摘? 要：地鐵盾構施工是地鐵工程中的重要環(huán)節(jié)，其中又以下穿河流及橋梁樁基施工難度最大?；诖耍疚膹拈_始施工分析、確定施工方案，實施施工監(jiān)測三方面入手，對地鐵盾構下穿河流及橋梁樁基施工提出相關建議，以供參考。

關鍵詞：地鐵盾構;下穿;橋梁樁基;監(jiān)測;技術

中圖分類號：U455? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）08-0000-00

隨著社會的發(fā)展，城市人口數(shù)量不斷增加，城市交通運行壓力不斷增大，擁堵現(xiàn)象頻繁發(fā)生。為了有效緩解城市交通壓力，有條件的城市實施了地鐵工程。在地鐵工程施工過程中，盾構施工是其極其重要的一個環(huán)節(jié)。其中，盾構在橋址處穿越橋梁或橋梁樁的施工難度較大，對整個工程而言顯得非常關鍵。提前做好施工方案，有效開展施工監(jiān)測是確保這一關鍵環(huán)節(jié)順利完成，降低整體項目風險，促進整體項目順利推進的重要保障。

1 施工分析和研究

地鐵施工中，遇到下穿情況一般會有三種解決方案。其一是拆舊建新。分析施工條件，在可能的情況下，先拆除舊的橋體后在盾構范圍內對既有樁一一破除，待盾構通過后，在原來的地址重新建設新的橋梁恢復運行。其二是樁基替換。對現(xiàn)有樁基進行分析，對影響盾構穿越的部分進行替換，再實施穿越，在這個過程中，需要對原橋梁進行觀測，并確保其安全。第三是避繞改道。根據(jù)現(xiàn)有橋梁樁基的方位，設計規(guī)避線路，讓盾構區(qū)間完全避開阻礙點，即將建設的隧道一般從阻礙位置的兩側通過。三種方案在施工工藝和資金投入上各有優(yōu)勢，在具體工程中，需要通過對施工環(huán)境進行分析，因地制宜，對三種方式的可行性進行綜合比對和分析，最終按照技術上可行，經(jīng)濟上合理的原則，確認最合適施工方案[1]。

在做好施工方案的初步選擇之后，需要對技術難點進行分析，以便制定具體的施工方案。首先，要考慮施工環(huán)境中巖石的質地。若發(fā)現(xiàn)巖石軟硬不一情況，如施工位置位于弱風化的泥質粉砂巖時，其屬于軟巖，其具有石英含量低，巖層厚度薄，洞頂圍巖穩(wěn)定性差等特點。當鉆孔附近有斷層時其屬于硬質巖，于是盾構施工時需要時刻注意巖石軟硬變化，制定遇到不同巖石軟硬程度的解決措施。其次，要考慮刀盤易結泥餅等問題，要根據(jù)施工所在地河床下地層土質進行具體分析，如其中黏土粒、細顆粒比重高，可推測在具體掘進進程中，刀盤沖擊有可能形成泥餅。從而影響刀盤的有效開口率，使出土量難以計算，導致施工異常。第三，要考慮橋的安全問題。具體掘進中，如何提高對盾構機的控制是一大關鍵。如對土倉內土壓控制不當，會對上層結構造成不利影響，表現(xiàn)為造成表面隆起或者下沉，帶來安全問題。同時，引起橋樁失穩(wěn)，周圍土體可能會在水壓之下沖入土倉，使得土倉壓力激增，存在爆倉的巨大隱患，或導致噴涌的發(fā)生。最后，要考慮監(jiān)測難度，在施工中及時進行實時監(jiān)測，其難點在于輸水隧洞位置特殊，監(jiān)測布點難度較大，因此需要考慮合適的監(jiān)測儀器，提高工人操作水平，從而保證測量精度，如圖1所示。

2 施工方案

在制定施工方案之前，需要明確總體施工思路，預設參數(shù)等，并在施工中開展有效監(jiān)測，邊施工邊調整，以此提高施工質量。

（1）基礎設備的選擇。根據(jù)土質選好盾構機是施工的關鍵。一般來說，盡管巖石軟硬有變化，但根據(jù)國內土壤質量分析，盾構區(qū)間需要穿越的主要為中強度風化粉砂質泥巖地層，以及局部的粗砂、礫砂地層。所以，在盾構機的選擇上應首要考慮其掘進能力，以及其是否在硬巖和軟巖層中都具有作業(yè)能力。其次是考慮密封性，盾構機需要具備良好的密封性能，孔隙不漏水且承壓能力強。同時，保壓泵渣功能以及土壓平衡功能要確保性能良好。掘進施工中遇到的巖石強度大，因此對盾構機的耐磨性有較高要求。最后，盾構機還應具備高精確度的控制能力，以保證線路方向的正確性。同時，在確定盾構機后，需要明確刀盤道具，做好其規(guī)格和數(shù)量的選擇[2]。

（2）施工參數(shù)的預設。根據(jù)前期分析現(xiàn)將參數(shù)調整如下：土壓力1bar;刀盤扭矩≤2000 kN·m;推力≤1500 t;刀盤轉速1.0～1.3r/rain;推進速度20～30mm/min;出土量≤68m3;上部土壓波動范圍±0.1 bar。以上參數(shù)均為初步盾構參數(shù)，最終還需要通過施工監(jiān)測數(shù)據(jù)結果指導盾構掘進施工參數(shù)的改進。

（3）明確掘進模式。分析穿越的地理環(huán)境，根據(jù)地質土質，建筑物情況以及周邊環(huán)境，選擇合適的掘進模式。一般至少需要兩種模式。第一種是針對軟層土質的，即使用土壓平衡模式，另一種是針對硬巖土質的，需要選擇半敞開式模式。這兩種模式需要結合施工推進的實際情況及時調整策略，同時可穿插進行，確保掘進的科學合理。

（4）掘進方向的控制與調整。盾構機不可能完完全全的按照設計線路前進，這是由地質軟硬不一，存在坡度變換，工人操作不穩(wěn)定等原因造成的。盡管一定范圍內的偏差是可以接受的，但當偏差超過閾值限界會對隧道造成不利影響，嚴重的會導致地表形態(tài)改變等問題。因此，需要在掘進開始時就對軸線方向進行合理把控。同時，在自動模式的前提下，進行人工測量以彌補技術盲區(qū)，兩者相互輔助進行盾構姿態(tài)監(jiān)測。其次，在選擇管片時，以質量與精度為先，力求保持管片端面與計劃的掘進方向的垂直。操作盾構機行的方向和位置是其關鍵，只有對其進行嚴格的姿態(tài)控制，才能確保順利掘進。一般來說，實際軸線與方案計劃的變差有一定的安全區(qū)間，其可以在安全區(qū)間內設置預警線，觸達預警線后馬上實行糾偏，通過以上措施可以較為有效的確保掘進方向的正確。但糾偏的過程不宜操之過快，防止糾偏過度。

（5）正確操作注漿。注漿可以分為同步注漿及二次注漿。前者是指在掘進過程中，盾尾空隙形成時同步進行填漿，為周圍巖體提供有力支撐。這是有效預防空隙的較好的做法，也可以有效控制出現(xiàn)的地表沉降等問題。在同步注漿時需要選擇合適的漿液、注漿參數(shù)和注漿工藝。在盾構推進時，盾尾形成空隙，及時填充空隙可穩(wěn)定地層，防止沉降，同時有利于隧道襯砌的防水。二次注漿是為了在掘進過程中各環(huán)塊的同步推進。因在同步注漿時，可能存在填漿量不足等問題，因此通過管片預留孔，進行再一次漿液填充可保證管片與圍巖間隙之間的充實，保護周圍建筑，減少安全事故。一般情況下，二次注漿采用水泥漿，但也存在使用水泥和水玻璃雙液漿的特殊情況[3]。

（6）渣土的改良。隨著施工的推進，工藝和設備的負面影響或有可能導致發(fā)生泥餅的情況將會顯現(xiàn)，這需要提前做好預判和處理預案。為了確保盾構機順利掘進，可以借助外加劑改良土體，例如分散劑、高壓水、高分子材料等，使之接近更為理想的狀態(tài)。

3 施工監(jiān)測

（1）合理選取和設置監(jiān)測點。在設置監(jiān)測點之前，需要針對工程施工特點，對周邊環(huán)境進行充分的調查和取證，并由專業(yè)人員編制專門的監(jiān)測方案。監(jiān)測方案通過論證后，需要建立嚴格的水平及沉降監(jiān)測控制網(wǎng)，以便于及時掌握盾構施工時和盾構通過后，對周圍環(huán)境以及隧道的影響，做好數(shù)據(jù)的實時收集和分析。

（2）合理選取監(jiān)測設備。選取電子水準儀DINI03和徠卡TS09，使用極坐標的測量方法開始施工監(jiān)測，全過程按照國家二等水準測量執(zhí)行。在監(jiān)測中，為能夠保持監(jiān)測精度，儀器及后視基點均采用強制對中。

（3）合理推進監(jiān)測過程。為提高監(jiān)測工作質量，在開展監(jiān)測前應充分考慮應急措施，制定應急預案。在盾構施工過程中派專人按照《城市軌道交通工程測量規(guī)范》對河流、橋梁進行巡視，對一切跑氣、涌水或者沉降、隆起等異?，F(xiàn)象進行及時記錄，如果發(fā)生異常，必須第一時間做出應急措施。此外，在隧道內的監(jiān)測主要包括管片間滲漏水、錯臺、管片破損以及滲漏水等情況，需要對這些情況認真做好記錄。采取水平位移監(jiān)測，按照相關技術要求和監(jiān)測方法具體開展相關工作。當安全問題產(chǎn)生并接近限定閾值時，必須加大監(jiān)測力度，并通過擴大對比范圍，進行進一步的數(shù)據(jù)分析，采取必要措施控制不利影響。

4 結語

盾構下穿河流及橋梁施工是地鐵工程施工過程中的一大難點。在施工過程中，需要注重參數(shù)的調整、盾構機型和掘進模式的選擇，以及注漿與渣土的改良，并按照相關要求規(guī)定，進行施工監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調整施工方案，做到邊施工邊調整，從而確保工程質量和安全，確保整個施工過程中，不會出現(xiàn)任何滲漏、涌水等情況，同時確保橋梁的沉降與最大位移均在合理范圍之內，使施工過程安全平穩(wěn)。

參考文獻

[1]李宗豪.地鐵盾構施工風險的分析與控制 [J].智能城市，2019，5（20）：175-176.

[2]沙原亭.地鐵盾構下穿河流及橋梁樁基施工與監(jiān)測技術 [J].鐵道建筑技術，2015（10）：16-22.

[3]李明華，張娟.盾構下穿橋梁及河流關鍵技術方案 [J].鐵道建筑，2015（7）：54-57.

收稿日期：2020-06-15

作者簡介：謝強（1988—），男，四川成都人，本科，工程師，研究方向：水利水電施工管理。