合肥南站5號(hào)線盾構(gòu)下穿1號(hào)線成型隧道專項(xiàng)施工方案

文/霍婷婷 桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院 廣西桂林 541006

1、工程概況

1.1 工程范圍及主要工程量

合肥南站軌道交通2標(biāo)段區(qū)間工程包括：1號(hào)線隧道左線長(zhǎng)616.788m，右線長(zhǎng)621.384m；5號(hào)線隧道左線長(zhǎng)462.344m，右線長(zhǎng)473.175m。區(qū)間隧道總長(zhǎng)度共2173.691單線延米，采用盾構(gòu)法施工。

盾構(gòu)機(jī)從1號(hào)線繁華大道站盾構(gòu)始發(fā)，完成繁～高區(qū)間掘進(jìn)施工后，在高鐵站內(nèi)完成調(diào)頭、過站，從高鐵站南端5號(hào)線端頭井始發(fā)，穿越高鐵站樁基群完成6號(hào)風(fēng)井完成過站，下穿合寧高速公路后，并在高鐵站南廣場(chǎng)基坑下穿1號(hào)線左線成型隧道后，到達(dá)5號(hào)線中間風(fēng)井。

1.2 盾構(gòu)重疊區(qū)域地質(zhì)條件

場(chǎng)址范圍內(nèi)地①1人工雜填土，②粘土（膨脹土）在南廣場(chǎng)基坑卸載過程中已經(jīng)被挖除，1、5號(hào)線盾構(gòu)重疊區(qū)隧道均位于粘土③層，本標(biāo)段隧道穿越的地層較為單一，地質(zhì)條件較好，左右線地質(zhì)情況基本一致；盾構(gòu)重疊區(qū)域內(nèi)地下水主要為：上層滯水、第四系孔隙潛水，埋深多在0.5～1.5m，接受側(cè)向徑流補(bǔ)給，水量較豐富，年水位變化幅度約1.0～3.0m。區(qū)間隧道所處粘土③層，土體滲透性較差，可以認(rèn)為不透水。

1.3 重疊區(qū)域5號(hào)線隧道和1號(hào)線左線區(qū)間隧道的相對(duì)關(guān)系

1號(hào)線左線與5號(hào)線左、右線斜交，1號(hào)線位于上方，兩條線中間夾土層最小厚度約3.276m，按工籌安排5號(hào)線左、右線隧道先后下穿1號(hào)線左線隧道，1號(hào)線左線與5號(hào)線左線隧道間最小凈距僅3.267m，與5號(hào)線右線隧道間最小凈距僅4.26m。

2、盾構(gòu)施工技術(shù)措施

結(jié)合重疊段隧道的數(shù)值模擬計(jì)算，為了保證5號(hào)線左、右線隧道先后下穿1號(hào)線左線隧道施工時(shí)1號(hào)線左線隧道的安全，按照設(shè)計(jì)圖紙要求采取以下幾點(diǎn)措施：

2.1 重疊區(qū)地基加固

對(duì)于1號(hào)線左線范圍，1、5號(hào)線區(qū)間隧道的空間凈距≤1D（D為隧道開挖直徑），考慮從地面進(jìn)行密排單管Ф600@450旋噴樁加固地層，加固豎向范圍為重疊段內(nèi)1號(hào)線區(qū)間隧道頂以上1m到重疊段內(nèi)5號(hào)線區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)底，加固水平范圍為1號(hào)線左線區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)兩側(cè)各3m。加固后的土體應(yīng)具有良好的均勻性和較小的滲透系數(shù)，加固指標(biāo)：qu=0.3～0.5Mpa。

2.2 管片拉結(jié)緊固

為了抵抗下方隧道施工過程中，上方既有隧道管片環(huán)縫之間的因垂直錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的剪力，同時(shí)提高下方既有隧道縱向剛度，減小其垂直彎曲變形，在重疊段開挖下方隧道時(shí)，對(duì)既有上方隧道采取管片縱向拉緊措施，同時(shí)提高該段隧道環(huán)縫螺栓強(qiáng)度至8.8級(jí)。

2.3 檢查和保養(yǎng)盾構(gòu)機(jī)

在5號(hào)線盾構(gòu)掘進(jìn)下穿1號(hào)線前，停止掘進(jìn)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)所有設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行徹底的檢查、維修，確保連續(xù)掘進(jìn)通過1號(hào)線區(qū)間，避免在穿越過程中停機(jī)。

2.4 盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)控制措施

2.4.1 盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)

掘進(jìn)控制是盾構(gòu)順利通過1號(hào)線左線隧道的關(guān)鍵，盾構(gòu)掘進(jìn)應(yīng)堅(jiān)持“控制擾動(dòng)，安全、連續(xù)、快速均衡通過”的原則，杜絕在通過接近1號(hào)線隧道時(shí)停機(jī)。盡量減少盾構(gòu)施工過程中的地層變形是一個(gè)有效手段，其關(guān)鍵在于通過控制盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)和注漿參數(shù)來減少對(duì)地層擾動(dòng)和地層損失。

2.4.2 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制

（1）在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，以各區(qū)域千斤頂?shù)男谐?、油壓以及流量控制盾?gòu)前進(jìn)方向，發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)及時(shí)調(diào)整千斤頂?shù)木幗M和各區(qū)域千斤頂?shù)男谐獭⒘髁考坝蛪?，加?qiáng)各施工參數(shù)的設(shè)定管理。

（2）盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制

本段區(qū)間為下坡段掘進(jìn)，應(yīng)適當(dāng)加大盾構(gòu)機(jī)上部油缸的推力和速度。盾構(gòu)掘進(jìn)線路要低于設(shè)計(jì)線路10～20mm為宜。盾構(gòu)掘進(jìn)線路要控制在設(shè)計(jì)線路左側(cè)偏離10～20mm為宜。右轉(zhuǎn)彎段相反。

（3）盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整與糾偏。

2.4.3 同步注漿

根據(jù)公式計(jì)算和相關(guān)技術(shù)要求，注漿量應(yīng)保證環(huán)形間隙理論容積的1.3～2.5倍左右。為了保證掘進(jìn)中能按上述要求完全注入，采用自動(dòng)同步注漿和人工管片壁后注漿雙重手段。

2.4.4 二次注漿

為彌補(bǔ)同步注漿的不足，采用管片背后二次注漿作為補(bǔ)充。二次注漿采用水泥單液漿，根據(jù)監(jiān)測(cè)情況調(diào)整水泥漿的初凝時(shí)間，必要時(shí)采用雙液漿進(jìn)行注漿，注漿壓力控制在0.2～0.4MPa。

2.4.5 渣土改良防結(jié)“泥餅”措施

（1）渣土改良

選擇合適的土體改良劑（如常用的泡沫等），并根據(jù)地質(zhì)情況，進(jìn)行科學(xué)的動(dòng)態(tài)施工管理，改善土體的流塑性，使之切屑成流動(dòng)型，不僅可以減少對(duì)刀盤面板和刀具的磨損，而且還可以防止切下來的泥沙和碎石對(duì)刀盤以及螺旋輸送機(jī)的堵塞，同時(shí)改良劑的添加對(duì)刀具起到一定的潤(rùn)滑和冷卻作用，延長(zhǎng)了刀具使用壽命。

（2）防結(jié)“泥餅”措施

在刀盤面板上設(shè)置了5個(gè)添加劑注入孔，配置了自動(dòng)泡沫和添加劑注入系統(tǒng)，可根據(jù)需要向開挖面添加泡沫和聚合物，改善碴土的流動(dòng)性、止水性，減小刀盤面“泥餅”形成的機(jī)會(huì)。

結(jié)論：

通過采用嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的盾構(gòu)施工技術(shù)措施和管理組織，使合肥南站5號(hào)線標(biāo)段工程成功穿越了1號(hào)線成型隧道，在保證了1號(hào)線安全正常運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，順利完成合肥南站5號(hào)線的施工。施工中采取的一系列技術(shù)措施，對(duì)類似工程施工具有一定的借鑒意義。

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