關于盾構施工重疊隧道的安全管控措施的探討

摘 要：隨著城市軌道交通線路的增多，線路間的交叉重疊不可避免，增加施工難度的同時也提高了安全風險等級，因此需要在重疊區間施工時采取一定的管控措施來保證施工的安全可控。結合大量的施工與設計經驗，探討了盾構施工重疊隧道時可以采取的安全管控措施，達到保證施工安全的目的。

關鍵詞：盾構施工；重疊隧道；安全管控措施

城市的軌道交通網絡一般由多條線路組成，隨著時間的推移，線路的增多，地鐵建設將遇到大量的重疊隧道。重疊隧道的施工過程中，新建隧道與已建隧道的相對位置處于不停的相對變化之中，將面臨著如何解決隧道之間在施工過程中地層再次擾動產生的土體效應和已建隧道結構的受力、變形的變化等影響到隧道結構的整體安全問題，文章結合施工經驗列舉出了常見的重疊隧道施工安全管控措施。

1 施工順序的確定

為有效控制盾構掘進的沉降二次疊加的影響，盡量減少盾構掘進過程中對先建隧道結構的影響，采用“先下后上”的施工順序（先施工位于線路下方的右線隧道，再施工上方的左線隧道），以減少后建隧道的施工對地表沉降和先建隧道的二次擾動影響。

2 安全管控措施

2.1 地面加固

通過對以往施工經驗的總結，當區間左右線隧道主體凈間距小于3.5米時，為保證隧道及周邊建筑物的安全可靠，可以采取從地面對隧道全斷面進行三軸攪拌加固，加固范圍為區間結構頂部、底部及兩側各3米。加固范圍土體抗壓強度等需滿足設計要求。

2.2 二次深孔注漿

當隧道下穿鐵路、河流等風險源時，左右線上下凈距小于3.5米段，可采用洞內管片背后二次深孔加強注漿加固。利用每環管片上預留的多個注漿孔，打入PVC注漿管進行注漿，管片出盾尾后即可進行。漿液可采用超細水泥漿液，注漿壓力為0.4～1.2兆帕。

2.3 下方隧道移動式支撐加固

為了有效降低上方隧道施工對已建成下方隧道結構的影響，可在上方隧道盾構工作面前后一定范圍對應的下方隧道結構內架設臨時內支撐系統，以緩解上方隧道盾構施工過程中對下方隧道管片的豎向位移，解決施工過程中下方隧道管片的縱向螺栓的抗彎、抗剪強度不足問題，確保下方隧道的安全。

2.3.1臨時支撐加固體系

可以在下方隧道內架設臨時的支撐加固體系，抵抗上方隧道施工過程中，盾體下方隧道管片環縫之間因垂直錯動產生的剪力；提高下方隧道縱向剛度，減少下方隧道垂直彎曲變形；下方隧道影響范圍襯砌環內的支撐不能卸力，必須提供持續支撐，隨著上方隧道的掘進，臨時支撐加固體系不斷移動調整。

2.3.2移動式支撐臺車加固體系

移動式支撐臺車采用液壓油缸作車組頂推、橡膠輪做隧道支點，保證每環管片均有支點柔性支撐。

移動式支撐臺車設計時應考慮臺車尺寸、長度滿足隧道結構尺寸，支點采用鑄鐵輪心壓橡膠支點與管片接觸。移動式支撐臺車構造平面見圖1。

移動式支撐臺車移動方式采用不卸載移動，其移動方式有整體頂推移動和分車組移動方式2種：

整體頂推移動。由第一車組頂推油缸做主推油缸和第六車組的側油缸做附推缸，將整體車組不卸載頂推移動，移動速度同上方隧道（左線）盾構推進速度。

分車組移動。因荷載過大整體頂推移動無法完成時采用分車組移動方式。由第五車組的4組油缸同步頂推第六車組移動（五推六）、四推五……后推一的方式進行不卸載頂推移動。

2.4 下方隧道設置鋼支架

上方隧道施工時，為減小對下方已建隧道的影響，可在下洞設置鋼支架。鋼支架應在隧道外加工，并應進行整環試拼裝，合格后編號，給洞內拼裝創造條件。鋼支架與管片間設緩沖材料，固定于鋼支架上，采用丁腈軟木橡膠，寬140毫米，厚10毫米。每環管片設置2道鋼支架（管片中心對稱布置），每道環縫設置1道鋼支架。

鋼支架應沿隧道縱向應采用型鋼安裝固定，型鋼安裝過程中應考慮平面曲線的影響。每環型鋼腰部拼裝節點設1個千斤頂，與型鋼端板有效固定并做好限位措施。

環向型鋼拼裝完成后，通過千斤頂施加型鋼軸力，使得型鋼（通過緩沖材料）與管片緊密接觸。環、縱向鋼支架安裝時均應避開管片注漿孔。

2.5 下方隧道壓重

為防止上方隧道施工過程中的卸載作用和地質條件的影響，使已建下方隧道發生上浮，應考慮對已建下方隧道進行壓重。壓重采用輪式壓重車進行壓重。壓重參數根據施工過程中的試驗進行確定，確保已建右線隧道在上方隧道（左線）盾構掘進過程中不上浮。

2.6 上方隧道盾構始發及接收

上方隧道（左線）盾構始發及接收屬于架空盾構始發及接收，施工時需搭設始發及接收平臺。始發平臺的荷載需考慮盾體本身的重量、負環管片的重量、施工荷載，接收平臺荷載也要考慮盾體本身的重量、施工荷載等。上方隧道（左線）盾構始發、接收平臺采用柱梁結構的鋼平臺。荷載通過始發（接收）架傳遞至鋼平臺三根主梁上，主梁與鋼管支撐柱平板式焊接。構始發、接收鋼平臺見圖2。

2.7 上下重疊隧道盾構掘進控制

2.7.1掘進參數控制

土倉壓力應根據覆土性質、厚度確定，并結合出土量、地表沉降情況適時調整，以刀盤前方不產生隆起為土倉壓力設定原則。刀盤轉速、刀盤扭矩、總推力、掘進速度等施工參數應根據地質條件、盾構機類型等情況而定。

嚴格以理論出土量為盾構出土控制值，每環出土量偏差不能過大，定期檢查出土量。避免大幅度的軸線糾偏動作，盾構糾偏原則為“勤糾、少糾”施工階段隧道軸線偏離設計軸線不得大于±50毫米。

2.7.2注漿

同步注漿宜采用水泥砂漿硬性漿液，并根據地表沉降情況適時調整注漿量。盾構穿越后考慮到環境保護和隧道穩定因素，根據地表沉降及出土量情況，如發現同步注漿有不足的地方，通過管片中部的注漿孔進行二次補注漿，補充一次注漿未填充部分和體積減少部分，從而減少盾構通過后土體的后期沉降，減輕隧道的防水壓力，提高止水效果。

3 結束語

目前，盾構法施工已經在各大城市的地下鐵道施工中被廣泛應用，其特有的安全施工管理問題不可忽視，特別是重疊區間的施工風險較大需要高度重視。

文章結合盾構法施工實踐，對盾構法隧道施工及重疊區間施工過程中的各種安全控制措施進行了探討，希望通過安全控制措施的實施引導施工現場的安全管理，從而更好地預防事故的發生。

參考文獻：

[1] 張曉軍.盾構重疊隧道近接地表建筑物安全控制技術研究[J].廣東公路交通，2011.

[2] 張志勇.盾構施工對周圍環境影響研究綜述[J].現代隧道技術，2002.

作者簡介：楊卓平（1982-），男，工程師。