鄰近既有線盾構始發掘進接收施工技術

賈明倫

（中鐵十四局集團第四工程有限公司 山東濟南 250000）

1 工程概況

錦繡隧道位于成都市市區內，由三部分組成：進出口明挖段、盾構接收及始發井與區間盾構隧道。進口里程為DK0＋420，出口里程為DK4＋075，中心里程DK2＋247.5，為設計時速80 km客專鐵路雙線隧道，隧道拱頂最大埋深約60 m。

盾構區間隧道（DK1＋150～DK3＋770）長2 620 m，采用直徑12.79 m土壓盾構施工。隧道外徑12.4 m、內徑11.3 m，幅寬1.8 m。路線縱向坡型為“V”字型坡，縱向坡比最大為－30‰，最小轉彎半徑為654 m，主要穿越地層為弱風化巖［1］，部分為強風化巖層，地質復雜，盾構施工難度大，見圖1。

圖1 隧址平面

2 總體施工技術與重難點

2.1 總體施工技術

采用1臺開挖直徑12.79 m土壓平衡盾構機，盾構掘進長度2 620 m。

采用連續皮帶機進行渣土運輸，物料采用無軌運輸，采用大功率風機通風保證施工［2］。洞內單車道通行，在盾構機尾部設置車輛調頭平臺。

2.2 施工重難點

（1）始發井左側為錦泰機動車檢測站，右側為既有成渝成都南上行聯絡線，成型隧道距離成渝成都南上行聯絡線橋墩外邊線僅為12.55 m；接收井右側為既有東環線，成型隧道距離東環線橋墩外邊線僅為13.28 m。鄰近既有線施工安全風險等級高［3］，施工要求嚴格。

（2）盾構始發時隧道埋深為8.6 m，約為0.7倍洞徑，接收井盾構隧道埋深為8.42 m，約為0.7倍洞徑，上部土層主要為人工填土、膨脹土、風化泥巖［4］，掘進過程中易造成盾構機上浮。

3 施工工藝操作流程

3.1 總體施工工藝流程

總體施工流程見圖2。

圖2 總體施工工藝流程

3.2 盾構機始發

盾構機始發［5］工藝流程：始發托架、反力架、弧形導臺制作→盾構機組裝→盾構機調試→始發（接收）井端頭加固→洞門密封及橡膠簾布安裝→負環拼裝及加固→盾構試掘進→始發洞門封堵。

3.3 盾構掘進

盾構掘進流程：洞內布置→盾構掘進→盾構機調試→盾構掘進操控程序及掘進參數調整→管片拼裝→盾構姿態控制→隧道通風設置。

3.4 盾構到達接收

盾構機到達施工主要內容包含：盾構機定位、接收洞門位置復核［6］、地質加強處理、洞門加固、安裝洞門圈密封設施、安裝接收基礎底座等。施工中按照要求控制盾構機的水平偏位與垂直度，將偏差控制在最小范圍內［7］。工藝流程主要有施工準備→接收托架制作→盾構機步上接收托架→到達施工參數控制→盾構機吊拆［8］，見圖3。

圖3 盾構機拆卸流程

3.5 監控監測［4］

施工期間對結構建筑物、管線、地面進行變形監測，提供及時、準確的信息用以分析在施工期間的安全及施工對周邊環境的影響，并對可能存在的安全隱患提供準確、有效的預測預警，避免安全事故出現；檢驗設計理論，積累資料和經驗，為以后的同類工程提供類比依據，見表1。

表1 施工監測項目

監測斷面測點布設見圖4、圖5。

圖4 地表點位布置

圖5 洞內點位布置

3.5.1 監測方法

（1）巡視觀察：主要包括開挖面地質狀況觀察、支護結構體系觀察、周邊環境觀察、監測設施觀察。巡視檢查專人負責，每日至少一次，大雨或周邊有大型機械作業加大檢查次數；記錄表及時進行梳理，結合監測數據進行全面分析［9］。

（2）地表監測：盾構段地表監測每50 m設一斷面；過既有建（構）筑物時加密為每10 m設一斷面，橫向間距為線路中心兩側各0 m、6 m、7 m、8 m、9 m。

明挖段地面監測每10 m設一斷面，左右兩側各5個點，橫向間距為5 m，見圖6。

圖6 地表沉降觀測點

（3）建筑物沉降觀測：一般測點設于建筑的四角、埋深以及地質條件變化、高低層建筑等交接處的兩側；部分埋設于有縫隙兩側及受振動有顯著影響的部位及基礎下的暗溝處。

（4）地下管線監測：根據管線類型及現狀，監測位置設置在管線的節點、轉點和變形較大的位置；壓力管線設置直接監測點；在無法埋設的部位，采用埋設套管法設置測點；改移管線時，回填前直接把監測點埋設于管線上方，見圖7。

圖7 地下管線及測點布置

采用電子水準儀按精度要求進行各監測點的測量，監測精度為 1 mm［9－11］。

3.5.2 監測成果分析

監測成果分析主要包括統計性分析、預警情況分析、最終分析，見圖8。

圖8 監測外業工作開展流程

4 施工控制措施

（1）盾構始發、接收前端頭加固

盾構始發及接收前對土體進行加固［10］，采用地面袖閥管及A108大管棚進行加固，避免盾構機出現下沉或抬頭現象，見表2。

表2 加固措施

（2）盾構施工控制［7］

①盾構姿態控制［11］：盾構保持平穩掘進，減少偏差及對正面土體的擾動。平面位置控制在±50 mm之內，掘進速度保持在50 mm／min左右，防止因掘進速度過快對正面土體產生較大沖擊。

②加強過程監測［12］：通過地表監測、建（構）筑物監測數據及時調整施工參數，將對地面沉降的影響降低到最小。

③加強同步注漿：同步注漿漿液采用水泥砂漿，根據施工速度調整漿液凝結時間，嚴格控制漿液配比，確保其和易性和流動性。采用注漿量和注漿壓力的雙控措施，既要保證漿液充填率，也要避免注漿壓力過高產生劈裂。

④加強泥漿質量控制，拌和優質新漿，以保證形成致密泥膜封閉掌子面，提供足夠的支撐壓力。

（3）洞內注漿

在盾構通過后對始發及接收20環內的管片通過管片上注漿孔利用φ32×3.5 mm鋼花管對隧道周邊土體進行加固，鋼花管長度不小于1.5 m。

（4）防止隧道上浮（防浮）措施

①施工期間嚴格控制隧道軸線，每環均勻糾偏，減少對土體的擾動。

②加強注漿質量，使其遇泥水后不產生裂化，能均勻地布滿隧道周圍。

③當發現隧道上浮量較大時，應立即對已建隧道進行補壓漿。

④加強縱向變形的測量，并根據監測結果進行針對性注漿糾正。

5 鄰近既有線施工安全防護措施

（1）施工準備工作完成后，邀請設備管理單位到現場進行檢查確認。

（2）根據設計要求對鄰近既有線設置監測點，做好標記，測量班對監測點進行數據采集，發現問題及時反饋，同時聯系工務段對線路標高、軌距、方向進行監測，確保鐵路運輸安全。重點對錦繡隧道接收井及進口明挖段、盾構段、驛都大道大橋對應的東環線路基及橋梁進行監測。

驛都大道大橋樁基采用小型旋挖樁，高度不超過15 m。樁基鋼筋籠分3節吊裝，嚴控吊裝高度，嚴禁吊車垂直線路擺放及吊裝，倒伏距離不得侵入鐵路安全限界。采用汽車泵澆筑混凝土時，泵車必須停放于遠離線路的一側，且高度不得超過接觸網高度。墩臺設置抗滑樁，確保既有線的安全。在既有線側設置高度不小于1.8 m的隔離柵欄，禁止人員翻越。

（3）充分考慮機械設備參數，其中錦繡隧道明挖段鉆孔灌注樁、CFG樁施工時盡量采用小型鉆機，旋挖鉆機不高于15 m。鉆孔灌注樁鋼筋籠分2節段進行吊裝，嚴格控制吊裝高度，同時吊車設置限位銷限制大臂向既有線側旋轉的角度；成都東站站場、錦繡隧道進口明挖段人工挖孔樁鋼筋籠在孔內分節段安裝。

（4）在盾構始發井及接收井位置進行盾構機等大型設備吊裝過程中對吊車進行限位，禁止朝向既有線一側吊裝。

（5）繞城高速立交雙線特大橋鄰近成花線深路塹頂位置設置被動防護網加強防墜落措施。

6 結束語

盾構法具有安全性好、適應性廣、施工速度快、對周邊環境影響小等優點，目前在地鐵工程建設過程中被廣泛運用，而盾構始發與接收是盾構隧道建設中風險最集中的地方。本文結合工程實際，綜合運用理論分析、現場監測等方法，論述鄰近既有線盾構始發、掘進、接收施工技術，以期為同類地質及鄰近既有線盾構施工提供參考。