汪雨誠(chéng)

（中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京 100124）

0 引言

采用盾構(gòu)法進(jìn)行城市地鐵隧道的施工，可以推進(jìn)地鐵工程施工的進(jìn)度。同時(shí)，地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)可以有效解決各種復(fù)雜的地質(zhì)問題，確保地鐵工程的施工質(zhì)量。

1 工程概況

成都地鐵17號(hào)線二期工程七工區(qū)共2站3區(qū)間，機(jī)車廠站(含配線段412.8 m)、人民塘站（含35 kv電纜廊道）、二仙橋站～機(jī)車廠站、機(jī)車廠站～人民塘站、人民塘站～航天站（原航空西路站）。盾構(gòu)線路總長(zhǎng)約3 162.29 m。

盾構(gòu)在里程ZDK95+030~ZDK95+070位置下穿機(jī)車馨苑小區(qū)，機(jī)車馨苑小區(qū)為砼19層住宅樓（筏板基礎(chǔ)），與隧道水平凈距約3.4～6.5 m(影響范圍約62 m)；且地層為卵石土、強(qiáng)風(fēng)化泥巖及中風(fēng)化泥巖復(fù)合地層。

2 盾構(gòu)下穿建筑物施工技術(shù)

2.1 盾構(gòu)下穿建筑物施工

（1）處置措施

盾構(gòu)通過(guò)前，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及地質(zhì)資料，從地面預(yù)埋注漿管對(duì)房屋下方地層進(jìn)行預(yù)注漿加固；預(yù)埋注漿管進(jìn)行預(yù)注漿后，及時(shí)清洗管路，為跟蹤注漿預(yù)留施工條件。掘進(jìn)階段，應(yīng)開展全方位、系統(tǒng)的監(jiān)控測(cè)量（涵蓋地上建筑物的變形監(jiān)測(cè)），落實(shí)信息化施工，根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，及時(shí)跟進(jìn)注漿。嚴(yán)格控制盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，避免大扭矩和大推力，減小地層擾動(dòng)，做好渣土改良，防止超挖，同時(shí)開啟中盾注泥，保證盾體外側(cè)土體穩(wěn)定，及時(shí)同步注漿，并注意同步注漿的量與壓力，盾構(gòu)通過(guò)后，進(jìn)行二次注漿，保證管片壁后間隙填充飽滿[1]。在里程ZDK95+020~ZDK95+080范圍里隧道內(nèi)進(jìn)行二次注漿加固，在隧道拱頂180 °、3 m范圍內(nèi)注漿加固。

在本風(fēng)險(xiǎn)源前30 m（64~84環(huán)處）設(shè)置預(yù)警區(qū)，及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)參數(shù)，穿越風(fēng)險(xiǎn)源區(qū)域（84~108環(huán)）設(shè)置穿越區(qū)，嚴(yán)格執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)源處置措施并準(zhǔn)備應(yīng)急處置措施，待盾構(gòu)機(jī)穿越風(fēng)險(xiǎn)源50 m（148環(huán)）后，為本風(fēng)險(xiǎn)源的安全區(qū)。

（2）應(yīng)急處置措施

當(dāng)建（構(gòu)）筑物監(jiān)測(cè)變形有異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，掌握變形趨勢(shì)。當(dāng)建（構(gòu)）筑物變形趨于惡化時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。上報(bào)地鐵公司、派出所和居委會(huì)，協(xié)助疏散人員。立即組織對(duì)建（構(gòu)）筑物地基加固。采用注漿技術(shù)把建筑物體四周6.0 m范圍內(nèi)的土體進(jìn)行加固，地面注漿的材料選用雙液漿，注漿壓力1～2 MPa，土體加固深度為8.0 m。進(jìn)行洞內(nèi)注漿加固。采用雙液漿，注漿壓力0.5～0.6 MPa。

2.2 盾構(gòu)下穿構(gòu)筑物地面預(yù)加固施工

（1）加固界限：袖閥管注漿技術(shù)選用潛孔鉆進(jìn)行鉆孔方位在0~30°角上，每孔間距為3 m，每列間距1.5 m。在打井前，要確定管道內(nèi)有無(wú)管道，并根據(jù)施工圖紙進(jìn)行打孔；孔的位置誤差控制在50 mm以內(nèi)。在安裝好鉆具后，使用垂直球?qū)Φ貥?biāo)定井眼的水平，并對(duì)鉆具進(jìn)行打孔時(shí)的誤差進(jìn)行檢驗(yàn)，確保井眼誤差小于1%。

（2）施工工藝：①鉆孔。在進(jìn)行鉆井時(shí)，由于鉆井方法是0~30 °角，鉆井機(jī)械無(wú)法達(dá)到鉆井作業(yè)的需要，故采取了潛孔鉆井技術(shù)；②袖閥管的設(shè)置，澆注套殼體的灌裝和固管的堵漏。在鉆入指定的位置后，要先用清水清洗干凈，然后通過(guò)鉆桿將套管材料輸送到井下，然后從下往上注入套管。直至孔口流出符合規(guī)定的原始泥漿為止。按鉆井工藝配置套管式花管，并在下套管期間對(duì)套管進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓酀{，以避免出現(xiàn)在井中的浮動(dòng)，從而確保了工程的質(zhì)量；③灌入封閉泥漿。套管填料一般是以粘土和水泥為原料，用于密封套管和鉆孔內(nèi)的孔壁間隙，防止泥漿滲漏。通過(guò)橡膠套管和堵泥栓等裝置的導(dǎo)向，使套管材料進(jìn)入地層。在套管料灌裝工藝中，灌漿效果的好壞將會(huì)對(duì)灌漿效果產(chǎn)生很大的影響。壓裂填充可以達(dá)到側(cè)向灌漿，當(dāng)壓力較大時(shí)，可以防止泥漿從孔內(nèi)溢出。

2.3 洞內(nèi)措施及二次注漿

（1）注漿孔位置確定：盾構(gòu)下穿下建（構(gòu)）筑物段管片采用多孔管片，每環(huán)有19個(gè)注漿孔，注漿時(shí)注漿孔盡量沿環(huán)向均勻分布且避開封頂快、拼接縫和區(qū)間周圍的障礙物。

（2）開孔：沿區(qū)間斷面垂直方向進(jìn)行開孔，同時(shí)要安裝單向止水閥，并采用堵漏材料封堵四周。

2.4 鉆孔注漿

注漿管加工：注漿管選用Ф50 mm、壁厚為4 mm的無(wú)縫鋼管，安裝方式為分段安裝，50 cm為一段，套絲連接，最后一段打完后，預(yù)留10 cm以備接注漿管，鋼花管總長(zhǎng)度3.4 m。在距離管底3 m范圍內(nèi)設(shè)泄?jié){孔，梅花型布置，孔間距按10~15 cm、孔徑4 mm，花管在下管之前需要把泄?jié){孔用膠布或貼片粘貼封孔。

注漿管的安裝是使用潛孔鉆機(jī)在已經(jīng)開孔的部位繼續(xù)鉆孔，把管片鉆透，插入Ф50 mm注漿管進(jìn)行跟管鉆進(jìn)，鉆進(jìn)深度3 m（不包括管片厚度）。

注漿鋼花管注漿漿液為0.4∶1水泥漿，注漿壓力控制在0.2~0.4 MPa。注漿量根據(jù)注漿壓力來(lái)控制。注漿結(jié)束后采用微膨脹水泥封堵。

壁后注漿效果檢測(cè)在盾構(gòu)下穿后，及時(shí)委托專業(yè)單位對(duì)下穿段成型壁后注漿效果進(jìn)行雷達(dá)探查，檢測(cè)是否注漿密實(shí)，且無(wú)空腔等不良情況，可有效減小穿越段滯后沉降。

3 施工風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)方案

3.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

根據(jù)工程的設(shè)計(jì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)機(jī)車馨苑小區(qū)住宅樓進(jìn)行地面沉降、水平位移、傾斜、裂縫等監(jiān)測(cè)。監(jiān)控頻次：在開挖前方20 m以下，每天1~2次；當(dāng)開挖面小于50 m時(shí)，1次/2次；在前方50 m處，1次/1個(gè)周期；在出現(xiàn)不正常的時(shí)候，應(yīng)按實(shí)際的變形情況增加監(jiān)控的次數(shù)和頻率。變形的防治準(zhǔn)則：①允許地面沉降的位移控制數(shù)值為-20 mm，地面隆起的容許位移控制為10 mm，位移最大速度為3 mm/d；②建筑的傾角為2‰。

3.2 地表沉降

按照工程的需要，在機(jī)車馨苑小區(qū)設(shè)7個(gè)斷面，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)不低于11處，并視實(shí)際情況而作相應(yīng)的變化。

3.3 房屋沉降監(jiān)測(cè)

在距鐵路中線10 m以內(nèi)、盾構(gòu)隧道穿越的機(jī)車馨苑小區(qū)住宅樓上安裝了沉降測(cè)量點(diǎn)，并在機(jī)車馨苑小區(qū)住宅樓內(nèi)采用沖擊鉆打孔的方式安裝了沉降測(cè)點(diǎn)，同時(shí)安裝了L形鋼筋、膨脹螺栓等作為沉降測(cè)點(diǎn)，利用DINI03和銦鋼尺進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量和跟蹤測(cè)量。測(cè)點(diǎn)位設(shè)在機(jī)車馨苑小區(qū)住宅樓的拐角處，共有40個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)的設(shè)置原則是為了防止機(jī)車馨苑小區(qū)住宅樓出現(xiàn)不均勻沉降。

3.4 房屋傾斜監(jiān)測(cè)

利用經(jīng)緯儀投影法對(duì)房屋傾斜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，共有24處傾角監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在要觀察的機(jī)車馨苑小區(qū)住宅樓上、下設(shè)兩個(gè)信號(hào)觀測(cè)點(diǎn)，兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)必須在同一水平上，而機(jī)車馨苑小區(qū)住宅樓的下層觀測(cè)點(diǎn)則必須在離地50 cm以上。

3.5 監(jiān)測(cè)成果分析及結(jié)論

3.5.1 監(jiān)測(cè)成果分析

在盾構(gòu)下穿建筑物施工過(guò)程中，監(jiān)測(cè)工作嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，所獲得的資料是真實(shí)可靠的，所有的限差和精度都達(dá)到了要求。表1、2對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析。

表1 沉降分析統(tǒng)計(jì)

表2 建筑物傾斜分析統(tǒng)計(jì)

3.5.2 監(jiān)測(cè)結(jié)論

通過(guò)監(jiān)測(cè)資料發(fā)現(xiàn)，下穿段的沉降和建筑物傾斜均低于設(shè)計(jì)值，下穿段的施工是安全的。

4 風(fēng)險(xiǎn)防控措施

4.1 監(jiān)控量測(cè)措施

（1）制定嚴(yán)密的監(jiān)控方案，根據(jù)此工程的特點(diǎn)，制定切合實(shí)際的監(jiān)控量測(cè)方案方法，明確安全警戒線與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變動(dòng)的極限值，利于監(jiān)測(cè)階段有據(jù)可依，由測(cè)量工程師實(shí)施。

（2）控制地表的下降和地面的凸起，為保證隧道安全順利通過(guò)該地段建筑物，需要調(diào)查好周邊建筑物的情況，必須對(duì)施工區(qū)內(nèi)地表下降與地面凸起量進(jìn)行嚴(yán)格控制，減少施工和降水對(duì)周圍環(huán)境的影響，控制盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，控制對(duì)構(gòu)筑物不利的沉降。對(duì)地表的沉降要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，依據(jù)地表沉降信息資料及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的各項(xiàng)參數(shù)，把地表沉降量控制在容許范圍之內(nèi)。

4.2 安全生產(chǎn)措施

（1）所有施工任務(wù)開展之前務(wù)必制定專題專項(xiàng)施工方案，務(wù)必嚴(yán)格審核批準(zhǔn)手續(xù)流程。

（2）任何施工工序開工之前，在技術(shù)交底的階段，務(wù)必要進(jìn)行安全交底，任何編制的施工方案務(wù)必有安全注意事項(xiàng)與安全保證措施。

（3）特種施工作業(yè)人員務(wù)必需要專業(yè)的培訓(xùn)，需要通過(guò)考試合格后，方可持證上崗。特種作業(yè)證一定要按時(shí)進(jìn)行復(fù)審，特種作業(yè)務(wù)必嚴(yán)格按照各種安全技術(shù)操作規(guī)程進(jìn)行，保證地鐵盾構(gòu)安全順利施工。

（4）班組在施工開展之前一定要進(jìn)行班前的安全交底、工裝檢查、上崗記錄，每周舉行一次安全活動(dòng)，工作時(shí)必須佩戴符合國(guó)標(biāo)要求的安全帽。

5 結(jié)語(yǔ)

由于地鐵盾構(gòu)下穿建筑物工程的地質(zhì)條件、施工工藝等原因，施工中難免會(huì)出現(xiàn)一些施工問題，造成地鐵的施工進(jìn)度減緩，并對(duì)地鐵施工單位造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。為安全持續(xù)推進(jìn)地鐵盾構(gòu)施工，減少盾構(gòu)下穿建筑物施工質(zhì)量問題，針對(duì)地鐵盾構(gòu)下穿建筑物的施工重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)地鐵盾構(gòu)下穿建筑物施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化，采取合理的施工技術(shù)與防護(hù)措施，減少了建筑物沉降，確保地鐵工程建設(shè)的質(zhì)量和安全。