零沉降下穿有軌電車的施工控制研究

陳 剛

中鐵十四局集團隧道工程有限公司，山東 濟南 250000

1 工程概述

盾構區間左線下穿珠江段里程為ZDK55+715.42～ZDK57+111.91，區間右線下穿珠江段里程為YDK55+668.02～YDK57+119.34，過江段長度約1600m。區間左、右線主要穿越地層為中風化、微風化泥質粉砂巖、微風化礫巖，線路最小轉彎半徑為600m，最大縱坡為15‰，隧道拱頂最大埋深為25.5m。其在區間左線里程為ZDK56+600～ZDK56+6263，在區間右線里程為YDK56+627.0～YDK56+690.0，側穿獵德大橋，以直徑為2500mm的鉆孔灌注樁作為橋樁，隧道管片與橋樁的凈距為6.02～11.95m。其中，距離珠江大堤近和確保有軌電車零沉降是施工中的重難點。

2 施工組織注意事項

（1）掘進模式選擇。掘進前根據埋深及之前總結的掘進數據，合理計算掘進土倉壓力，綜合詳勘資料合理選擇掘進模式（土壓模式、氣壓輔助模式），<8-3>中風化泥質粉砂巖、<9-3>微風化泥質粉砂巖層覆土厚度超過0.5倍洞徑時，為防止掘進過程中刀盤結泥餅，選用氣壓輔助模式掘進。氣壓輔助模式掘進停機期間嚴格控制土倉壓力，掘進期間通過調整泡沫管路氣體流量、輔助氣壓裝置及倉內渣土高度控制土倉壓力。推力保持在23000～27000kN，扭矩為3000～6000kN·m，土倉壓力為180～230kPa，推進速度為30～50mm/min。

（2）掘進渣土改良控制。每環掘進期間通過渣溫監測了解艙內情況，渣溫一般控制在30～34℃，高于40℃時刀盤判斷出現結泥餅情況。每環對渣樣進行分析，判斷地層是否與圖紙相符，尤其要注意渣土中是否含砂，實際與圖紙基本相符。渣土改良可直觀通過螺旋扭矩判斷，螺旋機扭矩小于理想值時加大土倉內泡沫和水注入量，在螺旋轉速、螺旋扭矩、掘進速度有明顯提高時，加大泡沫和加水量，盡量保證倉內渣土改良，同時要注意此時的螺旋機閘門開度不要過大，避免出現突然噴涌關閉不及時而漏渣的情況。

（3）掘進出渣量控制。掘進期間至少建立1/3倉渣土，通過氣壓輔助模式掘進該段地層，快速通過，避免欠壓造成地層水進入土倉，導致微風化泥質粉砂巖失穩坍塌，同時避免倉壓過高造成上部砂層和淤泥質粉細砂地層擊穿連通土倉，掘進期間嚴格保壓掘進，渣斗理論掘進行程為270mm左右。出渣稱重控制<9-3>微風化泥質粉砂巖地層，稱重數據第一時間反饋至值班領導，根據掘進油缸行程和土倉壓力變化合理分析，是否存在超方情況，根據前期掘進參數統計，出渣量控制在每環理論出渣量的140%～150%，重量約250～280t。如有超方、超重情況，工作人員要對方量進行計算，脫出盾體后增加同步注漿和二次雙液注漿施工。

（4）同步注漿控制和雙液注漿控制。同步注漿要保證與隧道掘進油缸行程同步，每斗掘進同步注漿注入量為1.5～2m3，每環同步注漿量在12～14m3，同時控制注漿壓力小于400kPa，注漿時通過注漿量和注漿壓力雙控。雙液漿根據壁后同步注漿飽滿程度進行拱頂補漿液，平均每環雙液二次注漿量為1～2m3，注漿壓力小于400kPa。雙液漿施工控制管片上浮和管片壁后填充空隙，減小匯水通道作用，雙液漿注入前需做試驗確定凝固時間，選用凝結時間在15～20s，雙液漿配合比如表1所示。

表1 渣土改良用量

（5）盾構機姿態控制。掘進期間嚴格控制盾構機掘進姿態，避免因盾構機蛇形擺動造成對底層的非必要性擾動。盾構機姿態水平前后點控制在±20mm，垂直前點控制在-40～-30mm，后點控制在-45～-40mm，糾偏原則遵循勤糾、緩糾原則。勤糾：姿態正常情況下也要不斷對盾構機姿態進行調整，把姿態控制在要求范圍內；緩糾：在盾構機出現過大變化時，不要急于調整，避免出現大趨向、大俯仰掘進，盾構機掘進姿態每環調整量在-5～5mm，這可以保證成型隧道管片質量，避免出現錯臺。穿越前對盾構機進行維保和檢查，著重于密封系統、拼裝系統、空壓機系統、注漿系統及刀盤主驅動系統的檢查，避免設備故障造成長時間停機。

（6）巡檢工作。停機前在地面刀盤、盾體前后30m范圍內布設監測點，停機過程中每天進行地面監測。停機地面位置每天安排專人進行白晚班地面巡視，如發現異常立刻通知值班領導進行上報處理。

3 施工組織過程控制

（1）組織到位。成立專門通信聯絡組，由專人負責盾構機下穿工作。

（2）方案準備。盾構掘進施工前，先后組織相關經驗豐富的專家對安全專項施工方案進行論證。

（3）節點驗收準備。①盾構始發、掘進前，由業主監管部主持節點驗收，第三方監測、勘察單位各方負責人參加。②監測方案已審批，監測點已按監測方案布置好，且已測取初始值并經第三方監測單位復核，控制值已確定。③珠江南岸江堤沉降監測點布設完成，并經第三方監測單位和監理單位驗收完成，測取初始值。獵德大橋6項監測項目為第三方監測單位自動化監測項目，海心沙地表和建筑物沉降監測點在盾構到達前100m測取穩定的初始值。④為了保證下穿珠江高風險管控力度，計劃沿江布設3～4個高清攝像頭，設距500m，監控有軌電車和珠江河道，后期再根據施工情況安設剩余攝像頭，計劃安裝位于獵德大橋和海心沙。管理層、作業層準備就緒，人員均經過培訓交底，均持證上崗，能夠達到掘進施工要求。

（4）物資準備。現場施工物資由監理、施工單位聯合檢查準備齊全。

4 施工效果總結

（1）管片成型監測。管片成型監測表如表2所示，由表2可知，管片上浮量均在控制范圍內。

表2 管片成型監測表

（2）地面沉降監測。通過各個參數的控制，最終形成監測數據。盾構到達前，沉降值為1.67mm；盾構機通過后，整體沉降在-1.95mm以下，均在有軌電車預警值2.6mm以下；3～4d土體逐漸穩定。11月8日—11月9日對有軌電車進行自動監測，位移量均在正常范圍內，未超出預警值，截止到后期（11月23日）進行跟進監測，位移量均處于正常范圍內。

5 結束語

盾構下穿有軌電車風險較高，公司領導和項目部應著重強調保障施工安全和施工質量，領導和監理部要對現場施工參數、流程進行精細管理，預防事故，使施工平穩有序進行。現場測量監控應及時、細致，安全和質量管理要到位。