張建忠 董志成

中國建筑第八工程局有限公司軌道交通建設(shè)有限公司

盾構(gòu)下穿既有地鐵線路施工控制

張建忠 董志成

中國建筑第八工程局有限公司軌道交通建設(shè)有限公司

隨著地鐵建設(shè)的快速發(fā)展，盾構(gòu)下穿既有運營地鐵技術(shù)廣泛應(yīng)用，確保既有線路正常運營以及盾構(gòu)安全順利穿越變得尤為重要。本文結(jié)合深圳地鐵9號線西延線科技城站～紅樹灣站區(qū)間盾構(gòu)下穿既有運營線路2號線的成功經(jīng)驗，對盾構(gòu)施工過程中的控制措施進(jìn)行探討分析。

盾構(gòu)；下穿；既有線路；施工措施

1 工程概況

深圳地鐵9號線西延線科技城站～紅樹灣站區(qū)間，采用Ф6280mm盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工，成環(huán)隧道外徑Φ6.0m，內(nèi)徑Φ5.4m。

左線628～638環(huán)下穿2號線右線(604-614環(huán))， 640～650環(huán)下穿2號線左線(598-608環(huán))，最小垂直間距為1.895m。穿越位置位于沙河高爾夫球場范圍。

圖1-2 穿越地段線路平面圖

盾構(gòu)下穿2號線處地質(zhì)情況如下：＜1-1＞素填土、＜2-1＞淤泥質(zhì)粘土、＜3-5＞礫砂、＜6-2＞硬塑狀礫質(zhì)粘性土、＜12-1＞全風(fēng)化花崗巖、＜12-2-1＞強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。

圖1-3 穿越地段地質(zhì)縱剖面圖

2 工程重難點

(1)施工距離近，從2號線既有運營隧道下方穿越，最小垂直距離約1.895m。

(2)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，存在基巖突起，典型上軟下硬地層。且以前2號線、11號線施工均在此處出現(xiàn)地表沉降問題。

(3)地面為沙河高爾夫球場，該球場地面為砂層填土，透水量非常大，地表松軟且不穩(wěn)定。

3 施工措施

3.1 穿越前的準(zhǔn)備工作

根據(jù)前期施工總結(jié)出來的經(jīng)驗數(shù)值，在穿越2號線區(qū)域嚴(yán)格按照技術(shù)交底內(nèi)容進(jìn)行施工，技術(shù)交底內(nèi)容應(yīng)該包括：推力范圍，土壓控制范圍，每環(huán)出土量，每環(huán)注漿量，泡沫添加比例，刀盤轉(zhuǎn)速及扭矩控制范圍等關(guān)鍵參數(shù)。

3.2 下穿2號線掘進(jìn)措施

(1)推進(jìn)速度控制

盾構(gòu)推進(jìn)時通過設(shè)定推進(jìn)速度，調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的排土量來實現(xiàn)土壓平衡，控制地層壓力與土倉壓力的差值在一定范圍，將土倉壓力波動控制在最小幅度，以控制地面沉降。

左右線盾構(gòu)距2號線成型隧道較近，加強(qiáng)地面監(jiān)測頻率，根據(jù)地面沉降等各種反映出的變化，不斷地調(diào)整優(yōu)化推進(jìn)參數(shù)。

盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時速度不宜過快，設(shè)定為30mm/min左右，通過控制土倉內(nèi)土壓力，保證地層壓力與土倉壓力的差值在一定范圍，將土倉壓力波動控制在最小幅度，以控制地面沉降。為防止?jié)L刀磨損嚴(yán)重，扭矩應(yīng)保持在1000～1200KN.m，刀盤轉(zhuǎn)速設(shè)置在1.2r/min。

(2)土壓力控制

土壓升高或降低對2號線成型隧道都是不利的，土壓力要保持均勻性，防止忽高忽低。同時土壓的控制要和地面監(jiān)測密切配合，便于技術(shù)部門及時調(diào)整土壓力控制參數(shù)。

(3)嚴(yán)格控制出渣量，根據(jù)實際情況動態(tài)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，嚴(yán)格控制出土量，盡量保持欠挖的狀態(tài)，同時需密切注意地表沉降、隆起情況。

3.3 注漿措施

在施工過程中，采用同步注漿、基底反壓注漿及頂部土體應(yīng)力補(bǔ)償注漿相結(jié)合的綜合措施，以使隧道穿越階段及其工后的沉降控制取得預(yù)期效果。在飽和軟土地層中，盾構(gòu)同步注漿材料建議優(yōu)先采用高稠度(小于9 cm) 和高密度(大于1.8)、小收縮率的漿液。

當(dāng)穿越施工的工后沉降不穩(wěn)定時，須采取壁后二次補(bǔ)漿，并根據(jù)設(shè)計要求，采用恰當(dāng)?shù)淖{工藝、材料及工序，應(yīng)遵循多點、少量、多次、均勻的循序漸進(jìn)原則，并根據(jù)隧道沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，適時調(diào)整注漿量和注漿時間間隔，以確保后續(xù)沉降的穩(wěn)定。

3.4 監(jiān)測措施

在整個施工過程中不但要采取更為嚴(yán)格而科學(xué)的施工方法，而且需要采用高精度、自動化的隧道監(jiān)測設(shè)備監(jiān)控隧道變形，以即時的隧道變形數(shù)據(jù)為施工指導(dǎo)，精心組織，精心施工，方能使穿越獲得成功。

(1)地面監(jiān)測

區(qū)間施工監(jiān)測，每天監(jiān)測兩次，每天出一份監(jiān)測報告

(2)自動化監(jiān)測

9號線西延線區(qū)間盾構(gòu)下穿2號線隧道施工過程中，為確保2號線成型隧道穩(wěn)定，對盾構(gòu)施工過程加強(qiáng)自動化監(jiān)測手段，在2號線成型隧道內(nèi)布設(shè)監(jiān)測斷面，布設(shè)原則為側(cè)穿段隧道間距9m范圍內(nèi)，每5m布設(shè)一個監(jiān)測斷面；重疊段每5m布設(shè)一個監(jiān)測斷面；穿出段隧道間距20m范圍內(nèi)，每10m布設(shè)一個監(jiān)測斷面。

4 總結(jié)

科紅區(qū)間左線盾構(gòu)歷時5天盾尾脫離2號線左線，順利下穿2號線。2號線自動化監(jiān)測、地面沉降監(jiān)測，各監(jiān)測點無異常測值，巡視未發(fā)現(xiàn)異常信息。

通過精心施工，合理設(shè)定目標(biāo)土壓力值，嚴(yán)格控制出土量，仔細(xì)調(diào)整控制盾構(gòu)姿態(tài)，均衡施工，采用同步注漿，二次注漿，加強(qiáng)變形監(jiān)測，采用信息化施工等綜合技術(shù)措施可以控制并將盾構(gòu)法施工對土體的擾動降低到最小。通過以上措施，造就了本次盾構(gòu)成功下穿既有運營線路。為后續(xù)相似工程起到一定的借鑒意義。