盾構隧道近距離下穿既有地鐵線路安全控制對策

趙猛

【摘要】本文主要以盾構隧道近距離下穿既有地鐵線路工程為背景，簡單介紹了近距離穿越既有地鐵線路工程的施工控制要求，并提出了幾點施工安全控制措施，以僅供日后相關領域人員的參考借鑒。

【關鍵詞】盾構隧道;近距離下穿;地鐵;安全控制;既有線

在地鐵的實際施工過程中，工程體量大，且屬于高風險建設工程，隨著城市化進程的逐漸推進，地下環境中的結構設施越來越多，如何保證在盾構隧道下穿施工順利開展的同時，又不會對既有地鐵線路的正常運行帶來影響，成為了相關領域人員不得不面對的問題之一。

1、施工控制要求

在進行地鐵施工建設的過程之中，主要需要加強控制的是區間隧道施工期間的變形問題，而就實際施工來說，其變形問題大致可劃分成以下三個方面：（1）隧道周邊土體結構的變形，會直接威脅到附近建筑體的安全性與穩定性;（2）既有結構附近土體的變形，情況嚴重時便會直接引起既有結構出現坍塌，嚴重威脅到人們的生命財產安全;（3）支護結構發生變形，會導致隧道施工存在較大安全風險。

此外，若是出現沉降問題也會對隧道施工帶來影響：（1）地層沉降對隧道的影響。盾構施工可能會使得附近土體受到擾動，從而在開挖斷面上出現不均勻的沉降槽，對既有地鐵線路的正常運營帶來不良影響，成型隧道管片會隨著沉降槽的形成而使得管片間的應力重新分布，導致管片見的重復擠壓破損;（2）地層沉降對軌道的影響。盾構施工會使得附近土體受到擾動，使得土體出現不均勻沉降，而一旦土體出現沉降，軌枕的支撐面會隨之也發生一定的下沉，使得軌道多支座超靜定系統也受到破壞。并在列車動荷載作用之下，這些支撐面下沉的軌枕會連帶軌道發生顯著變形，使得軌道中應力大幅增高，當土體沉降較大時，甚至會使軌道斷裂;（3）軌道差異沉降對列車運營的影響。盾構施工近距離下穿既有地鐵線路時，周邊土體會受到擾動，使得地層發生差異沉降，軌道也會隨之出現差異沉降。而差異沉降會和列車自振結合起來，導致列車振幅變大，使列車出現搖擺運動。

所以，在施工作業期間，必須要有效確保結構物不發生變形、裂縫和沉降等問題，即使存在以上情況也需要將其控制在一定范圍內，不能超出允許范圍，如此才能有效確保施工作業安全、順利的進行[1]。

2、盾構隧道近距離下穿地鐵施工安全控制措施

2.1施工控制措施

在進行盾構隧道近距離下穿地鐵施工時，必須要采取合理的措施，確保既有建筑結構與周邊環境不受破壞，保障施工的順利進行，主要措施有：

（1）同步注漿。為了防范既有結構沉降問題的出現，在進行盾構掘進時，需要迅速在刀盤開挖輪廓與盾體外緣之間的間隙脫出盾構后的襯砌背面環形建筑間歇中填充足夠的漿液材料，達到控制盾構通過是下沉的目的。結合地質環境特點，漿液配比、注漿壓力、注漿量以及注漿的起止時間會對同步注漿的具體效果起到重要作用。由于漿液能夠在短時間內凝固，這會對后期沉降起到一定的限制作用。在進行同步注漿時，以選擇使用緩凝無機材料最佳，當注漿材料充分凝固之后會具有低收縮性。在開展注漿工作時，需要對注漿的壓力與流量變化進行細致觀察，對注漿參數進行嚴格把控。

（2）二次注漿。采取二次（或是多次）注漿是為了彌補同步注漿所存在的不足之處，同時也是防范地表沉降的有效措施，能夠讓盾構在穿越建筑物、鐵路軌道、道路與地下管線時，極大程度的減小地表沉降。襯砌背后進行二次注漿，重點對拱部120°的范圍實行施工作業[2]。

（3）監控測量指導盾構施工。依照理論研究結果，同時聯系工程施工現場，對盾構掘進提供實測控制指導，并針對盾構掘進時的不同階段、不同參數下位移規律、土層擾動以及參數敏感性等做出詳細的分析探討，以此實現對盾構各項施工參數準確性的有效把控。在下穿既有地鐵線路時，地鐵下方一定范圍會引起土體的附加水平應力，所以對穿越前所確定的土壓力應當進行適當的提升，且因為存在土層構成復雜、地面超載作用力以及建筑體基礎結構等不確定因素，所以，應當按照穿越時的具體情況模擬拖進試驗，在按照反饋數據對計算的靜止土壓力實行調整與改進，其后再正式開展盾構掘進施工。在盾構掘進期間，需要確保足夠且有效的注漿量與注漿壓力，掘進的速度要遵守慢速、均勻的原則。

2.2下穿施工時的安全保護措施

在開始盾構施工之前，應當聯系施工場地的地質狀況以及下穿施工的作業特征，對盾構機的適應情況實行技術剖析。在盾構施工前期準備階段，還應當對盾構機采取全方位的維修與養護，對刀具進行檢查與替換，從而為迅速、高效的下穿既有地鐵線路打牢基礎，保證穿越過程中的沉降控制效果。在施工作業前，應當制定出一套周密嚴謹的應急預案，在正式施工時，應當安排專人對施工情況進行巡視檢查，若是發現異常狀況，需要立即采取應急預案的相關措施。

在盾構下穿段作業時，因為會對既有線結構造成一定影響，從而具有較大風險，此時，不僅需要對盾構隧道的掘進施工做日常監測，還要在既有線隧道周圍安設自動化監測設備，基于自動全站儀來實現對出入線段的結構與道床的全方位、全天候監測。并且，要按照監測計劃，事先布置好每一處監測點，從而能夠在開始監測工作之時，監測元件能夠迅速進入至穩定的運行狀態。監測所得數據可經由遠程操控系統直接傳輸至計算機，以此作為施工指導依據。監測的周期需按照施工具體情況隨時使用計算機做出調整，所設置的最小監測頻率為1次/h。

結合風險評估分析結果，并聯系設計需求，可實施以下措施予以保護：為保證既有線區間隧道能夠繼續安全的運行，需要對既有軌道進行專項保護，詳細實施措施為，先對鋼軌、扣件以及道床等實行全面細致的檢查，保證既有軌道結構處于穩定、牢固的狀態。在對區間下穿出入段線區段以及兩側各ID（出入段線區段隧道跨度）范圍段落裝設軌距拉桿防護設施，同時在下穿作業正式開展之后將其限速運行，尤其是下穿出入段線要盡可能的在列車停止運行時進行施工[3]。

結語：

綜上所述，地鐵作為一項便民設施，受到了老百姓們的喜愛，隨著城市的逐漸發展，地鐵路線增加，變得錯綜復雜，在實際的隧道施工中，要采取合理的安全控制措施避免對既有地鐵線路造成影響。

參考文獻：

[1]王道鋼，楊鐘凱.分析隧道近距離下穿既有線地鐵線路安全控制對策[J].城市建設理論研究（電子版），2019（13）：140.

[2]張軍榮.隧道近距離下穿既有線地鐵線路安全控制[J].建筑，2018（16）：71-73.

[3]張福忠.地鐵隧道超近距離下穿既有線安全施工技術[J].山西交通科技，2015（03）：87-90.