地铁区间隧道盾构掘进下穿建筑物保护技术

张乾 焦永春

中国安能集团第三工程局有限公司 四川成都 611130

摘要：盾构机在下穿运营建筑的过程中，应采取相应的技术措施来控制穿越施工所引起的地表沉降，以减小施工对建筑设施结构安全的影响。地铁作为一种高效快捷的交通工具,有效解决了我国城市交通拥堵问题,对我国城市现代化建设起着重要的作用。地铁盾构施工导致岩土体发生应力扰动,会对隧道上方地面建筑物造成影响。因此,在地铁施工中应根据建筑物自身特性及具体施工条件对区间内建筑物采取合理的保护措施。

关键词：盾构隧道；铁路；施工；控制

引言

目前，修建地铁车站常采用的明挖法施工需长期占用道路，且管线和绿化搬迁量大，建筑拆迁量多，车站周边的环境及交通等受到极大负面影响，使城市轨道交通建设同社会环境、城市主要交通线及居民生活质量之间的矛盾日益凸出。解决该问题的最有效方式是采用暗挖技术修筑轨道交通地下车站。通过选取适当的暗挖工法直接开挖形成地下空间，可减小对城市敏感环境的扰动。基于此，本文主要对地铁区间隧道盾构掘进下穿建筑物保护技术作具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

1对铁路路基施工安全产生影响的主要因素

对铁路路基施工安全产生影响的主要因素是在盾构区间下穿铁路路基的施工过程中，对其产生影响的直接因素就是建筑物的不均匀沉降和倾斜，而具体沉降与倾斜的程度则直接取决于盾构法的施工控制、工程项目施工范围内的地址条件、盾构机器的选型、构筑物的机构类型、隧道的覆土厚度、建筑物之间的位置关系。而为了能够更好的控制盾构对铁路路基施工的影响，必须要对影响因素进行深入的分析与研究，而后结合具体的情况设计施工方案，确保各项施工手段能够得到精心的布局与组织。

2盾构隧道近接下穿铁路路基的主要施工技术

2.1穿越前的准备工作

盾构隧道近接下穿铁路路基的主要施工技术之一是穿越前的准备工作。1）前期准备工作。在穿越通道前，对于穿越施工所面临的风险和困难做出全面评估，为穿越施工期间各项技术管理措施的制定和实施提供依据和保障。2）调查排摸通道的实际状况。在通道设计文件及物探资料的基础上，进一步排摸和调研通道结构情况、地下部分基础以及结构与隧道的相互关系等，确保工况条件中各关键数据的准确性。3）管片预留注浆孔。每块管片（封顶块除外）增设2个注浆孔，每环总计增设10个注浆孔，以便于盾构机穿越通道后有更多的二次注浆点位可供选择。4）技术准备和设备管理。对施工人员进行安全和技术要求交底，确保每个人实时掌控盾构机与通道之间的相对位置关系以及整个盾构机穿越的施工流程。施工前对盾构机和后配套设备进行检查、维修和保养，确保在穿越期间施工机械设备无故障和掘进过程的连续。

2.2实施针对性的保护手段

盾构隧道近接下穿铁路路基的主要施工技术之二是实施针对性的保护手段。因为需要考虑隧道长时间使用的稳定性，则应重点关注列车在后期运行时的荷载以及隧道结构的强度，为了能够达到标准化的要求，可以针对盾构穿越区域内隧道的防水结构与管片结构进行强化，并加强盾构穿越铁路正线范围内的连接件和管片结构。比如，可以将中度埋藏的管片结构进行深度埋藏，使连接件的强度能够有明显的提升。同时，在处理荷载时，不仅需要考虑到结构的自重与土体的重量，还应该重点考虑铁路两侧的素填土边坡的堆载，和施工过程中列车的荷载力。在这其中，铁路两侧的素填土边坡应通过平均分布面荷载的方式将其加载到地基表面中，而列车的荷载，则应根据现行的标准进行确定。在进行盾构穿越之前，应检查好所有的设备，定期对其进行检修，使其能够保持正常的运行状态，这样就能够避免盾构机在实际使用是出现停顿的情况，而且也要通过检修工作，保护设备的完好性，在这其中，必须要重点关注地面行车与注浆系统的情况，在开始进行盾构穿越之间对盾构机的主机以及其他配套系统进行全面、细致的保养、维修和检查，对于一些容易损坏的配件，则应备足，从而及时更换，避免耽误施工时间。

2.3加强人员教育，规范施工进程

盾构隧道近接下穿铁路路基的主要施工技术之三是加强人员教育，规范施工进程。针对工程的实际情况，应对相关施工团队的拼装工、盾构司机、管片防水处理人员进行专项技术培训并进行考核，考核合格后方可上岗作业。拼装前首先对盾尾里的杂物进行清除，盾尾如果有漏水必须补打盾尾油脂，在保证盾尾无杂物、无积水的情况下才能安装管片。管片拼装应遵循由下至上、左右交叉、最后安装封顶块的次序，应当尽量调整管片位置与上一环管片的平整度，螺栓孔的位置要对正。对装好的螺栓孔每环逐个检查，防止密封圈漏装，对注浆孔采用高强度修补砂浆进行封堵，封堵前擦干孔身周围的湿渍，保证封堵效果。用遥控装置对拼装机拼装旋转调整时不可使用高速按钮，并注意掌控使用按钮的力度和持续时间，防止移动速度过快、摆动幅度大、移动超限等原因造成管片之间发生碰撞。

2.4加强项目监督，优化施工管理

盾构隧道近接下穿铁路路基的主要施工技术之四是加强项目监督，优化施工管理。专人监督管片的生产制造各个环节，对原材料严格把控，杜绝不合格材料进场。加强生产过程控制，出场验收、进场验收，杜绝不达标的管片出场。从源头进行预防。加强对进场管片的验收力度，对进场的每车管片进行抽检，跟监理进行联合验收，让进场管片质量达到百分百合格。

2.5断面型式选择的影响因素

盾构隧道近接下穿铁路路基的主要施工技术之五是断面型式选择的影响因素。车站断面的选择应综合考虑线路走行关系、车站客流、地下空间尺寸、施工技术及装备等因素。结合上海实际情况，可从单圆大盾构断面及两单圆断面等方案入手，深入研究能保证建筑功能、客流需求、消防安全和结构可靠的设计方案。由于盾构法车站的规模在很大程度上受到消防疏散距离的限制，故车站的设计方案还需要进行深入的消防专题研究，且需考虑站厅与站台层的连通方式。两单圆左右布置断面车站更需考虑两站台的连通。能同时满足消防规范与暗挖长度需求的建筑方案也有待进一步研究。

2.6穿越施工信息化

盾构隧道近接下穿铁路路基的主要施工技术之六是穿越施工信息化。在盾构机穿越通道的过程中，管控中心可对施工数据进行远程实时监控，并通过数据分析进行施工风险管控。同时，监测人员每4h反馈一次地面变形监测数据，及时传达给管控中心和值班人员。经过分析检测数据，及时通知盾构机司机调整掘进参数，将穿越过程中的沉降控制在施工要求范围内，以确保通道结构的安全稳定。

结语

总之，在针对铁路路基进行盾构施工时，很多施工环节非常有可能导致周围的岩土出现变形和沉降的情况，最终导致施工范围内的建筑物出现沉降与位移，这样就破坏了铁路桥梁，如果情况严重，则非常有可能引发一系列安全事故，所以，应合理的采用盾构隧道近接下穿的施工方法，使其能够发挥出支护作用，从而提高使用质量与施工效果。

参考文献

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