付 焜

（中鐵五局集團(tuán)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410117）

廈門市軌道交通3號(hào)線安兜站—湖里法院站區(qū)間盾構(gòu)隧道工程起訖里程為DK10+846.478～DK11+503.607，雙線長(zhǎng)度為0.65km；中心里程為右DK11+308.486，該處設(shè)聯(lián)絡(luò)通道一座（兼作廢水泵站）。工程需要近距離下穿眾多建構(gòu)筑物，風(fēng)險(xiǎn)極高。文章針對(duì)施工過程中的重難點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出針對(duì)性的解決措施。

1 工程概況

1.1 工程位置

安湖區(qū)間位于安兜社區(qū)枋湖北二路，西起安兜站，向東沿枋湖北二路敷設(shè)，在枋湖北二路與金尚路交叉口接入湖里法院站。工程位置如圖1所示。

圖1 安湖區(qū)間位置示意圖

1.2 設(shè)計(jì)概況

安湖區(qū)間起點(diǎn)為安兜站，終點(diǎn)為湖里法院站，左線起點(diǎn)里程為DK10+846.478，終點(diǎn)里程為DK11+503.607。左線長(zhǎng)度為647.336m，左線短鏈9.993m，右線長(zhǎng)度為657.129m，區(qū)間總長(zhǎng)度為1304.30m。區(qū)間線路呈V型坡，左右線路最小平曲線半徑為350m。線間距為14～15m。隧道頂埋深7.8～14.5m。區(qū)間線路最大坡度為23.397‰。區(qū)間設(shè)1座聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房，采用礦山法施工，聯(lián)絡(luò)通道設(shè)計(jì)中心里程為右DK11+308.486。該標(biāo)段區(qū)間隧道由2個(gè)單線盾構(gòu)區(qū)間、1個(gè)聯(lián)絡(luò)通道（兼作廢水泵站）、4個(gè)洞門結(jié)構(gòu)及相關(guān)附屬工程組成。

1.3 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)

（1）地形地貌。區(qū)間隧道主要順延枋湖北二路或其外側(cè)敷設(shè)，線路原始地貌殘積臺(tái)地區(qū)，沿線地勢(shì)基本平坦，地面高程17.5～29.0m。

（2）工程地質(zhì)。場(chǎng)區(qū)沿線地層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，巖土層種類較多，巖土的埋深、厚度及性能變化較大。主要有：填筑土＜1-5＞，厚0.2-1.5m；素填土＜1-2＞，堆積時(shí)間達(dá)10年以上，厚0.3～3.4m；粉質(zhì)黏土＜3-1＞，厚0.8～11.3m；殘積砂質(zhì)黏土＜11-1＞，厚9.4～15.9m；殘積黏性土＜11-3＞，厚3.9～19m；全風(fēng)化凝灰熔巖＜12-1＞，厚1.0～13m；散體狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖＜12-2＞，厚2.3～15.8m；碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖＜12-3＞，厚1.0～10.8m；中等風(fēng)化凝灰熔巖＜12-4＞，厚0.5～6.1m；微風(fēng)化凝灰熔巖＜17-5＞，厚3.2～5.3m；全風(fēng)化花崗巖＜17-1＞，厚2.6～14.8m；散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖＜17-2＞，厚0.4～16.1m；碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖＜17-3＞，厚1.6～18.3m；中等風(fēng)化風(fēng)化花崗巖＜17-4＞，厚0.6～4.0m。該區(qū)間隧道主要穿越殘積黏性土和全～強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖。

（3）水文地質(zhì)。①地表水及地下水的類型及賦存環(huán)境。按賦存介質(zhì)，地下水可分為3類：賦存于第四系填土層中的松散巖類孔隙水；賦存于殘積層及全、強(qiáng)風(fēng)化帶中的風(fēng)化殘積孔隙裂隙水；賦存于碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化帶及以下的基巖裂隙水。②地下水補(bǔ)給、徑流、排泄及動(dòng)態(tài)特征。場(chǎng)區(qū)松散巖類孔隙水、風(fēng)化殘積孔隙裂隙水及基巖裂隙水均直接或間接接受大氣降水補(bǔ)給，但補(bǔ)給程度有一定差異，另外尚可接受部分地表水體的下滲補(bǔ)給。

（4）沿線主要不良地質(zhì)。該項(xiàng)目擬建安湖區(qū)間場(chǎng)區(qū)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)作用，特殊性巖土主要為人工填土、殘積土及風(fēng)化巖。

1.4 周邊環(huán)境

盾構(gòu)下穿地面建筑物及管線情況如表1所示。

表1 盾構(gòu)下穿地面建筑物及管線

1.5 主要工程數(shù)量

本盾構(gòu)區(qū)間隧道工程可分為兩大塊——盾構(gòu)隧道及附屬工程。（1）盾構(gòu)區(qū)間隧道工程雙線總長(zhǎng)1304.30m，土方開挖量約47609m3，管片共1088環(huán)。（2）附屬工程包括1個(gè)聯(lián)絡(luò)通道（兼作廢水泵站）及4個(gè)洞門。

2 重難點(diǎn)分析

2.1 工程特點(diǎn)

（1）本工區(qū)線路地面交通流量大、周邊建筑物密集、地下管線眾多（幾乎涵蓋所有市政管線），存在多次交通疏解和管線改遷。受前期工程復(fù)雜性和艱巨性影響，安兜站存在潛在工期風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)項(xiàng)目的協(xié)調(diào)、組織能力提出更高要求。若車站工期延滯，則盾構(gòu)區(qū)間工期也相應(yīng)滯后。（2）廈門是全國(guó)文明城市、國(guó)家級(jí)園林城市，對(duì)文明施工、環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求高。

2.2 工程重難點(diǎn)及對(duì)策

（1）盾構(gòu)始發(fā)車到達(dá)。始發(fā)、到達(dá)是盾構(gòu)施工的關(guān)鍵點(diǎn)，端頭地層主要以粉質(zhì)黏土、殘積黏性土為主，端頭加固為高壓旋噴樁，地下水位、安全風(fēng)險(xiǎn)較高，保證盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)的安全是盾構(gòu)掘進(jìn)的重點(diǎn)。應(yīng)對(duì)措施：①采用三重管高壓旋噴樁對(duì)始發(fā)、到達(dá)端地層進(jìn)行加固并輔以降水井進(jìn)行降水施工，確保加固效果。②洞門安裝簾布橡膠板防水，進(jìn)洞口處設(shè)置拉緊管片措施。③托架及反力架加固焊接時(shí)必須滿焊并滿足受力條件。④盾構(gòu)施工時(shí)嚴(yán)格控制土倉壓力，確保開挖面穩(wěn)定。⑤加強(qiáng)測(cè)量及監(jiān)控量測(cè)，信息化施工。⑥做好應(yīng)急預(yù)案。

（2）盾構(gòu)隧道穿越一般段。本區(qū)間隧道穿越地層主要為<11-3>殘積黏性土、<12-1>全風(fēng)化凝灰熔巖、<12-2>散體狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r。推進(jìn)過程中若參數(shù)選取不當(dāng)、超挖、注漿不及時(shí)、不足量，易造成刀盤上方土體坍塌。應(yīng)對(duì)措施：①采用復(fù)合式盾構(gòu)，優(yōu)化施工參數(shù)，保證開挖面穩(wěn)定，加強(qiáng)同步壓漿與必要的補(bǔ)壓漿措施來控制土層沉降。②隨時(shí)調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)，減少盾構(gòu)的超挖與欠挖，以改善盾構(gòu)前方土體的坍落或者擠密現(xiàn)象。③采用同步注漿，減少盾尾通過后隧道外圍形成的空隙，減少隧道周圍土體的位移。④加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，采取相應(yīng)措施，包括對(duì)建（構(gòu)）筑物的變形、沉降的監(jiān)測(cè)。若發(fā)生較大變形，應(yīng)及時(shí)反饋以及采取必要的措施。

（3）聯(lián)絡(luò)通道施工。聯(lián)絡(luò)通道開挖范圍內(nèi)地層從上至下為<11-3>殘積黏性土、<17-1>全風(fēng)化花崗巖和<17-2>散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，進(jìn)行洞內(nèi)帷幕注漿，很難達(dá)到加固后土體具有良好的自立性、密封性和必要的強(qiáng)度的要求。進(jìn)行洞內(nèi)開挖時(shí)有可能出現(xiàn)掌子面失穩(wěn)的情況，出現(xiàn)掌子面垮塌，以及突泥、突水現(xiàn)象，并造成地面塌陷，形成較大的施工安全風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)對(duì)措施：①采用洞內(nèi)全斷面注漿加固地層，并在地面布設(shè)降水井及進(jìn)行預(yù)加固。②開洞門時(shí)，對(duì)既有隧道做好臨時(shí)支撐體系防護(hù)，并在洞門處安裝封堵門。③聯(lián)絡(luò)通道開挖施工中堅(jiān)持短進(jìn)尺、早封閉、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)的施工原則。④洞提開挖完成后，做好壁后注漿，防止后期沉降。⑤做好應(yīng)急預(yù)案。

（4）穿越地下矩形管溝。地下矩形管溝為上水管，2600mm×1800mm，埋深5.27～5.42m，隧道結(jié)構(gòu)豎向距離為4.1m，與右線隧道結(jié)構(gòu)線豎向距離為4m。已廢棄使用。應(yīng)對(duì)措施：①加強(qiáng)施工控制及監(jiān)測(cè)，優(yōu)化施工參數(shù)。②加強(qiáng)洞內(nèi)的同步注漿和二次注漿。③根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，必要時(shí)實(shí)施跟蹤注漿，并制定應(yīng)急搶險(xiǎn)措施。④地下矩形管溝變形控制指標(biāo)：位移20mm，變化速率3mm/d，傾斜率控制值為0.005；警戒值由第三方監(jiān)測(cè)確定。

（5）下穿燃?xì)夤?0kV電力管。區(qū)間下穿燃?xì)夤埽細(xì)夤転棣?59鋼管，地面埋深0.92m，與隧道豎向間距10.5m。10mV電力管，管徑300mm×150mm，總2孔，用1孔，埋深約0.82m，與隧道豎向間距7.7m。掘進(jìn)時(shí)可能對(duì)管線造成破壞。應(yīng)對(duì)措施：①加強(qiáng)施工控制及監(jiān)測(cè)，優(yōu)化施工參數(shù)。②加強(qiáng)洞內(nèi)同步注漿和二次注漿。③根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，必要時(shí)實(shí)施跟蹤注漿，并制定應(yīng)急搶險(xiǎn)措施。

（6）盾構(gòu)區(qū)間潛在的孤石。根據(jù)地質(zhì)詳勘報(bào)告揭示該工區(qū)項(xiàng)目區(qū)間存在球狀風(fēng)化體（孤石）的發(fā)育，孤石發(fā)育具有離散性，受鉆探平面布置及孔徑局限，無法完全揭示區(qū)間發(fā)育孤石數(shù)量及規(guī)模，在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)充分考慮其不確定性，不可忽視未探明孤石的存在。分布于區(qū)間隧道的孤石，對(duì)盾構(gòu)施工構(gòu)成極大安全風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)對(duì)措施：采用地質(zhì)雷達(dá)結(jié)合地震反射波法及加密地勘孔對(duì)標(biāo)段沿線內(nèi)孤石情況進(jìn)行詳細(xì)勘察，初步明確孤石的位置及大小，對(duì)探明的孤石進(jìn)行爆破預(yù)處理。①采用地面打孔預(yù)裂爆破處理。②在掘進(jìn)中卡在刀盤面板前面無法進(jìn)入土倉內(nèi)的孤石，需考慮從洞內(nèi)帶壓進(jìn)倉進(jìn)行處理，在倉內(nèi)主要采用巖石分裂機(jī)或靜態(tài)爆破方式對(duì)孤石進(jìn)行處理。③爆破后注漿加固。孤石爆破處理后，爆破震動(dòng)造成地層松散，在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中渣土改良摻加泡沫劑，經(jīng)爆破擾動(dòng)過地層極易出現(xiàn)泡沫劑等沿松散孔隙或爆破孔涌出地面，造成污染和浪費(fèi)，同時(shí)，破壞土壓平衡。為確保安全，在孤石爆破處理后對(duì)隧道周邊松動(dòng)地層采用注漿方式充填加固，以提高盾構(gòu)在掘進(jìn)時(shí)周邊圍巖密實(shí)度和自穩(wěn)力。注漿加固范圍：垂直方向隧道底部至頂部以上5m，橫向?yàn)樗淼纼蓚?cè)以外2m，縱向?yàn)槎軜?gòu)切口后方1m至刀盤前方3m。注漿孔間距1.2m，盡量布置在爆破孔上，使爆破擾動(dòng)最大的部位得到最強(qiáng)加固。

3 結(jié)束語

文章針對(duì)施工過程中的重難點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，為工程實(shí)施提供技術(shù)支持，也可為類似工程提供技術(shù)參考。