地鐵盾構(gòu)的施工控制關(guān)鍵要素探究

蘇國(guó)琳

（中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100089）

1 地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量控制

1.1 設(shè)備的安裝調(diào)試

（1）盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場(chǎng)。地鐵施工往往在城市繁華區(qū)域施工，盾構(gòu)機(jī)高度、寬度和重量大，在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)容易受到周邊環(huán)境等因素限制。因此，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場(chǎng)必須要提前組織計(jì)劃方案，獲取城市交通部門等批準(zhǔn)。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須要檢查運(yùn)輸方案的科學(xué)合理性，同時(shí)檢查是否對(duì)運(yùn)輸路線和時(shí)間進(jìn)行了考察，確保設(shè)備順利安全運(yùn)輸，不會(huì)對(duì)社會(huì)環(huán)境造成不利影響。

（2）盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試階段。盾構(gòu)機(jī)下井組裝十分關(guān)鍵，各個(gè)零部件進(jìn)場(chǎng)后直接吊裝至豎井組裝，盾構(gòu)機(jī)購(gòu)買時(shí)在盾構(gòu)機(jī)分塊方式、重量以及尺寸等方面要求較為嚴(yán)格，早在設(shè)計(jì)之初，就需要考慮盾構(gòu)機(jī)安裝方面問題。盾構(gòu)機(jī)調(diào)試工作的專業(yè)性極高，必須要在分項(xiàng)目和系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束后進(jìn)行，展開聯(lián)動(dòng)調(diào)試。在完成調(diào)試后，做好各個(gè)方面的人員組織與初步驗(yàn)收，將驗(yàn)收結(jié)果制作為書面報(bào)告。

（3）掘進(jìn)施工前。需要按照設(shè)計(jì)圖紙做好豎井端頭土體加固工作，增強(qiáng)土體防水、防滲性能，編制專門的土體加固施工方案，對(duì)加固材料、工藝、質(zhì)量和過程控制等有明確要求，確保其在施工過程中得到有效落實(shí)。需要注意的是，在開挖豎井之前，事先要對(duì)豎井端頭的土體進(jìn)行加固處理，以此避免土體施工對(duì)豎井結(jié)構(gòu)造成破壞。當(dāng)前我國(guó)在始發(fā)井端頭順?biāo)淼垒S線方向加固長(zhǎng)度多控制在6 m，同時(shí)考慮掘進(jìn)后盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制情況，加固長(zhǎng)度可控制在盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長(zhǎng)度1.5倍左右。

1.2 盾構(gòu)法隧道初始掘進(jìn)階段

（1）初始掘進(jìn)施工需要提前編制相應(yīng)施工方案，同時(shí)準(zhǔn)確定位盾構(gòu)基座，并做好基座的安裝工作，確保盾構(gòu)機(jī)按照隧道中心位置掘進(jìn)，在基座位置以及傾斜度控制方面需要結(jié)合地質(zhì)條件分析考慮。如果負(fù)環(huán)選擇開口形式，還需要對(duì)負(fù)環(huán)管片加固和支撐，避免有錯(cuò)位等問題出現(xiàn)。在反力架安裝前，還需要對(duì)其安裝剛度與穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)，嚴(yán)禁有剛度不足情況出現(xiàn)，造成較大變形，影響盾構(gòu)機(jī)工作狀態(tài)。

（2）盾構(gòu)初始掘進(jìn)施工中還需要不斷適應(yīng)當(dāng)前地質(zhì)條件，注意推進(jìn)參數(shù)的分析，同時(shí)對(duì)推進(jìn)進(jìn)度展開嚴(yán)格控制，推進(jìn)過程中注意盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)的調(diào)整。

（3）在拆除負(fù)環(huán)管片前，隧道中一定長(zhǎng)度范圍需要設(shè)置拉桿，提高盾構(gòu)隧道整體防水水平。初始掘進(jìn)階段必須要對(duì)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制有足夠重視度，將地表沉降測(cè)量值和隧道軸線相結(jié)合分析考慮，確保盾構(gòu)推進(jìn)處于最佳狀態(tài)。

1.3 盾構(gòu)法隧道正常掘進(jìn)階段

盾構(gòu)法正常掘進(jìn)階段需要重視過程管理，結(jié)合盾構(gòu)法施工工藝，提高盾構(gòu)推進(jìn)相關(guān)參數(shù)控制有效性，包含軸線控制、管片拼裝質(zhì)量控制、注漿控制、沉降監(jiān)測(cè)、設(shè)備檢修維護(hù)等，確保盾構(gòu)機(jī)按照掘進(jìn)進(jìn)度，控制目標(biāo)穩(wěn)定、連續(xù)性推進(jìn)施工。同時(shí)，需要根據(jù)施工區(qū)域的實(shí)際情況，控制好土倉(cāng)內(nèi)壓力，規(guī)范實(shí)踐中的注漿操作，有效開展管片拼裝作業(yè)，確保盾構(gòu)法隧道正常以及掘進(jìn)施工狀況良好性。

1.4 盾構(gòu)法隧道盾構(gòu)機(jī)接收階段

（1）做好隧道推進(jìn)軸線控制，確保盾構(gòu)機(jī)正常進(jìn)入接收井；（2）注意盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度和壓力的控制，避免在施工安全時(shí)間出現(xiàn)坍塌等情況出現(xiàn)；（3）制定完善的質(zhì)量控制措施，使盾構(gòu)機(jī)接收階段隧道管片滲漏等問題得到有效解決。

1.5 盾構(gòu)機(jī)解體撤場(chǎng)階段

盾構(gòu)機(jī)解體與撤場(chǎng)隧道一般不會(huì)直接影響到工程質(zhì)量，但是在整個(gè)施工作業(yè)中，必須要將盾構(gòu)機(jī)解體納入工程監(jiān)管范疇。此外，在盾構(gòu)機(jī)解體過程中，需要提前制定好解體以及運(yùn)輸?shù)确桨?，明確盾構(gòu)機(jī)解體的順序，同時(shí)對(duì)盾構(gòu)機(jī)離場(chǎng)后的取向和用途有綜合分析考慮，盡量將其相互結(jié)合。這一階段不僅要關(guān)系解體方案，同時(shí)還需要提高在解體撤場(chǎng)過程安全問題控制方面重視度。

2 盾構(gòu)施工中問題和解決策略

2.1 盾構(gòu)施工沉降問題

盾構(gòu)施工難免會(huì)給土體帶來擾動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)沉降問題，軟土底層盾構(gòu)法施工也很容易造成地表的變形。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向和頂部位置時(shí)常會(huì)隆起，其經(jīng)過區(qū)域的地表也會(huì)出現(xiàn)明顯的下沉問題，隨著盾尾脫離，地表沉降會(huì)有明顯加快，隨著時(shí)間推移，下沉速度會(huì)降低。另外，盾構(gòu)機(jī)經(jīng)過區(qū)域，施工工況很大程度上受到地表荷載因素影響，其表現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)有較大差異。

針對(duì)盾構(gòu)施工中的沉降問題，需要采取以下方式處理：（1）對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，盾構(gòu)機(jī)達(dá)到復(fù)合層位置后，盾構(gòu)機(jī)推力會(huì)有明顯增大，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)沉降有效控制，需要全面收集沉降監(jiān)測(cè)數(shù)值，盡可能地降低施工沉降；（2）土壓力選擇，土壓平衡盾構(gòu)、擠土、土體移動(dòng)會(huì)出現(xiàn)有地面隆起和土體向偏離隧道方向移動(dòng)問題，地面隆起能夠抵消一部分后期沉降，同時(shí)受到擠壓后，土體密實(shí)性會(huì)有明顯增大，在盾尾通過時(shí)，隧道周圍土體塌落會(huì)有明顯減少，此時(shí)，應(yīng)注意確保注漿施工的順利開展，避免土體出現(xiàn)過大損失。

2.2 盾構(gòu)施工中的盾尾漏漿

導(dǎo)致盾尾漏漿問題發(fā)生的原因包括：（1）盾尾刷與盾尾油脂相互分離，導(dǎo)致盾尾刷未能得到有效保護(hù)，影響著其工作性能；（2）盾尾油脂注入質(zhì)量較差；（3）完成管片拼裝作業(yè)后，油脂缺乏有效處理，會(huì)使盾尾應(yīng)用中受到了潛在威脅。同時(shí)，施工中的注漿壓力過大，盾尾刷的工作性能下降，也會(huì)引發(fā)漏漿問題。

針對(duì)盾尾漏漿問題，可采取的處理措施包括：（1）選用質(zhì)量可靠的油脂與油脂泵，實(shí)現(xiàn)對(duì)盾尾刷的有效保護(hù)；（2）嚴(yán)格把控盾尾油脂的注入過程，確保其注入量合理、有效；（3）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，落實(shí)好盾尾油脂注入方面的調(diào)整工作。同時(shí)，需要注漿量、壓力、盾尾間隙等進(jìn)行有效控制。

2.3 管片滲水控制

全面加強(qiáng)管片滲水控制，提高地鐵盾構(gòu)的防水防滲性能，則需要為其設(shè)置良好的防水材料，粘貼優(yōu)質(zhì)止水條。與此同時(shí)，要為管片安裝防水性能良好的止水膠圈，在具體安裝過程中，應(yīng)注意壓緊止水膠圈。此外，要注意加固防滲結(jié)構(gòu)，做好該結(jié)構(gòu)的注漿工作，科學(xué)控制注漿時(shí)間與壓力，避免出現(xiàn)漏漿與注漿中斷問題。一般情況下，如果注漿過程中的壓力過大或者注漿區(qū)域縫隙偏大，就很容易滋生漏漿問題。因此，要控制好注漿壓力，借助信息設(shè)備隨時(shí)監(jiān)測(cè)注漿管是否存在破裂與粘結(jié)不牢固以及漿液阻塞問題，全面提升盾構(gòu)防滲質(zhì)量。

2.4 盾構(gòu)穿越臨近地下管線問題

做好地層沉降對(duì)管線影響的分析，明確地面沉降的原因與發(fā)生機(jī)理，采取合理有效的對(duì)策，將地面沉降控制在最小范圍內(nèi)。第一，防止開挖過程中的水、土壓力不均衡。第二，防止盾構(gòu)推進(jìn)中圍巖的擾動(dòng)，為了減少盾構(gòu)推進(jìn)中盾構(gòu)機(jī)與圍巖之間的摩擦，盡量不擾動(dòng)圍巖，必須減少盾構(gòu)機(jī)偏轉(zhuǎn)及橫向偏移等現(xiàn)象的發(fā)生。第三，做好盾尾間隙填充壓漿，確保壓漿工作的及時(shí)性。盡可能縮短襯砌脫出盾尾的暴露時(shí)間，以防地層塌陷?？刂坪脡簼{數(shù)量和注漿壓力，改進(jìn)注漿材料的性能，提高注漿材料的抗?jié)B性能，既利于隧道防水，又可減少地面沉降。第四，加強(qiáng)地面變形的預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)，在推進(jìn)過程中，對(duì)隧道中心線上及其兩側(cè)一定范圍內(nèi)設(shè)定的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，將這一結(jié)果應(yīng)用到后續(xù)區(qū)段的施工管理中。

3 結(jié)語(yǔ)

地鐵盾構(gòu)施工中必須要對(duì)施工質(zhì)量控制有足夠重視度，結(jié)合具體施工情況，針對(duì)地鐵盾構(gòu)施工存在的問題，制定針對(duì)性的解決和控制措施，維持地鐵施工的順利有效開展。