城市地鐵盾構隧道下穿運營鐵路施工控制技術研究

任權

摘要：隨著城市化進程的加快，地鐵網絡運營越來越復雜，盾構隧道下穿鐵路的狀況越來越普遍，作為盾構控制技術的重要內容，對地鐵盾構隧道下穿運營鐵路的研究有著重要意義。本文對盾構施工技術進行了簡要的概述，并針對盾構施工過程中出現的問題提出了解決策略，旨在加快盾構隧道下穿鐵路的研究進程。

關鍵詞：城市地鐵；盾構隧道；下穿鐵路；控制技術

盾構穿越原有的建筑是盾構技術中較為復雜的問題，目前城市地鐵的建設進程逐漸加快，越來越多的地鐵網絡建設錯綜復雜，再加上盾構隧道下穿鐵路的要求，力求對原有的地鐵網絡的影響降到最低，這成為了時代研究的重點問題和難點問題，對其進行深入研究就顯得十分必要。

一、盾構技術的概述

目前針對盾構穿越技術的研究理論成果較多，可對于在可控制范圍內對穿越中的注漿壓力、土倉壓力的范圍研究較少。盾構技術是地下暗挖隧道的一種重要方法，大部分是使用地鐵盾構機進行作業，對地下空間進行掘進，首先要保證隧道基面的穩定性和安全性，防止基面坍塌的情況，從而在地下安全的進行隧道開挖的施工，具體的施工過程是首先在隧道的一端開挖基坑，然后將掘進的設備吊入基坑內，設備便可在基坑內進行掘進作業，按照指定的設計路線推進到隧道的另一端，盾構技術的特點是施工的過程自動化程度高，全過程機械化作業，極大的節省了人力，提高了工作的效率，且受氣候的影響因素較小。一般在隧道較長、工程量較大的情況下會選擇盾構技術，盾構技術較于傳統挖掘技術更為經濟合理，它的施工過程主要由三方面組成，包括開挖面的穩定過程、挖掘排土的過程和砌后灌漿的過程。其中保證開挖面的堅固是工作的主要方向，也是區別于其他掘進方法的最明顯方面，有的硬巖本身的硬度較高，穩定性較好，一般不存在開挖面穩定性的問題。

二、盾構技術的分析

減小盾構隧道所要穿越的鐵路處于運營狀態，這對盾構穿越的施工提出了更高的要求，盾構穿越施工對既定運營的鐵路造成的影響，同時也要在施工前做好風險防范工作。目前主要有三個方面的風險需要防治。第一方面，施工隧道與要穿越的線路垂直距離小，在進行模擬建設隧道距離穿越線路約有18.7米高，即施工20米左右，而出入段線的結構中，底板距離隧道結構的距離大約為5.3米。對于運營列車的隧道保護要求十分苛刻，必須要確保地鐵運營的安全，盾構穿越施工將正在運營的線路列為一級保護等級，足可見其重要性。斜向穿越的距離較長。隧道與原有的線路斜向交叉時，需要穿越的距離較長，在如此長距離的穿越過程中要采取有效的保護措施，保障既定線路的正常運營。第二方面，施工技術的保護措施。雖然進行了具體分析，但為了更好的抵御風險，還需要在實際施工期間落實好保護措施。成立專業的領導小組，加強對穿越工程的領導，選擇富有建設經驗的施工工人進行建設。在穿越工程施工前對技術工人進行較為綜合的技術交底，確保工人落實好各項保護措施。在穿越施工進行期間，要安排相關工人進行值班，實時監測鐵路的運營情況，有特殊情況發生時及時和領導小組進行溝通協商。還要進行實地勘測并辦理好相關的手續。如果按照穿越工作進行時間來劃分，可分為兩個階段，第一個階段是在施工之前，要到相關的運營公司辦理手續，在獲得公司的允許后，才能進行作業。第二個階段是在進行了部分穿越工程時，要進行實地勘測，了解地鐵建設的內部結構以及實際施工狀況，并記錄好數據，以便更加準確的進行施工指導。第三方面，在穿越工程竣工之后，要對列車的并行進行控制。當盾構工作順利進行到并行階段，穿越工程所存在的風險也就基本上得到了控制，但在這種情況下，仍然要注意對原有線路的影響，在結構的建設中加強對于參數的控制，確保整個工程實際的施工數據合乎設計的參數，從而保證穿越過程的順利竣工。

三、控制技術的措施分析

在盾構穿越工程之中，要確立方案合理、嚴密監控的施工原則，施工中可以采取以下有效的控制措施。第一，在試驗階段確定施工的參數，要不斷探索在試驗階段掘進參數對于整體工程的影響，為盾構穿越鐵路建設積累寶貴的經驗，從而更好的完成施工。第二，要合理控制掘進的速度。在盾構穿越鐵路之前，要將掘進速度控制在平均速度的三分之一到三分之二，控制施工速度的均衡性，注意各個環節的銜接。第三，進行嚴格的壓力管理。當穿越進度將要達到鐵路時，要適當的增加土倉的壓力，控制土倉壓力的穩定性，避免壓力出現加大的波動。第四，還要對渣土進行管理，確保挖土的準確性。要控制出土量和進土量相一致，嚴禁控制出土超量，一旦發現特殊情況，及時排查原因。第五，加強監測，及時進行參數調整。在穿越鐵路施工期間要及時反饋施工的信息，實時監測盾構機各個性能的參數，做到信息化的進行施工。

四、盾構施工中問題的處理策略

雖然在盾構工程進行之前進行實地考察，也對環境進行了分析，但地下盾構工程仍是一份比較抽象的工程，任何情況都有可能發生，再加上地下地鐵網絡建設復雜，給穿越工程增加了更大的難度。當盾構機進入控制階段期間，其內部很容易出現進水的情況，當發現有進水的情況時，要立即啟動應急方案，讓應急人員進入相應的崗位，準備好應急物資。還要立即停止掘進工作，保持土倉的壓力值。調整監控的頻率，對流水的情況要實時的進行監控。如果觀察流出的水為清水，沒有摻雜任何的砂礫，發現監測點沒有發生明顯的變化，此時要保持監測的點不變，對工程的掘進狀況沒有很大的影響。

五、結束語

總之，盾構穿越工程要在掘進的過程中進行有效控制，且要根據實際的情況制定科學的方案，采取有效的措施保證穿越工程的順利完成。可制定科學的專項施工方案，在進行穿越施工之前進行優化和修正，讓最后的施工方案更具有科學性。要加強對于周邊環境的檢測，對可能發生的特殊狀況進行預測，發生特殊狀況及時處理，將損失降到最低。還要做好應急方案，在穿越施工的過程中應急人員必須時刻待命，在發生險情的第一時間趕到事故現場，進行事先準備好的應急方案。加強監控，增加監控的頻率，監控的數據要及時的進行播報，只有各方面嚴格要求，各部門協調合作，才能保證穿越工程的順利完成。

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（作者單位：中鐵四局集團第四工程有限公司）