鄰近既有線盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)接收施工技術(shù)

賈明倫

（中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司 山東濟(jì)南 250000）

1 工程概況

錦繡隧道位于成都市市區(qū)內(nèi)，由三部分組成：進(jìn)出口明挖段、盾構(gòu)接收及始發(fā)井與區(qū)間盾構(gòu)隧道。進(jìn)口里程為DK0＋420，出口里程為DK4＋075，中心里程DK2＋247.5，為設(shè)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(gòu)區(qū)間隧道（DK1＋150～DK3＋770）長2 620 m，采用直徑12.79 m土壓盾構(gòu)施工。隧道外徑12.4 m、內(nèi)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(zhuǎn)彎半徑為654 m，主要穿越地層為弱風(fēng)化巖［1］，部分為強(qiáng)風(fēng)化巖層，地質(zhì)復(fù)雜，盾構(gòu)施工難度大，見圖1。

圖1 隧址平面

2 總體施工技術(shù)與重難點(diǎn)

2.1 總體施工技術(shù)

采用1臺開挖直徑12.79 m土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，盾構(gòu)掘進(jìn)長度2 620 m。

采用連續(xù)皮帶機(jī)進(jìn)行渣土運(yùn)輸，物料采用無軌運(yùn)輸，采用大功率風(fēng)機(jī)通風(fēng)保證施工［2］。洞內(nèi)單車道通行，在盾構(gòu)機(jī)尾部設(shè)置車輛調(diào)頭平臺。

2.2 施工重難點(diǎn)

（1）始發(fā)井左側(cè)為錦泰機(jī)動車檢測站，右側(cè)為既有成渝成都南上行聯(lián)絡(luò)線，成型隧道距離成渝成都南上行聯(lián)絡(luò)線橋墩外邊線僅為12.55 m；接收井右側(cè)為既有東環(huán)線，成型隧道距離東環(huán)線橋墩外邊線僅為13.28 m。鄰近既有線施工安全風(fēng)險等級高［3］，施工要求嚴(yán)格。

（2）盾構(gòu)始發(fā)時隧道埋深為8.6 m，約為0.7倍洞徑，接收井盾構(gòu)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(fēng)化泥巖［4］，掘進(jìn)過程中易造成盾構(gòu)機(jī)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(gòu)機(jī)始發(fā)

盾構(gòu)機(jī)始發(fā)［5］工藝流程：始發(fā)托架、反力架、弧形導(dǎo)臺制作→盾構(gòu)機(jī)組裝→盾構(gòu)機(jī)調(diào)試→始發(fā)（接收）井端頭加固→洞門密封及橡膠簾布安裝→負(fù)環(huán)拼裝及加固→盾構(gòu)試掘進(jìn)→始發(fā)洞門封堵。

3.3 盾構(gòu)掘進(jìn)

盾構(gòu)掘進(jìn)流程：洞內(nèi)布置→盾構(gòu)掘進(jìn)→盾構(gòu)機(jī)調(diào)試→盾構(gòu)掘進(jìn)操控程序及掘進(jìn)參數(shù)調(diào)整→管片拼裝→盾構(gòu)姿態(tài)控制→隧道通風(fēng)設(shè)置。

3.4 盾構(gòu)到達(dá)接收

盾構(gòu)機(jī)到達(dá)施工主要內(nèi)容包含：盾構(gòu)機(jī)定位、接收洞門位置復(fù)核［6］、地質(zhì)加強(qiáng)處理、洞門加固、安裝洞門圈密封設(shè)施、安裝接收基礎(chǔ)底座等。施工中按照要求控制盾構(gòu)機(jī)的水平偏位與垂直度，將偏差控制在最小范圍內(nèi)［7］。工藝流程主要有施工準(zhǔn)備→接收托架制作→盾構(gòu)機(jī)步上接收托架→到達(dá)施工參數(shù)控制→盾構(gòu)機(jī)吊拆［8］，見圖3。

圖3 盾構(gòu)機(jī)拆卸流程

3.5 監(jiān)控監(jiān)測［4］

施工期間對結(jié)構(gòu)建筑物、管線、地面進(jìn)行變形監(jiān)測，提供及時、準(zhǔn)確的信息用以分析在施工期間的安全及施工對周邊環(huán)境的影響，并對可能存在的安全隱患提供準(zhǔn)確、有效的預(yù)測預(yù)警，避免安全事故出現(xiàn)；檢驗設(shè)計理論，積累資料和經(jīng)驗，為以后的同類工程提供類比依據(jù)，見表1。

表1 施工監(jiān)測項目

監(jiān)測斷面測點(diǎn)布設(shè)見圖4、圖5。

圖4 地表點(diǎn)位布置

圖5 洞內(nèi)點(diǎn)位布置

3.5.1 監(jiān)測方法

（1）巡視觀察：主要包括開挖面地質(zhì)狀況觀察、支護(hù)結(jié)構(gòu)體系觀察、周邊環(huán)境觀察、監(jiān)測設(shè)施觀察。巡視檢查專人負(fù)責(zé)，每日至少一次，大雨或周邊有大型機(jī)械作業(yè)加大檢查次數(shù)；記錄表及時進(jìn)行梳理，結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析［9］。

（2）地表監(jiān)測：盾構(gòu)段地表監(jiān)測每50 m設(shè)一斷面；過既有建（構(gòu)）筑物時加密為每10 m設(shè)一斷面，橫向間距為線路中心兩側(cè)各0 m、6 m、7 m、8 m、9 m。

明挖段地面監(jiān)測每10 m設(shè)一斷面，左右兩側(cè)各5個點(diǎn)，橫向間距為5 m，見圖6。

圖6 地表沉降觀測點(diǎn)

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

（4）地下管線監(jiān)測：根據(jù)管線類型及現(xiàn)狀，監(jiān)測位置設(shè)置在管線的節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)和變形較大的位置；壓力管線設(shè)置直接監(jiān)測點(diǎn)；在無法埋設(shè)的部位，采用埋設(shè)套管法設(shè)置測點(diǎn)；改移管線時，回填前直接把監(jiān)測點(diǎn)埋設(shè)于管線上方，見圖7。

圖7 地下管線及測點(diǎn)布置

采用電子水準(zhǔn)儀按精度要求進(jìn)行各監(jiān)測點(diǎn)的測量，監(jiān)測精度為 1 mm［9－11］。

3.5.2 監(jiān)測成果分析

監(jiān)測成果分析主要包括統(tǒng)計性分析、預(yù)警情況分析、最終分析，見圖8。

圖8 監(jiān)測外業(yè)工作開展流程

4 施工控制措施

（1）盾構(gòu)始發(fā)、接收前端頭加固

盾構(gòu)始發(fā)及接收前對土體進(jìn)行加固［10］，采用地面袖閥管及A108大管棚進(jìn)行加固，避免盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)下沉或抬頭現(xiàn)象，見表2。

表2 加固措施

（2）盾構(gòu)施工控制［7］

①盾構(gòu)姿態(tài)控制［11］：盾構(gòu)保持平穩(wěn)掘進(jìn)，減少偏差及對正面土體的擾動。平面位置控制在±50 mm之內(nèi)，掘進(jìn)速度保持在50 mm／min左右，防止因掘進(jìn)速度過快對正面土體產(chǎn)生較大沖擊。

②加強(qiáng)過程監(jiān)測［12］：通過地表監(jiān)測、建（構(gòu)）筑物監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整施工參數(shù)，將對地面沉降的影響降低到最小。

③加強(qiáng)同步注漿：同步注漿漿液采用水泥砂漿，根據(jù)施工速度調(diào)整漿液凝結(jié)時間，嚴(yán)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(chǎn)生劈裂。

④加強(qiáng)泥漿質(zhì)量控制，拌和優(yōu)質(zhì)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(nèi)注漿

在盾構(gòu)通過后對始發(fā)及接收20環(huán)內(nèi)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(jìn)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(yán)格控制隧道軸線，每環(huán)均勻糾偏，減少對土體的擾動。

②加強(qiáng)注漿質(zhì)量，使其遇泥水后不產(chǎn)生裂化，能均勻地布滿隧道周圍。

③當(dāng)發(fā)現(xiàn)隧道上浮量較大時，應(yīng)立即對已建隧道進(jìn)行補(bǔ)壓漿。

④加強(qiáng)縱向變形的測量，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行針對性注漿糾正。

5 鄰近既有線施工安全防護(hù)措施

（1）施工準(zhǔn)備工作完成后，邀請設(shè)備管理單位到現(xiàn)場進(jìn)行檢查確認(rèn)。

（2）根據(jù)設(shè)計要求對鄰近既有線設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，做好標(biāo)記，測量班對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋，同時聯(lián)系工務(wù)段對線路標(biāo)高、軌距、方向進(jìn)行監(jiān)測，確保鐵路運(yùn)輸安全。重點(diǎn)對錦繡隧道接收井及進(jìn)口明挖段、盾構(gòu)段、驛都大道大橋?qū)?yīng)的東環(huán)線路基及橋梁進(jìn)行監(jiān)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(jié)吊裝，嚴(yán)控吊裝高度，嚴(yán)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?xí)r，泵車必須停放于遠(yuǎn)離線路的一側(cè)，且高度不得超過接觸網(wǎng)高度。墩臺設(shè)置抗滑樁，確保既有線的安全。在既有線側(cè)設(shè)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(jī)械設(shè)備參數(shù)，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(jī)，旋挖鉆機(jī)不高于15 m。鉆孔灌注樁鋼筋籠分2節(jié)段進(jìn)行吊裝，嚴(yán)格控制吊裝高度，同時吊車設(shè)置限位銷限制大臂向既有線側(cè)旋轉(zhuǎn)的角度；成都東站站場、錦繡隧道進(jìn)口明挖段人工挖孔樁鋼筋籠在孔內(nèi)分節(jié)段安裝。

（4）在盾構(gòu)始發(fā)井及接收井位置進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)等大型設(shè)備吊裝過程中對吊車進(jìn)行限位，禁止朝向既有線一側(cè)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(shè)置被動防護(hù)網(wǎng)加強(qiáng)防墜落措施。

6 結(jié)束語

盾構(gòu)法具有安全性好、適應(yīng)性廣、施工速度快、對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，目前在地鐵工程建設(shè)過程中被廣泛運(yùn)用，而盾構(gòu)始發(fā)與接收是盾構(gòu)隧道建設(shè)中風(fēng)險最集中的地方。本文結(jié)合工程實際，綜合運(yùn)用理論分析、現(xiàn)場監(jiān)測等方法，論述鄰近既有線盾構(gòu)始發(fā)、掘進(jìn)、接收施工技術(shù)，以期為同類地質(zhì)及鄰近既有線盾構(gòu)施工提供參考。