王裴區(qū)間施工難點及措施

陳勝友

（中鐵三局集團 華東建設公司，南京 210000）

盾構施工工法是國內(nèi)近年流行的一種機械化施工作業(yè)方法，與傳統(tǒng)的礦山法相比，其施工作業(yè)安全、自動化程度高、工人勞動強度低，越來越受施工單位歡迎。經(jīng)過國內(nèi)多年的施工實踐，盾構工法逐步被人們所認識，雖然盾構工法有很多優(yōu)點，但其缺點也不少，因此施工過程中的風險管理越來越受人們重視。人們要不斷探索施工風險預控制技術，這樣不但可以提供施工質(zhì)量水平和企業(yè)的技術管理水平，而且有利于避免質(zhì)量、安全事故，降低施工成本。

風險管理關鍵在于發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，采取應對措施和預防措施，總結經(jīng)驗，不斷提高工程風險的管理水平。本文以濟南市軌道交通R3線王舍人站—裴家營站區(qū)間為例，對盾構施工過程中的—些風險分類概述，并找出問題產(chǎn)生的原因，進而提出處理措施。

1 工程概況

濟南市軌道交通R3線王舍人站—裴家營站區(qū)間為雙單洞隧道，該區(qū)間采用濟南中鐵重工軌道裝備有限公司生產(chǎn)的兩臺土壓平衡盾構機施工，盾構機于區(qū)間盾構始發(fā)井先后始發(fā)。區(qū)間隧道出王舍人站大里程端盾構井之后，沿工業(yè)北路直線向東推進，后線路由東轉(zhuǎn)向北，沿村莊、農(nóng)田等向北推進，最后推進至裴家營站小里程端盾構接收井；其間區(qū)間下穿護城河及現(xiàn)狀龍脊河，局部下（側(cè)）穿農(nóng)業(yè)銀行濟南東郊支行、蘇寧電器大樓，以及濟南化肥廠宿舍建筑群，在工業(yè)北路下穿工業(yè)北路復雜市政管線。本區(qū)間隧道右線起訖里程為右SK14+621.003～右SK17+443.207，全長2822.204m；隧道左線起訖里程為左XK14+621.003～左XK17+443.205，短鏈21.698m，全長2800.504m。本區(qū)間在右SK15+220.000里程處設置一處聯(lián)絡通道兼泵房，右SK15+820.000里程處設置一處聯(lián)絡通道，右SK16+423.857里程處設聯(lián)絡通道（與區(qū)間風井合建），右SK16+981.873里程處設置一處聯(lián)絡通道兼泵房。區(qū)間采用盾構法施工，區(qū)間聯(lián)絡通道（兼泵房）采用暗挖法施工，與風井合建聯(lián)絡通道采用明挖法施工。

王舍人站處隧道中心標高17.955m，王裴區(qū)間風井處隧道中心標高14.744m，裴家營站處隧道中心標高11.689m，7#聯(lián)絡通道處隧道中心標高8.923m，8#聯(lián)絡通道處隧道中心標高18.193m，9#聯(lián)絡通道處隧道中心標高7.507m。

2 工程施工難點及措施

王舍人站施工情況復雜，與工業(yè)北路高架橋及主體車站協(xié)同施工，施工場地受到了極大的制約。本區(qū)間掘進施工地層為復雜地層，盾構掘進施工期間沿途穿越工業(yè)北路高架橋樁基、下穿河流、穿越建筑物群，建筑物穿越完成后中間風井盾構接收空推過站，施工線路以上存在眾多市政管線；地下水主要為第四系松散孔隙承壓水，水位埋深一般為4.60～8.50m，穩(wěn)定水頭標高24.62～32.86m。該區(qū)地下水涌水量較大，透水性較強，孔隙水單孔涌水量＞500m3/d[1-3]。

2.1 施工場地

王裴區(qū)間盾構自王舍人站始發(fā)，先自西向東掘進施工，然后線路由東轉(zhuǎn)向北掘進，在裴家營站接收。盾構始發(fā)前，由于場地的限制極大地制約了施工，通過合理規(guī)劃場地，優(yōu)化設備進場時間，很大程度上提高了施工效率，縮短了工期，王裴區(qū)間左右線均提前進行始發(fā)。

2.2 復雜地層施工

區(qū)間隧道掘進主要為10-1粉質(zhì)黏土、14-1粉質(zhì)黏土、15-1碎石及16-1粉質(zhì)黏土，部分隧道底部侵入膠結礫巖與閃長巖。針對復雜地層盾構機應合理選型，設置螺旋機防噴閘門，做好螺旋機防噴涌、盾尾防滲漏的措施，將出渣作為關注重點，針對性對土體進行改良。施工過程中嚴格控制好施工參數(shù)，精細化施工，密切監(jiān)視各項施工參數(shù)，及時應對各種突發(fā)情況。目前，王裴區(qū)間右線已掘進施工至1302環(huán)，左線已掘進施工1465多環(huán)，左右線施工參數(shù)正常，各個工序整體銜接緊密，整體上提高了施工效率。成型隧道質(zhì)量非?？捎^，成型管片的錯臺、破損、滲漏情況均滿足施工要求，如圖1所示。

圖1 隧道成型圖

2.3 盾構穿越工業(yè)北路高架橋樁基

區(qū)間隧道左右線長距離穿越高架橋樁基，最小水平間距1.3m。目前，左右線掘進施工已成功穿越橋樁基完成，通過施工參數(shù)控制、地面監(jiān)測輔助等手段，穿越平穩(wěn)，未對高架橋造成任何影響。

2.4 穿越河流

本區(qū)間盾構沿線穿越護城河以及龍脊河。掘進施工中可能出現(xiàn)噴涌，盾構機螺旋機一定做好防噴涌的措施，盾尾做防滲漏處理。穿越施工前要進行基礎調(diào)查，合理布置監(jiān)測點；設置掘進試驗段，總結試驗段的掘進參數(shù)，合理安排施工工序，優(yōu)化施工工藝，避免地面的沉降或隆起。對于成型隧道，后期進行二次注漿，防止隧道滲漏水。

2.5 穿越建筑物群

盾構施工過程中需側(cè)穿區(qū)間沿線眾多房屋，個別房屋建筑年代久遠，無基礎，大大增加了施工難度。針對此階段施工，設置掘進試驗段，總結各項施工參數(shù)、注漿量以及出土量，優(yōu)化施工工藝，防止地面出現(xiàn)沉降或隆起現(xiàn)象。事先對房屋的基礎形式進行調(diào)查，合理布置地面的監(jiān)測點，施工中加強地面監(jiān)控點的監(jiān)測，及時將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行信息共享。

施工中采用壁后注漿檢測儀器，儀器開發(fā)的雷達檢測裝備能實現(xiàn)沿管片環(huán)向、縱向自動檢測，每斷面檢測時間小于5min，車架前方檢測機構環(huán)向檢測范圍應大于90°，后方檢測范圍大于150°，開發(fā)的同步注漿形態(tài)檢測結果圖像處理軟件集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)識別與解釋等功能于一體，實現(xiàn)對注漿效果的一鍵式處理和可視化展示，方便現(xiàn)場工人操作，可實現(xiàn)盾構施工自動監(jiān)控平臺保護PC端和手機端APP，PC端和手機端APP具有查看盾構PLC數(shù)據(jù)、盾構位置信息、自動化監(jiān)測實時數(shù)據(jù)及壁后注漿形態(tài)數(shù)據(jù)功能。通過同步注漿檢測裝備實現(xiàn)注漿效果的實時檢測，與地面監(jiān)測數(shù)據(jù)互相反饋，為評價施工參數(shù)是否合理、判定施工措施是否可靠以及施工的調(diào)整等提供判定依據(jù)，為盾構安全順利完成穿越施工提供保障。施工過程中地面建筑物沉降遠遠低于設計值，未對建筑物造成影響。

2.6 穿越市政管線

本區(qū)間自西向東沿工業(yè)北路方向推進，沿途存在眾多市政管線，管線錯綜復雜，布置稠密，信息不全面。穿越市政管線前應與各產(chǎn)權單位進行溝通協(xié)調(diào)，進行市政管線的全面復查，穿越掘進時地面監(jiān)測增加監(jiān)測頻率，掘進過程中嚴格控制掘進速度以及同步注漿量。左右線已完成穿越的市政管線監(jiān)測數(shù)據(jù)每日更新，所有管線沉隆值均在規(guī)范要求允許范圍內(nèi)。

2.7 聯(lián)絡通道施工

本區(qū)間聯(lián)絡通道共設置3處，其中7#聯(lián)絡通道開挖面為全斷面碎石，8#、9#聯(lián)絡通道開挖面為黏土。采用普通加固方式打孔、開挖時存在隧道內(nèi)進水，淹沒開挖工作面風險較大。開挖過程中可能發(fā)生突發(fā)涌水情況不易處理。為保證施工安全，聯(lián)絡通道采用“隧道內(nèi)水平凍結加固土體，隧道內(nèi)暗挖構筑”的全隧道內(nèi)施工方案，即：在隧道內(nèi)采用凍結法加固地層，使聯(lián)絡通道外圍土體凍結，形成強度高，封閉性好的凍土帷幕，然后在凍土帷幕中采用礦山法進行通道或泵房的開挖構筑施工。用凍結法加固地層的突出優(yōu)點是：凍土帷幕均勻性好且與隧道管片結合嚴密，加固與封水效果良好，施工安全可靠。為了控制土層凍融引起的地層變形，需在凍土融化過程中進行跟蹤注漿。

2.8 中間風井過站

根據(jù)風井及盾構機的尺寸，在風井內(nèi)無法安裝反力架給盾構機提供反推力始發(fā)，所以本次盾構機過站采用整體式過站，盾體與臺車不拆解，采用拼裝管片的形式進行過站。風井長36m，如采用始發(fā)基座進行過站，每個基座長度為10m，需要3副基座進行過站，且基座下方需用素混凝土進行回填，綜合各方面進行考慮，采用了常規(guī)的砼導臺加軌道的形式，風井底板標高一致，但是線路存在7.5‰的下坡，導臺設計為弧形導臺，導臺小里程與大里程端的高度不同，但是形式相同。拼裝的負環(huán)管片采用16點通縫拼裝與錯縫拼裝相結合形式，在成型管片腰部采用型鋼加固?？v向斜撐間距1.2m布設一道，保證推進過程中提供足夠的側(cè)向支撐力。

2.9 裴家營站盾構接收

王舍人站—裴家營站區(qū)間盾構自王舍人站大里程端始發(fā)，在裴家營站小里程端接收，裴家營站接收端水文地質(zhì)條件復雜，粉質(zhì)黏土層具有一定的滲透性，碎石、含碎石粉質(zhì)黏土層滲透性強。裴家營站埋深較大，旋噴加固深度約24.8m，單純的高壓旋噴加固難以保證止水效果。根據(jù)地勘報告以及北京建工集團裴家營站現(xiàn)場施工情況，端頭加固深度范圍內(nèi)地質(zhì)情況較差，施工區(qū)域內(nèi)局部存在厚卵石層，地下水量較大，存在突涌水風險。為保證盾構順利接收，端頭加固形式變更為冷凍加固。

2.10 機械維保制度

王裴區(qū)間總設計長度達2800m，對盾構設備以及后配套是一項挑戰(zhàn)。為保證施工連續(xù)性，機械設備正常運轉(zhuǎn)，對于盾構施工的機械，人們要制定維修保養(yǎng)制度，建立維修保養(yǎng)臺賬。對于機械進行定期巡查檢修，每日記錄機械使用情況及故障情況，提高機械的使用效率。

3 結語

盾構施工的重難點都對監(jiān)理人員的素質(zhì)提出了更高的要求，更需監(jiān)理人員通過不斷學習和實踐，熟悉這些施工技術，掌握盾構法隧道施工質(zhì)量監(jiān)控重點及相應的對策，才能為今后盾構法隧道施工質(zhì)量、施工安全提供有力的監(jiān)督管理。