盾構下穿既有地下通道施工技術

施德佳

摘 要：現代社會科學技術不斷發展，先進的科學技術與信息手段現階段已經逐漸實現在生產生活各個領域的廣泛應用，在實際對地下通道進行施工時間注意與科學技術以及實際情況的有機結合，這對相關工程的順利施工有促進作用，同時對社會發展以及經濟發展有積極意義。本文主要結合工程實例實現對地下通道施工技術的探究。

關鍵詞：盾構；地下通道；施工技術

一、工程概況

1.工程簡介

我們主要結合某地鐵地下直徑線工程對地下通道施工技術進行分析。該項工程從前門東大街開始，直道小馬場出地面，其中包括其前門大街、白云路橋以及天寧寺橋等。（如表1）

2.前門廣場地下通道概況

明挖法是前門區域在實際進行施工時所采用的主要施工方法，c30現澆鋼架混凝土作為其主體存在，底板最適宜的厚度為40-60cm，還要注意對防爆層進行設計，其適宜厚度為70-100cm?，F澆鋼筋混凝土是樓梯踏板的主要材料，注意在通道內部設一個3m寬的變形縫。

3.直徑線與地下通道的關系

盾構在里程DK2+767.92-DK2+268.42依次對前門進行穿越，其路過街道順序依次為6#、5#、3#以及2#。隧道與街道水平之間存在的距離為4米到13米。隧道穿越的位置為3#過街道下方，前門區域還有多個位置穿越街道，但因距離較遠所以沒有造成較大影響。

二、盾構下穿對通道的影響分析

1.沉降機理及沉降槽形成分析

盾構掘進是引起地面沉降現象出現的主要原因，進而引發地層損失、周圍地層受擾動以及剪切被破壞等現象。地層損失以及地下水流失引起的地面沉降是在施工期間最為常見的兩種方式。在固結引起的沉降再砂土以及黏土中有不同的表現形式，在砂土中呈現出速度較快的特點，但在黏土中則較慢。我們可將派克公式作為主要依據實現對盾構檢測信息的模擬計算，盾構沉降槽寬度是盾構直徑的3倍，其中盾構中線兩側是影響最為強烈的區域，大約在10米范圍內，10米到15米之間為顯著影響區，超過15米則為一般影響區。

2.前門過街道影響分析

我們可將盾構沉降槽的寬度作為主要依據對地下通道與下隧道的關系進行準確的分類，過街道所處的影響區域可通過表1進行體現。3#處于顯著影響區域內，因此在實際施工時具有較高的風險，相對于3#來說，6#施工風險最小，5#以及2#是受到影響最小的區域。

三、盾構下穿地下通道實施的總體思路及方法

1.泥水平衡式盾構通過調節氣墊倉的壓力控制掌子面的泥水壓力，可實現泥水壓力微調。合理控制掘進參數減少地層超挖，加強設備維修保養以降低施工風險。

2.控制地層損失控制沉降，通過洞內注漿予以實現，加強同步注漿管理，選擇填充性能較好的惰性漿液回填壁后空隙減小地面沉降，重視二次注漿及二次加強深孔注漿。

四、下穿實施過程的方法及措施

1.下穿前的準備

盾構下穿前門過街道區域，除過街道外還臨近前門地鐵站出入口及箭樓，此區域停機風險性較大，粘土、粉質粘土比例增高，因此施工前停機3～5天，帶壓進倉對刀盤刀具全面檢查更換，并進行調整。利用停機期間對泥水處理系統、盾構設備進行全面檢修保養。

2.掘進參數控制

盾構機掘進時的切口泥水壓力介于計算值上下限，根據地表情況和地質條件適當調整，減小波動。根據理論計算，綜合考慮各種因素影響，掘進參數設定如下：

（1）泥水壓力：隧道埋深25.3～28.1米，水位線地下22～23米，計算構切口環刀盤中心泥水壓力：1.8～2.0bar

（2）泥水指標的調整及新漿拌制

施工中，試驗員進行跟蹤檢測。每一環推進前測試調整槽內泥漿指標，及時調整至滿足施工要求。持續5環后，可得出泥水指標的變化趨勢，在指導配比的基礎上再作調整。每2環拌制一次新鮮泥漿。保證泥漿指標利于盾構掘進，廢棄的泥漿泵送至小馬廠第二泥水工廠沉淀池內沉淀后消納。

3.掘進過程的出土量管理

觀測理論與統計出碴量的變化。出碴量失衡時，對相應的因素進行調整，以獲得最佳的掘進模式。發現掘削量過大時，立即檢查泥水密度、粘度和切口水壓并進行調整。

4.糾偏及掘進方向控制

由于各種因素的影響，盾構推進可能會產生一定偏差。偏差超過一定限界就會使隧道襯砌侵限、盾尾間隙變小、管片局部受力增大，并造成地層損失增大而使地表沉降加大。因此，必須采取技術措施控制掘進方向。

5.糾偏及掘進方向控制

由于各種因素的影響，盾構推進可能會產生一定偏差。偏差超過一定限界就會使隧道襯砌侵限、盾尾間隙變小、管片局部受力增大，并造成地層損失增大而使地表沉降加大。因此，必須采取技術措施控制掘進方向。

（1）掘進方向控制

PPS系統和人工輔助：PPS導向系統配置了導向、自動定位、掘進程序軟件和顯示器，能在主控室動態顯示盾構機的各種姿態、線路和位置關系?？杉皶r根據系統提供的信息對掘進方向及姿態進行調整。隨著盾構推進導向系統后視基準點需要前移，通過人工測量來精確定位，以校核自動導向系統的測量數據并復核盾構機的位置、姿態。

（2）姿態調整與糾偏

盾構下穿過街道期間應合理糾偏，禁止強行糾偏，每環糾偏量不得大于5mm，防止糾偏量過大造成地層擾動過大導致的地層沉降量加大，危及過街道結構安全。

6.同步注漿及二次注漿

掘進時進行同步注漿，采用膨潤土水泥砂漿，雙活塞注漿泵在盾尾分六路同時注漿，充分填充管片壁后空隙。同步注漿會產生收縮，為防止漿液回填不密實，管片脫出盾尾后，通過管片上預留的注漿孔進行二次補強注漿，采用水灰比1：0.8普通水泥漿。二次注漿應緊跟同步注漿，特別加強拱部施工，并在沉降監控反饋信息下實施。

7.周邊深孔加強二次注漿

根據直徑線全線風險評估報告，按照設計要求在穿越前門過街道區域時增加二次加強注漿。針對前門3#、6#過街道實施全斷面二次加強注漿。注漿材料采用水泥-膨潤土漿液，注漿管采用PVC管，注漿壓力1.2～1.5Mpa，并根據施工情況具體調整。

8.下穿過程可能的意外停機及進倉實施

如遇設備故障意外停機，立即拌制90秒以上高粘度泥漿對刀盤倉內舊漿進行置換，隨后進行3小時保壓，使得掌子面形成穩定的泥膜，停機期間須時刻保持開挖倉液位飽滿，隨時補漿并向氣墊倉內補氣以保證泥水壓力與前方水土壓力平衡。密切關注補氣量的變化，如補氣量增大，立即向中、尾盾部位注入高粘度堵漏泥漿進行堵漏，必要時重新置換高粘度泥漿。如掘進過程中發現刀具損壞或前方出現障礙物，立即停機組織人員帶壓進倉進行處理，進倉作業須嚴格遵循帶壓作業指導書組織實施。

參考文獻：

[1] 穆斌.盾構隧道下穿施工對既有地下通道的影響分析[J].工程技術：文摘版，2016（8）.

[2] 鄭浩龍.盾構隧道下穿施工對既有地下通道的影響分析[J].鐵道勘測與設計，2016（1）：66-69.