地鐵盾構(gòu)工程穿越市政設(shè)施風(fēng)險源施工控制技術(shù)分析

趙寧

中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司 北京 101300

1 穿越鐵路和橋梁

1.1 工程概況

某鐵路的下行線和某地鐵隧道的左線交點里程是K4+549.2m，與右線交點的里程是K4+563.2m。該地鐵區(qū)間隧道和框架橋底板之間的凈距離是13.1m，盾構(gòu)隧道頂部和框架橋結(jié)構(gòu)底板之間的距離大約為13m。

1.2 風(fēng)險源控制技術(shù)

（1）盾構(gòu)掘進參數(shù)的優(yōu)化。盾構(gòu)掘進的控制參數(shù)主要有推進速度、土倉壓力、千斤頂推進力、螺旋機轉(zhuǎn)速、注漿壓力、注漿時間、盾構(gòu)坡度、注漿液性能、注漿方式、注漿量等。在本次工程的施工之中，通過對掘進情況的科學(xué)試驗，最終對盾構(gòu)穿越鐵路橋梁的參數(shù)進行合理確定，其具體的參數(shù)如表1：

表1 本次工程的盾構(gòu)穿越鐵路橋梁具體掘進參數(shù)

在具體的施工過程中，施工人員應(yīng)該對盾構(gòu)的性能及其操作方法做到熟練掌握，然后按照隧道的實際埋深、具體的地質(zhì)情況以及環(huán)境條件等來預(yù)測和計算掘進的參數(shù)，并按照現(xiàn)場巡視和儀器的檢測結(jié)果來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合協(xié)調(diào)與優(yōu)化，特別要注重盾構(gòu)機同步注漿控制的加強。

（2）洞內(nèi)深孔的注漿加固：在盾構(gòu)機的盾殼脫離六片到八片之后，可以通過深孔注漿的方式及時在鐵路影響區(qū)域下方對土體進行加固，這樣才可以讓地層變形的情況得到良好控制，使其與鐵路的沉降要求相符。

（3）洞外橋梁加固：為了讓盾構(gòu)穿越鐵路的安全性得到有效保障，在穿越之前，一項重要的措施就是橋梁加固，通過這樣的方式，才可以進一步加強其承載力以及抗變形能力，以此來有效保障施工和鐵路的安全性。在本次工程中，橋頂板用粘貼纖維的方式進行加固，框架橋的側(cè)墻用粘貼鋼板的方式進行加固。工程之中所應(yīng)用的碳纖維布屬于高強度的輕質(zhì)II級碳纖維布，每一層布的厚度是0.167mm，通過平行條帶法進行鋪設(shè)，每條寬300mm，沒兩條之間的凈距離是200mm[1]。

1.3 監(jiān)控量測

在盾構(gòu)施工之中，監(jiān)控量測是一個主要的安全保障手段。因此在工程的施工過程中，應(yīng)該通過儀器對既有鐵路的穿越進行測量，加強巡視，并對巡視的情況和檢測數(shù)據(jù)做到及時反饋。這樣才可以讓整個的施工過程實現(xiàn)信息化，保障盾構(gòu)施工和鐵路運行的安全。

2 穿越過街天橋

2.1 工程概況

在本次所研究工程的K31+168到K31+208這段范圍之內(nèi)穿越了過街天橋，該天橋是一座人行過街天橋，橋體是三墩連續(xù)鋼梁結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)是鉆孔注漿。

2.2 風(fēng)險源控制技術(shù)

（1）掘進參數(shù)的優(yōu)化。首先是控制掘進的速度。掘進過程中，應(yīng)注意速度的平衡、均勻，讓土體擾動的情況盡量降低。本次施工之中對掘進速度進行了嚴格控制，保障掘進速度在40-60mm/min范圍之內(nèi)。其次是控制好土倉的壓力。通過對土制出速度的嚴格控制，可以讓土倉波動得以顯著降低，這樣才可以使開挖面更加穩(wěn)定。在本次施工過程中，土壓力的控制范圍是100-140kPa之間。再次是控制好出土量，在施工過程中，應(yīng)該對出土量進行精確計算，避免出土超量的情況發(fā)生。通過計算，本次工程的每環(huán)出渣量應(yīng)該控制在43m3，且每掘進24cm之后都需要做一次出土量測量[2]。在進行下穿施工時，項目部針對出渣量的控制專門進行了技術(shù)交底，并將其作為一項嚴格落實的制度。最后是做好土體的改良，將優(yōu)質(zhì)泡沫注入到刀盤前方，注入量是400mL-600mL/m3，以此來達到改良渣土的效果。

（3）洞內(nèi)二次注漿加固。二次注漿應(yīng)該在盾構(gòu)通過了5環(huán)到8環(huán)之后開始，將漿液從管片預(yù)留的注漿孔之中注入管片的外側(cè)，同時應(yīng)該將止水裝置安裝在管片的注漿孔上，將孔外剩余的混凝土清除，壓住雙液漿。在本次工程的二次注漿加固過程中，應(yīng)用到的雙液漿是由水玻璃和水泥組成，注漿過程中，壓力不可超過0.5har。在注漿工作正式實施之前，首先應(yīng)該進行試驗，待試驗合格之后才可以進行注漿加固。

（4）洞外橋梁的脫換。為了讓盾構(gòu)穿越過街天橋施工安全以及天橋的使用安全得到有效保障，在施工之前可以提前臨進行過街天橋的脫換處理，這是盾構(gòu)穿越過街天橋過程中危險源的一個關(guān)鍵技術(shù)。

2.3 監(jiān)控量測

在過街天橋的穿越過程中，監(jiān)控量測也是一項關(guān)鍵的風(fēng)險源控制措施。在整個的施工過程中，相關(guān)單位應(yīng)該通過儀器對過街天橋的穿越進行測量，加強巡視，并對巡視的情況和檢測數(shù)據(jù)做到及時反饋。在本次施工之中，主要的監(jiān)測項目有地面的沉降、天橋的沉降、天橋的傾斜以及洞內(nèi)管片的收斂等。通過這樣的方式，才可以讓整個施工過程實現(xiàn)信息化，讓天橋的使用安全和盾構(gòu)施工安全得到良好保障。

3 結(jié)語

綜上所述，本文通過具體的工程案例對地鐵盾構(gòu)施工穿越市政設(shè)施的危險源控制技術(shù)進行分析，主要分析了盾構(gòu)施工穿越鐵路施工和穿越過街天橋施工。通過分析可知，在盾構(gòu)施工過程中，如果需要穿越市政設(shè)施，首先需要對盾構(gòu)掘進參數(shù)進行合理優(yōu)化，然后做好市政設(shè)施的加固處理，并做好監(jiān)控量測工作，這樣才可以有效保障盾構(gòu)施工和市政設(shè)施的安全性，讓風(fēng)險源得到有效控制。