关于盾构斜穿既有地铁线路施工技术的研究

关于盾构斜穿既有地铁线路施工技术的研究

何知 周昱

无锡地铁建设有限责任公司 项管一部

摘要：铁路线路施工期间，如果涉及盾构下穿既有线路，施工过程技术应用复杂并且具有危险性。下文对此类工程施工技术应用要点简要分析，结合工程案例，对于盾构斜穿既有地铁线路施工技术应用流程进行分析，希望为行业人员提供参考。

关键词：盾构；既有铁路；线路施工；技术运用

引言：在铁路建设阶段，盾构从既有铁路下方穿过时，由于施工场地受到限制，影响既有线路的稳定运行，还有可能导致施工安全问题。所以，对于此类项目应该从实际出发，掌握盾构斜穿技术应用重点，才能保证项目施工质量，提高技术应用效益。

一、盾构斜穿既有铁路线路施工技术应用要点

（一）控制开挖面的稳定性

当盾构从既有的铁路线路下方穿过时，会受到开挖施工技术运用的影响，导致开挖面的稳定性不足。所以，在施工过程，应该确保开挖面稳定的前提之下，对于施工技术运用质量进行控制。例如：可改良土体、采取加固措施等，提高土层的稳定性、为盾构顺利斜穿运营线路施工提供安全的环境。

（二）保证各流程衔接顺利

在盾构斜穿线路时，需要利用土体支护这一技术才能保证既有线路正常运行，维持建设线路顺利开展。所以应该保证施工流程衔接顺畅，在土体支护以后，保证周围结构稳定性，之后着手处理开挖工序，施工期间，如果环境粘性土相对较多，就会导致结构稳定性不足，对此，应该保证支护结构稳定性前提之下，对于盾构作业方法进行合理选择，维持各流程的顺利衔接。选择阶段应该将土体流动性增强当做目标，控制排土量对于开挖面产生的影响，以保证盾构施工其间开挖面始终处于稳定状态，以免对螺旋输送机的转速造成影响，最终导致排土工序受到影响^[1]。

（三）注浆工序的调整

由于注浆技术的应用能够决定地下结构的稳定性，合理应用该技术可预防地表出现严重的沉降问题。因此，施工期间应该综合考虑沉降问题影响因素，合理调整注浆工序。

二、盾构斜穿既有地铁线路施工技术

（一）项目概况

某城市地铁盾构斜穿既有线路，施工线路左线总长度为822.1m，左线斜穿长度84m，右线的总长度为821.5m，右线斜穿长度60m，区间线路最高纵坡17‰，竖曲线半径的最小值为3000m，车站长度169m，纵向最小的净空高度2.65m，下穿底层土质为黏土、淤泥土、粉质黏土等。既有线路下方斜穿区间盾构隧道，隧道的底部含有细粉砂卵石，可能影响重叠隧道的施工安全，由于项目斜穿重叠区域较长，因此，在小间距透水层展开掘进施工可能存在风险，下文对该项目施工过程技术应用流程进行分析。

（二）斜穿前的各项准备

1.技术交底

在盾构斜穿既有线路施工方案编制，并且通过审批以后，由项目部负责人和项目管理人员展开安全施工相关技术交底工作，明确下穿线路监测点布局情况，在中线两侧10m的范围之内，间隔5m设计一个断面监测点，左右线路分别设置监测断面9个，沿着线路走向，设置地表监测点，间隔10~15m设置一处，保证左右线路分别存在监测点8处。

2.优化施工参数

针对既有线路的盾构施工参数设定方面，可参考已完成项目施工方法，在土仓压力方面的设计，应该超过理论值0.1~0.3bar；在同步注浆的泥浆用量从原来的6m³/环，增加到7m³/环，注意同步注浆阶段对于线路孔隙的有效填充；穿越段的松散系数设定为1.5，也就是70m³/环；控制推进速度处于20~30mm/min之间，防止速度过快导致注浆不均匀，增加注浆压力；在单环的误差纠偏量方面，应该控制在±5mm内，防止出现过量超挖问题；准备脱出盾尾以后的沉降控制系统，按照监测数据补充注浆。

3.准备人机物内容

盾构斜穿既有线路施工以前，应该由管理人员对于施工班组人员配置进行优化，设定带班制度，专门负责技术管理、施工组织等。在机械方面准备，应该对盾构机、配套设备等展开全面检修，及时更换受损刀具，校准土压力，建立土渣改良、推进、维保、油脂等系统，为盾构机顺利应用于施工奠定良好基础。针对滚刀的正面磨损量＞15mm，周围磨损＞5mm，应该全部更换。在物资方面的准备，需要对管片、机械设备、注浆材料和零配件等准备充足，现场配备应急抢险相关物资，确保发生险情时能够快速投入到使用当中^[2]。

（三）施工阶段各技术应用

1.隧道变形控制技术

进入斜穿既有线路施工阶段，应该对隧道结构存在的变形问题严格控制，重点控制施工环节各关键要素，比如：同步注浆环节的压力控制，土仓压力的控制，注浆量的控制，借鉴以往项目施工经验，并从该项目实际情况出发，在盾构斜穿施工期间，采用的隧道结构变形控制措施如下：对于土仓压力全面控制，进而控制不平衡开挖或者土仓压力等。针对稳定性相对不足的土层，如果土层内部压力和开挖面静止时水压、土体压力三者之间相互平衡，那么即可保证开挖面相对稳定。在螺旋输送机展开排土作业时，应该最大限度对于开挖量、排土量二者平衡性进行控制，以维持土层内部压力稳定性。除此之外，在下行线路的隧道掘进施工期间，还需将实际埋深考虑其中，不可将上行线的隧道成型算在其中。

2.注浆技术运用

针对注浆技术的运用，主要从同步注浆、二次注浆等技术运用方面进行控制，防止施工以后出现了盾尾脱空或者沉降等问题。该项目选择硬性浆液作为注浆材料，调配砂浆，控制砂浆初凝不时间超过6h，满足下穿施工期间浆液能够及时凝固。同时，为了将施工阶段产生的环向缝隙进行填充，防止管片结构由于注浆环节存在问题而发生变形或者受到破坏，需要将注浆压力控制为净土压力1.1~1.2倍，在0.2~0.4MPa区间即可。隧道掘进施工期间，由于上方存在运营线路，可能导致浆液受到列车运行的扰动，使得线管片上浮，所以需要利用二次注浆，将与注浆尾部和盾尾密封距离超过4.5m的位置结构进行二次注浆，每掘进2环可完成1次单循环，进行二次注浆。

3.尾盾密封技术

盾构始发之前，应该将钢丝刷密封和焊接质量相关标准加以明确，保证尾密封油脂能够被顺利填充，在尾盾上方将油脂饱满填充，保持同步注浆以前形成压力。施工期间油脂压力应该比注浆压力高，这样可防止尾盾的间隙过小导致管片、密封刷二者出现刚性接触，对于密封刷造成破坏，还能控制管片破损问题，防止密封槽位置混凝土出现破裂，导致密封失效。在盾构处配备注浆材料、注浆泵等，如果出现严重漏浆问题，应该利用倒数第二环和第三环的管片注浆口向内部注入水溶性聚氨酯，采取封堵措施。

4.降水井技术

在降水井设置施工期间，应该注意如下施工流程：第一，设置坑外降水井，需要在原有车站对接位置设计折返线，长度15m，并设置4口降压井，车站两侧分别设置2处降压井，降低盾构施工对于既有线路运行产生的影响，为施工过程顺利进行提供良好环境；第二，采取分段开挖措施，原有地铁施工处和项目现阶段施工的对接位置20m范围以内，开挖到基坑标高之时，应该保留和原线路连接位置范围3m×3m土方；第三，降水井应该同时启动，展开紧急抽水，保证基坑外部水位观测点处于基坑底部1m位置，之后再将保留的土方全部挖出，要求所有人员和机械设备共同完成盾构段的垫层施工^[3]。

结束语：总之，在盾构从既有运营线路的下方穿越时，应该注意对开挖面稳定性做好控制工作，保证施工安全，还需要注意需要过程作业流程的稳定性，合理选择机械，安排盾构排土量，做好注浆施工的各项工序调整，预防地表沉降，注意斜穿时各项准备工作，隔合理控制掘进参数，按照地质监测信息，对于相关参数合理调整，还需注意二次补浆工作的开展，进而保证盾构能顺利从既有铁路下方穿过。

参考文献：

[1]廖凌军,宁毅,杨帅,雷亮亮,孙立冬.软弱地层地铁盾构斜穿既有高铁线路施工技术[J].施工技术,2020,49(19):118-120.

[2]张群群.盾构近距离斜穿地铁既有线路施工技术研究[J].智能城市,2019,5(14):191-192.

[3]贾晓龙.盾构斜穿既有运营地铁线路施工技术分析[J].技术与市场,2019,26(01):181.