安兜站—湖里法院站盾構區間施工重難點及應對措施

付 焜

（中鐵五局集團有限公司，湖南 長沙 410117）

廈門市軌道交通3號線安兜站—湖里法院站區間盾構隧道工程起訖里程為DK10+846.478～DK11+503.607，雙線長度為0.65km；中心里程為右DK11+308.486，該處設聯絡通道一座（兼作廢水泵站）。工程需要近距離下穿眾多建構筑物，風險極高。文章針對施工過程中的重難點進行分析，并提出針對性的解決措施。

1 工程概況

1.1 工程位置

安湖區間位于安兜社區枋湖北二路，西起安兜站，向東沿枋湖北二路敷設，在枋湖北二路與金尚路交叉口接入湖里法院站。工程位置如圖1所示。

圖1 安湖區間位置示意圖

1.2 設計概況

安湖區間起點為安兜站，終點為湖里法院站，左線起點里程為DK10+846.478，終點里程為DK11+503.607。左線長度為647.336m，左線短鏈9.993m，右線長度為657.129m，區間總長度為1304.30m。區間線路呈V型坡，左右線路最小平曲線半徑為350m。線間距為14～15m。隧道頂埋深7.8～14.5m。區間線路最大坡度為23.397‰。區間設1座聯絡通道兼廢水泵房，采用礦山法施工，聯絡通道設計中心里程為右DK11+308.486。該標段區間隧道由2個單線盾構區間、1個聯絡通道（兼作廢水泵站）、4個洞門結構及相關附屬工程組成。

1.3 工程地質、水文地質

（1）地形地貌。區間隧道主要順延枋湖北二路或其外側敷設，線路原始地貌殘積臺地區，沿線地勢基本平坦，地面高程17.5～29.0m。

（2）工程地質。場區沿線地層結構較為復雜，巖土層種類較多，巖土的埋深、厚度及性能變化較大。主要有：填筑土＜1-5＞，厚0.2-1.5m；素填土＜1-2＞，堆積時間達10年以上，厚0.3～3.4m；粉質黏土＜3-1＞，厚0.8～11.3m；殘積砂質黏土＜11-1＞，厚9.4～15.9m；殘積黏性土＜11-3＞，厚3.9～19m；全風化凝灰熔巖＜12-1＞，厚1.0～13m；散體狀強風化凝灰熔巖＜12-2＞，厚2.3～15.8m；碎裂狀強風化凝灰熔巖＜12-3＞，厚1.0～10.8m；中等風化凝灰熔巖＜12-4＞，厚0.5～6.1m；微風化凝灰熔巖＜17-5＞，厚3.2～5.3m；全風化花崗巖＜17-1＞，厚2.6～14.8m；散體狀強風化花崗巖＜17-2＞，厚0.4～16.1m；碎裂狀強風化花崗巖＜17-3＞，厚1.6～18.3m；中等風化風化花崗巖＜17-4＞，厚0.6～4.0m。該區間隧道主要穿越殘積黏性土和全～強風化凝灰熔巖。

（3）水文地質。①地表水及地下水的類型及賦存環境。按賦存介質，地下水可分為3類：賦存于第四系填土層中的松散巖類孔隙水；賦存于殘積層及全、強風化帶中的風化殘積孔隙裂隙水；賦存于碎裂狀強風化帶及以下的基巖裂隙水。②地下水補給、徑流、排泄及動態特征。場區松散巖類孔隙水、風化殘積孔隙裂隙水及基巖裂隙水均直接或間接接受大氣降水補給，但補給程度有一定差異，另外尚可接受部分地表水體的下滲補給。

（4）沿線主要不良地質。該項目擬建安湖區間場區未發現不良地質作用，特殊性巖土主要為人工填土、殘積土及風化巖。

1.4 周邊環境

盾構下穿地面建筑物及管線情況如表1所示。

表1 盾構下穿地面建筑物及管線

1.5 主要工程數量

本盾構區間隧道工程可分為兩大塊——盾構隧道及附屬工程。（1）盾構區間隧道工程雙線總長1304.30m，土方開挖量約47609m3，管片共1088環。（2）附屬工程包括1個聯絡通道（兼作廢水泵站）及4個洞門。

2 重難點分析

2.1 工程特點

（1）本工區線路地面交通流量大、周邊建筑物密集、地下管線眾多（幾乎涵蓋所有市政管線），存在多次交通疏解和管線改遷。受前期工程復雜性和艱巨性影響，安兜站存在潛在工期風險，對項目的協調、組織能力提出更高要求。若車站工期延滯，則盾構區間工期也相應滯后。（2）廈門是全國文明城市、國家級園林城市，對文明施工、環境保護標準要求高。

2.2 工程重難點及對策

（1）盾構始發車到達。始發、到達是盾構施工的關鍵點，端頭地層主要以粉質黏土、殘積黏性土為主，端頭加固為高壓旋噴樁，地下水位、安全風險較高，保證盾構始發與到達的安全是盾構掘進的重點。應對措施：①采用三重管高壓旋噴樁對始發、到達端地層進行加固并輔以降水井進行降水施工，確保加固效果。②洞門安裝簾布橡膠板防水，進洞口處設置拉緊管片措施。③托架及反力架加固焊接時必須滿焊并滿足受力條件。④盾構施工時嚴格控制土倉壓力，確保開挖面穩定。⑤加強測量及監控量測，信息化施工。⑥做好應急預案。

（2）盾構隧道穿越一般段。本區間隧道穿越地層主要為<11-3>殘積黏性土、<12-1>全風化凝灰熔巖、<12-2>散體狀強風化凝灰巖。推進過程中若參數選取不當、超挖、注漿不及時、不足量，易造成刀盤上方土體坍塌。應對措施：①采用復合式盾構，優化施工參數，保證開挖面穩定，加強同步壓漿與必要的補壓漿措施來控制土層沉降。②隨時調整盾構施工參數，減少盾構的超挖與欠挖，以改善盾構前方土體的坍落或者擠密現象。③采用同步注漿，減少盾尾通過后隧道外圍形成的空隙，減少隧道周圍土體的位移。④加強監測，采取相應措施，包括對建（構）筑物的變形、沉降的監測。若發生較大變形，應及時反饋以及采取必要的措施。

（3）聯絡通道施工。聯絡通道開挖范圍內地層從上至下為<11-3>殘積黏性土、<17-1>全風化花崗巖和<17-2>散體狀強風化花崗巖，進行洞內帷幕注漿，很難達到加固后土體具有良好的自立性、密封性和必要的強度的要求。進行洞內開挖時有可能出現掌子面失穩的情況，出現掌子面垮塌，以及突泥、突水現象，并造成地面塌陷，形成較大的施工安全風險。應對措施：①采用洞內全斷面注漿加固地層，并在地面布設降水井及進行預加固。②開洞門時，對既有隧道做好臨時支撐體系防護，并在洞門處安裝封堵門。③聯絡通道開挖施工中堅持短進尺、早封閉、強支護、勤量測的施工原則。④洞提開挖完成后，做好壁后注漿，防止后期沉降。⑤做好應急預案。

（4）穿越地下矩形管溝。地下矩形管溝為上水管，2600mm×1800mm，埋深5.27～5.42m，隧道結構豎向距離為4.1m，與右線隧道結構線豎向距離為4m。已廢棄使用。應對措施：①加強施工控制及監測，優化施工參數。②加強洞內的同步注漿和二次注漿。③根據監測情況，必要時實施跟蹤注漿，并制定應急搶險措施。④地下矩形管溝變形控制指標：位移20mm，變化速率3mm/d，傾斜率控制值為0.005；警戒值由第三方監測確定。

（5）下穿燃氣管10kV電力管。區間下穿燃氣管，燃氣管為Φ159鋼管，地面埋深0.92m，與隧道豎向間距10.5m。10mV電力管，管徑300mm×150mm，總2孔，用1孔，埋深約0.82m，與隧道豎向間距7.7m。掘進時可能對管線造成破壞。應對措施：①加強施工控制及監測，優化施工參數。②加強洞內同步注漿和二次注漿。③根據監測情況，必要時實施跟蹤注漿，并制定應急搶險措施。

（6）盾構區間潛在的孤石。根據地質詳勘報告揭示該工區項目區間存在球狀風化體（孤石）的發育，孤石發育具有離散性，受鉆探平面布置及孔徑局限，無法完全揭示區間發育孤石數量及規模，在設計和施工中應充分考慮其不確定性，不可忽視未探明孤石的存在。分布于區間隧道的孤石，對盾構施工構成極大安全風險。應對措施：采用地質雷達結合地震反射波法及加密地勘孔對標段沿線內孤石情況進行詳細勘察，初步明確孤石的位置及大小，對探明的孤石進行爆破預處理。①采用地面打孔預裂爆破處理。②在掘進中卡在刀盤面板前面無法進入土倉內的孤石，需考慮從洞內帶壓進倉進行處理，在倉內主要采用巖石分裂機或靜態爆破方式對孤石進行處理。③爆破后注漿加固。孤石爆破處理后，爆破震動造成地層松散，在盾構掘進過程中渣土改良摻加泡沫劑，經爆破擾動過地層極易出現泡沫劑等沿松散孔隙或爆破孔涌出地面，造成污染和浪費，同時，破壞土壓平衡。為確保安全，在孤石爆破處理后對隧道周邊松動地層采用注漿方式充填加固，以提高盾構在掘進時周邊圍巖密實度和自穩力。注漿加固范圍：垂直方向隧道底部至頂部以上5m，橫向為隧道兩側以外2m，縱向為盾構切口后方1m至刀盤前方3m。注漿孔間距1.2m，盡量布置在爆破孔上，使爆破擾動最大的部位得到最強加固。

3 結束語

文章針對施工過程中的重難點進行了分析，并提出了針對性的應對措施，為工程實施提供技術支持，也可為類似工程提供技術參考。