李 原

中鐵隧道局集團(tuán)專(zhuān)用設(shè)備中心，河南洛陽(yáng) 471000

當(dāng)前我國(guó)在城市軌道交通方面重視度越來(lái)越高，城市軌道交通建設(shè)中人力、物力、財(cái)力等資源投入力度明顯增加，國(guó)內(nèi)很多城市在城市軌道建筑規(guī)劃方面有著非常高關(guān)注度，在這種情況下，不斷有盾構(gòu)隧道穿越即有鐵路站場(chǎng)等類(lèi)似的問(wèn)題出現(xiàn)，城市軌道交通存在有明顯的向下發(fā)展趨勢(shì)。另外，當(dāng)前城市軌道交通發(fā)展過(guò)程中以火車(chē)提速等為主要發(fā)展目標(biāo)，隨著火車(chē)速度的增加，會(huì)給鐵路軌道帶來(lái)更大沖擊，軌道壓力明顯增大，尤其在穿越地層時(shí)，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，容易出現(xiàn)地面沉降等問(wèn)題，地面沉降發(fā)展至一定程度后還會(huì)威脅到周邊的建筑以及地下管線，建筑安全很難得到有效保證。因此，必須要對(duì)盾構(gòu)穿既即有鐵路站場(chǎng)施工技術(shù)有足夠重視，本文就此展開(kāi)了研究分析。

1 盾構(gòu)穿越既有鐵路站場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析

盾構(gòu)隧道施工對(duì)鐵路站場(chǎng)的影響主要集中在施工過(guò)程中的地層位移方面，盾構(gòu)設(shè)備掘進(jìn)過(guò)程中，受到盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備形式、地基條件、掘進(jìn)施工方法等因素影響，會(huì)有不同地基變形情況出現(xiàn)，作用機(jī)理相對(duì)較為復(fù)雜，當(dāng)前尚未有綜合這些因素的分析方法，現(xiàn)行的各類(lèi)分析方法更多地集中在某一個(gè)施工條件，雖然有相關(guān)文獻(xiàn)展開(kāi)了綜合分析，但是具體分析仍缺乏全面性。

盾構(gòu)穿越鐵路風(fēng)險(xiǎn)分析十分關(guān)鍵，在具體分析過(guò)程中，可以與以往經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，利用有限元模型模擬分析穿越鐵路工況，為具體的穿越鐵路方案制定提供理論方面支撐。有限元模型尺寸的確定需要與經(jīng)驗(yàn)等相結(jié)合，將其優(yōu)化為有限元網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)能夠模擬土體開(kāi)挖等，同時(shí)利用ADINA軟件相關(guān)技術(shù)模擬整個(gè)開(kāi)挖過(guò)程。通過(guò)這種方式，提高在應(yīng)力釋放率大小方面控制有效性。

2 地基加固技術(shù)

盾構(gòu)穿越既有鐵路站場(chǎng)施工過(guò)程中地表沉降以及結(jié)構(gòu)物變形無(wú)法避免，必須要做好對(duì)地表沉降以及結(jié)構(gòu)物變形的有效控制，將沉降范圍和沉降量減至最小，使不同建筑物安全得到有效保證。施工前需要做好盾構(gòu)類(lèi)型的選擇，嚴(yán)格按照施工規(guī)范展開(kāi)操作，維持盾構(gòu)于最佳狀態(tài)，利用地基加固等技術(shù)措施，使地面建筑物以及地下管線得到有效保護(hù)。做好地基加固方法的選擇，能夠提高在地層蠕動(dòng)趨勢(shì)方面控制有效性，避免顆粒土有黏結(jié)等情況出現(xiàn)，孔隙充分填充，在提高土地穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上最大限度減少地層蠕動(dòng)趨勢(shì)。當(dāng)前常用的地基加固方法包含基礎(chǔ)托換法、地層加固法、截止墻法等，結(jié)合施工實(shí)際情況有針對(duì)性選擇?；A(chǔ)托換法在建筑物變形控制方面有非常好控制效果，但是工程規(guī)模相對(duì)較大。地層加固法相對(duì)較為簡(jiǎn)單，需要結(jié)合具體地基條件做好漿液和注入工法的選擇，施工過(guò)程中做好壓力控制，同時(shí)監(jiān)測(cè)壓力與構(gòu)造物變位等情況，截止墻法主要應(yīng)用在允許變形量不能過(guò)大構(gòu)造物方面。另外，隔墻本身屬于臨近施工，在隔墻施工過(guò)程中需要對(duì)施工在構(gòu)造物方面影響有充分考慮。

3 優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)

盾構(gòu)穿越既有鐵路站場(chǎng)施工中，將盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)周?chē)讓雍偷孛嬗绊懽钚〉氖┕こ蔀樽罴讯軜?gòu)推進(jìn)，地面層下降小、不會(huì)受到較大擾動(dòng)、地面沉降小等，這些指標(biāo)也是盾構(gòu)施工過(guò)程中地面沉降控制和環(huán)境保護(hù)的主要方法。盾構(gòu)掘進(jìn)需要做好以下幾個(gè)方面的優(yōu)化。

3.1 掘進(jìn)速度

在掘進(jìn)速度參量選擇方面，堅(jiān)持對(duì)土體盡量切削而并非擠壓原則，如果擠壓過(guò)大，容易有前倉(cāng)內(nèi)外壓差出現(xiàn)，導(dǎo)致地層受到過(guò)大擾動(dòng)。施工過(guò)程中，選擇在無(wú)結(jié)構(gòu)物地下推進(jìn)，可將速度控制在20～30mm/min，盾構(gòu)糾偏施工盡量選擇較小速度進(jìn)行。地質(zhì)條件不同，需要選擇不同推進(jìn)速度，土壓平衡主要是通過(guò)排土方式進(jìn)行控制，必須要確保前倉(cāng)入土量與排土量之間一致性。同時(shí)，做好土壓力控制值的合理設(shè)置，避免推進(jìn)速度過(guò)快。

3.2 同步注漿

盾構(gòu)施工過(guò)程中注漿施工十分關(guān)鍵，做好這一環(huán)節(jié)的控制，同時(shí)加強(qiáng)與其他施工環(huán)節(jié)的配合能夠?yàn)槎軜?gòu)施工的順利有效開(kāi)展打下良好基礎(chǔ)，以此可以取得非常好的地表沉降控制效果。在盾構(gòu)機(jī)注漿方式方面，利用地面制漿設(shè)備將漿液輸送至盾構(gòu)機(jī)漿液箱，之后由臺(tái)車(chē)上的注漿泵注入指定位置。同步注漿設(shè)備包含由攪拌器、拌漿機(jī)、注入控制裝置、計(jì)量設(shè)備等組成。單液型漿液的配置包含水泥、膨潤(rùn)土、減水劑等成分，為了使?jié){液在管片外側(cè)間隙有效填充，在漿液輸送方面需要給予一定的壓力。一般只需要將漿液入口位置的壓力控制在該位置水土壓力和以上即可，這種情況下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑空隙的有效充盈。需要注意將壓漿壓力控制在合適大小，避免周邊土層有劈裂等情況出現(xiàn)，管片外層容易受到漿液擾動(dòng)等因素影響，在后期使用過(guò)程中出現(xiàn)非常大沉降，對(duì)盾構(gòu)隧道管片穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。在掘進(jìn)施工過(guò)程中，壁后注漿時(shí)間的選擇需要在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中或者推進(jìn)之后，保證尾隙徹底充滿。

3.3 二次注漿

針對(duì)一次注漿未能完全填充以及體積減小等問(wèn)題，可采取二次注漿方式，利用管片中部位置注漿孔補(bǔ)注漿，使盾構(gòu)機(jī)過(guò)后土地沉降等情況得到有效控制，避免隧道防水壓力過(guò)大。另外，針對(duì)管片與圍巖等之間的剝離狀態(tài)給予填充，使其形成一個(gè)完整整體，能夠使止水效果明顯提升。注漿效果還容易受到注漿孔位置選擇因素影響，在注漿孔位置選擇方面，綜合注漿效果和便于施工角度分析考慮。

4 土體改良技術(shù)

在土壓管理方面，需要對(duì)螺旋輸送機(jī)能否順暢排土有充分考慮。針對(duì)切削下的土體，需要給予相應(yīng)處理措施，將土砂的塑性、流動(dòng)性以及泌水性等控制在合理范圍，具體可采取加泥、加水等方式，在確保螺旋輸送機(jī)順利排土的同時(shí)最大限度減少土壓力值變化。具體施工中還可以選擇加泥盾構(gòu)法等工藝，在掘削土砂過(guò)程中加入濃度較高的泥漿等，能夠在提高泥土流動(dòng)性和抗?jié)B性的同時(shí)最大限度減少各類(lèi)工件的磨損，在刀盤(pán)和螺旋輸送機(jī)扭矩方面控制有效習(xí)慣。結(jié)合盾構(gòu)穿越地區(qū)地質(zhì)條件以及盾構(gòu)機(jī)性能等因素綜合分析考慮，在盾構(gòu)掘進(jìn)施工過(guò)程中，如果切削土類(lèi)型屬于黏土或者黏質(zhì)粉土等，通過(guò)添加泥漿方式，黏土在螺旋輸送機(jī)以及刀盤(pán)上的黏附性可得到有效改善，同時(shí)利用刀盤(pán)切削攪拌等方式，能夠更好地滿足塑流性等方面要求。泥漿需要利用水域膨潤(rùn)土按照一定的比例混合配置，將其濃度控制在5%～30%間，使泥漿注入效果得到有效控制。

5 監(jiān)控測(cè)量技術(shù)

監(jiān)控測(cè)量主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)盾構(gòu)施工地表沉降以及其規(guī)律有詳細(xì)了解，明確施工中所造成的地表沉降以及結(jié)構(gòu)物傾斜等情況，結(jié)合之前的觀測(cè)結(jié)果分析地表沉降在周邊結(jié)構(gòu)物方面影響，明確地層特性、地表沉降等之間的關(guān)系，對(duì)施工參數(shù)展開(kāi)及時(shí)有效調(diào)整。因此，監(jiān)測(cè)工序的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)盾構(gòu)施工中國(guó)周?chē)貙右苿?dòng)規(guī)律的準(zhǔn)確把握，給予針對(duì)性的技術(shù)措施，優(yōu)化施工工藝，提高周?chē)貙游灰屏康挠行Э刂疲灌徑ㄖ锸┕ぐ踩缘玫接行ПＷC。

6 盾構(gòu)穿越既有鐵路站場(chǎng)施工應(yīng)急保護(hù)措施

盾構(gòu)施工過(guò)程中，如果地表沉降值超過(guò)鐵路軌道允許沉降值時(shí)，必須要給予針對(duì)性的保護(hù)措施：第一，立刻停止掘進(jìn)施工，將上部土倉(cāng)壓力控制在200～250kPa，同時(shí)通知鐵路局獲取各個(gè)方面配合；第二，加大盾尾位置的注漿量以及注漿壓力等，針對(duì)沉降區(qū)域，需要在管片背后補(bǔ)充注漿，加大地面監(jiān)測(cè)頻率；第三，做好各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的記錄和反饋；第四，針對(duì)沉降區(qū)域，需要給予注漿補(bǔ)強(qiáng)措施，提高沉降控制有效性；第五，地表沉降穩(wěn)定后。做好各方面處理工作，之后繼續(xù)掘進(jìn)施工。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步，城市軌道交通迅猛發(fā)展，盾構(gòu)穿越既有鐵路站場(chǎng)施工越來(lái)越頻繁。盾構(gòu)在穿越既有鐵路站場(chǎng)施工過(guò)程中受到多個(gè)方面因素影響，容易有地表沉降和周?chē)Y(jié)構(gòu)破壞等情況出現(xiàn)，增大盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)和隱患。在具體盾構(gòu)穿越既有鐵路站場(chǎng)施工過(guò)程中，首先要做好施工風(fēng)險(xiǎn)的分析，在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地選擇施工工藝，提高盾構(gòu)穿越既有鐵路站場(chǎng)施工技術(shù)應(yīng)用有效性，取得理想的施工效果，保證盾構(gòu)穿越既有鐵路站場(chǎng)施工的順利有效開(kāi)展，最大限度減少盾構(gòu)施工對(duì)周邊的影響和危害，滿足城市軌道交通建設(shè)需要，促進(jìn)我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。