伸的鉆機，及時破除障礙物；另一方面設置石塊破碎機來將石塊障礙物破碎到粒徑在10mm范圍內(nèi)，使其隨著泥漿排出。此外，為了對由于障礙物造成的盾構(gòu)機故障的維修，應當設立氣壓進出閘門，局部氣壓下進入密封艙排障，來對盾構(gòu)機刀盤進行維修。

2.3 隧道上浮風險及應對措施 盾構(gòu)設備在掘進過程中，具有一定壓力的泥水有可能從開挖面沿著后盾殼竄到盾尾，有的甚至會竄到已經(jīng)建設完成的隧道襯砌外面，導致已經(jīng)建成的隧道被泥水所包裹，使隧道面臨上浮風險。此外，漿液參數(shù)以及汽配比的適應程度也會導致過江隧道出現(xiàn)上浮風險。因此，為了有效預防隧道上浮風險，一方面應當加強注漿控制。在進行注漿時可以采用同步注漿來對隧道上浮進行有效控制。在進行同步注漿時，其性能指標應當滿足初凝3～5h，終凝4～12h，加入促凝劑后，初凝時間可以縮短到45min，在固結(jié)體強度方面應當滿足1d大于等于0.3MPa，28d大于等于2.5MPa的性能指標。同時，在進行注漿過程中，應當對注漿壓力進行控制，避免注漿壓力過大而出現(xiàn)江底冒漿和管片位移變形。另一方面，采用其他抗浮措施，如適當提高同步注漿漿液的稠度；將管片間螺絲復緊，盡量減少螺栓和管片間的自由活動空間；在盾構(gòu)機的推進過程中，為了減小千斤頂后坐力中的向山上分力，可以采用將盾構(gòu)的坡度設置為略小于隧道的坡度等抗浮措施。

2.4 工作面失穩(wěn)、透水以及塌方風險及應對措施 由于直徑12m、雙線南京過江通道盾構(gòu)法施工是穿越江河施工，工程的上面是奔流不息的江河，河水壓力較大，加上其地質(zhì)條件大多為透水性較強的砂質(zhì)土或淤泥，使得直徑12m、雙線南京過江通道盾構(gòu)法施工過程中面臨著工作面失穩(wěn)、透水以及塌方風險。為了有效降低工作面失穩(wěn)、透水以及塌方風險，在選擇盾構(gòu)機型時應當選擇密閉性能相對較高泥水平衡盾構(gòu)機，同時對于不同地質(zhì)條件的過江隧道盾構(gòu)法施工應當控制好掘進方法、掘進速度以及相關掘進穩(wěn)控措施。此外，為了有效降低工作面失穩(wěn)、透水以及塌方風險，還應當落實隧道結(jié)構(gòu)的自防水工作。一方面落實管片防水工作，目前，大多數(shù)采用盾構(gòu)法施工的過江隧道均采用鋼筋混凝土管片拼接而成，因此，管片防水性能直接決定了隧道的防水性能，在進行直徑12m、雙線南京過江通道盾構(gòu)法施工時，可以采用高精度模具來確保管片的尺寸精度，并在拌制混凝土時嚴格按照隧道工程設計的防水等級和試驗確定的配合比來進行；另一方面是加強注漿防水工作。

3 結(jié)束語

近年來，隨著我國交通運輸業(yè)的不斷發(fā)展，各類過江隧道不斷增多。由于過江隧道盾構(gòu)法施工是穿越江河施工，地下水豐富的施工環(huán)境，在一定程度上加大了施工風險和難度，加上盾構(gòu)機在過江時的一些客觀條件限制，使得過江隧道盾構(gòu)法施工存在一定風險，因此，在直徑12m、雙線南京過江通道盾構(gòu)法施工過程中應當就各種風險采取相應的應對措施，保證南京過江通道盾構(gòu)法施工的順利開展。

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