王裴區間施工難點及措施

陳勝友

（中鐵三局集團 華東建設公司，南京 210000）

盾構施工工法是國內近年流行的一種機械化施工作業方法，與傳統的礦山法相比，其施工作業安全、自動化程度高、工人勞動強度低，越來越受施工單位歡迎。經過國內多年的施工實踐，盾構工法逐步被人們所認識，雖然盾構工法有很多優點，但其缺點也不少，因此施工過程中的風險管理越來越受人們重視。人們要不斷探索施工風險預控制技術，這樣不但可以提供施工質量水平和企業的技術管理水平，而且有利于避免質量、安全事故，降低施工成本。

風險管理關鍵在于發現問題，分析問題，采取應對措施和預防措施，總結經驗，不斷提高工程風險的管理水平。本文以濟南市軌道交通R3線王舍人站—裴家營站區間為例，對盾構施工過程中的—些風險分類概述，并找出問題產生的原因，進而提出處理措施。

1 工程概況

濟南市軌道交通R3線王舍人站—裴家營站區間為雙單洞隧道，該區間采用濟南中鐵重工軌道裝備有限公司生產的兩臺土壓平衡盾構機施工，盾構機于區間盾構始發井先后始發。區間隧道出王舍人站大里程端盾構井之后，沿工業北路直線向東推進，后線路由東轉向北，沿村莊、農田等向北推進，最后推進至裴家營站小里程端盾構接收井；其間區間下穿護城河及現狀龍脊河，局部下（側）穿農業銀行濟南東郊支行、蘇寧電器大樓，以及濟南化肥廠宿舍建筑群，在工業北路下穿工業北路復雜市政管線。本區間隧道右線起訖里程為右SK14+621.003～右SK17+443.207，全長2822.204m；隧道左線起訖里程為左XK14+621.003～左XK17+443.205，短鏈21.698m，全長2800.504m。本區間在右SK15+220.000里程處設置一處聯絡通道兼泵房，右SK15+820.000里程處設置一處聯絡通道，右SK16+423.857里程處設聯絡通道（與區間風井合建），右SK16+981.873里程處設置一處聯絡通道兼泵房。區間采用盾構法施工，區間聯絡通道（兼泵房）采用暗挖法施工，與風井合建聯絡通道采用明挖法施工。

王舍人站處隧道中心標高17.955m，王裴區間風井處隧道中心標高14.744m，裴家營站處隧道中心標高11.689m，7#聯絡通道處隧道中心標高8.923m，8#聯絡通道處隧道中心標高18.193m，9#聯絡通道處隧道中心標高7.507m。

2 工程施工難點及措施

王舍人站施工情況復雜，與工業北路高架橋及主體車站協同施工，施工場地受到了極大的制約。本區間掘進施工地層為復雜地層，盾構掘進施工期間沿途穿越工業北路高架橋樁基、下穿河流、穿越建筑物群，建筑物穿越完成后中間風井盾構接收空推過站，施工線路以上存在眾多市政管線；地下水主要為第四系松散孔隙承壓水，水位埋深一般為4.60～8.50m，穩定水頭標高24.62～32.86m。該區地下水涌水量較大，透水性較強，孔隙水單孔涌水量＞500m3/d[1-3]。

2.1 施工場地

王裴區間盾構自王舍人站始發，先自西向東掘進施工，然后線路由東轉向北掘進，在裴家營站接收。盾構始發前，由于場地的限制極大地制約了施工，通過合理規劃場地，優化設備進場時間，很大程度上提高了施工效率，縮短了工期，王裴區間左右線均提前進行始發。

2.2 復雜地層施工

區間隧道掘進主要為10-1粉質黏土、14-1粉質黏土、15-1碎石及16-1粉質黏土，部分隧道底部侵入膠結礫巖與閃長巖。針對復雜地層盾構機應合理選型，設置螺旋機防噴閘門，做好螺旋機防噴涌、盾尾防滲漏的措施，將出渣作為關注重點，針對性對土體進行改良。施工過程中嚴格控制好施工參數，精細化施工，密切監視各項施工參數，及時應對各種突發情況。目前，王裴區間右線已掘進施工至1302環，左線已掘進施工1465多環，左右線施工參數正常，各個工序整體銜接緊密，整體上提高了施工效率。成型隧道質量非常可觀，成型管片的錯臺、破損、滲漏情況均滿足施工要求，如圖1所示。

圖1 隧道成型圖

2.3 盾構穿越工業北路高架橋樁基

區間隧道左右線長距離穿越高架橋樁基，最小水平間距1.3m。目前，左右線掘進施工已成功穿越橋樁基完成，通過施工參數控制、地面監測輔助等手段，穿越平穩，未對高架橋造成任何影響。

2.4 穿越河流

本區間盾構沿線穿越護城河以及龍脊河。掘進施工中可能出現噴涌，盾構機螺旋機一定做好防噴涌的措施，盾尾做防滲漏處理。穿越施工前要進行基礎調查，合理布置監測點；設置掘進試驗段，總結試驗段的掘進參數，合理安排施工工序，優化施工工藝，避免地面的沉降或隆起。對于成型隧道，后期進行二次注漿，防止隧道滲漏水。

2.5 穿越建筑物群

盾構施工過程中需側穿區間沿線眾多房屋，個別房屋建筑年代久遠，無基礎，大大增加了施工難度。針對此階段施工，設置掘進試驗段，總結各項施工參數、注漿量以及出土量，優化施工工藝，防止地面出現沉降或隆起現象。事先對房屋的基礎形式進行調查，合理布置地面的監測點，施工中加強地面監控點的監測，及時將監測數據進行信息共享。

施工中采用壁后注漿檢測儀器，儀器開發的雷達檢測裝備能實現沿管片環向、縱向自動檢測，每斷面檢測時間小于5min，車架前方檢測機構環向檢測范圍應大于90°，后方檢測范圍大于150°，開發的同步注漿形態檢測結果圖像處理軟件集數據采集、數據處理、數據識別與解釋等功能于一體，實現對注漿效果的一鍵式處理和可視化展示，方便現場工人操作，可實現盾構施工自動監控平臺保護PC端和手機端APP，PC端和手機端APP具有查看盾構PLC數據、盾構位置信息、自動化監測實時數據及壁后注漿形態數據功能。通過同步注漿檢測裝備實現注漿效果的實時檢測，與地面監測數據互相反饋，為評價施工參數是否合理、判定施工措施是否可靠以及施工的調整等提供判定依據，為盾構安全順利完成穿越施工提供保障。施工過程中地面建筑物沉降遠遠低于設計值，未對建筑物造成影響。

2.6 穿越市政管線

本區間自西向東沿工業北路方向推進，沿途存在眾多市政管線，管線錯綜復雜，布置稠密，信息不全面。穿越市政管線前應與各產權單位進行溝通協調，進行市政管線的全面復查，穿越掘進時地面監測增加監測頻率，掘進過程中嚴格控制掘進速度以及同步注漿量。左右線已完成穿越的市政管線監測數據每日更新，所有管線沉隆值均在規范要求允許范圍內。

2.7 聯絡通道施工

本區間聯絡通道共設置3處，其中7#聯絡通道開挖面為全斷面碎石，8#、9#聯絡通道開挖面為黏土。采用普通加固方式打孔、開挖時存在隧道內進水，淹沒開挖工作面風險較大。開挖過程中可能發生突發涌水情況不易處理。為保證施工安全，聯絡通道采用“隧道內水平凍結加固土體，隧道內暗挖構筑”的全隧道內施工方案，即：在隧道內采用凍結法加固地層，使聯絡通道外圍土體凍結，形成強度高，封閉性好的凍土帷幕，然后在凍土帷幕中采用礦山法進行通道或泵房的開挖構筑施工。用凍結法加固地層的突出優點是：凍土帷幕均勻性好且與隧道管片結合嚴密，加固與封水效果良好，施工安全可靠。為了控制土層凍融引起的地層變形，需在凍土融化過程中進行跟蹤注漿。

2.8 中間風井過站

根據風井及盾構機的尺寸，在風井內無法安裝反力架給盾構機提供反推力始發，所以本次盾構機過站采用整體式過站，盾體與臺車不拆解，采用拼裝管片的形式進行過站。風井長36m，如采用始發基座進行過站，每個基座長度為10m，需要3副基座進行過站，且基座下方需用素混凝土進行回填，綜合各方面進行考慮，采用了常規的砼導臺加軌道的形式，風井底板標高一致，但是線路存在7.5‰的下坡，導臺設計為弧形導臺，導臺小里程與大里程端的高度不同，但是形式相同。拼裝的負環管片采用16點通縫拼裝與錯縫拼裝相結合形式，在成型管片腰部采用型鋼加固。縱向斜撐間距1.2m布設一道，保證推進過程中提供足夠的側向支撐力。

2.9 裴家營站盾構接收

王舍人站—裴家營站區間盾構自王舍人站大里程端始發，在裴家營站小里程端接收，裴家營站接收端水文地質條件復雜，粉質黏土層具有一定的滲透性，碎石、含碎石粉質黏土層滲透性強。裴家營站埋深較大，旋噴加固深度約24.8m，單純的高壓旋噴加固難以保證止水效果。根據地勘報告以及北京建工集團裴家營站現場施工情況，端頭加固深度范圍內地質情況較差，施工區域內局部存在厚卵石層，地下水量較大，存在突涌水風險。為保證盾構順利接收，端頭加固形式變更為冷凍加固。

2.10 機械維保制度

王裴區間總設計長度達2800m，對盾構設備以及后配套是一項挑戰。為保證施工連續性，機械設備正常運轉，對于盾構施工的機械，人們要制定維修保養制度，建立維修保養臺賬。對于機械進行定期巡查檢修，每日記錄機械使用情況及故障情況，提高機械的使用效率。

3 結語

盾構施工的重難點都對監理人員的素質提出了更高的要求，更需監理人員通過不斷學習和實踐，熟悉這些施工技術，掌握盾構法隧道施工質量監控重點及相應的對策，才能為今后盾構法隧道施工質量、施工安全提供有力的監督管理。