淺論交叉施工風(fēng)險(xiǎn)管控
——以盾構(gòu)穿越既有運(yùn)營地鐵為例

楊洋昶

（上海城建市政工程（集團(tuán)）有限公司，上海 200065）

超大城市的市域尤其是市中心，大型地下工程與周邊既有城市復(fù)雜環(huán)境相互影響，項(xiàng)目建設(shè)周期短、任務(wù)重、工期緊，使工程原本就存在的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)顯著集聚、放大效應(yīng)，發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故時(shí)，可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和廣泛的社會(huì)影響。文章對(duì)北橫通道盾構(gòu)推進(jìn)中與既有運(yùn)營地鐵線路的交叉施工過程進(jìn)行論述，為相似工程的管理措施提供一定借鑒。

1 工程概況

北橫通道西起北虹路，東至內(nèi)江路，貫穿上海中心城區(qū)北部區(qū)域，全線經(jīng)長寧路、長壽路、天目西路、天目中路、海寧路、周家嘴路，向西接北翟快速路，向東接周家嘴路越江隧道，長約19.1 km。

2019年，北橫通道共施工完成兩個(gè)交叉施工點(diǎn)，分別為穿越建運(yùn)營地鐵7號(hào)線和地鐵11號(hào)線。文章探討其穿越11號(hào)線交叉節(jié)點(diǎn)中的管控措施和實(shí)際效果。

盾構(gòu)下穿處11號(hào)線隧道底標(biāo)高-24.50 m、北橫隧道頂標(biāo)高-31.71 m（北橫隧道覆土約28 m）、最小凈距7.06 m，兩隧道軸線夾角68°。

穿越節(jié)點(diǎn)的地層情況：

（1）11號(hào)線隧道位于⑤1層。

（2）11號(hào)線與北橫隧道之間，7.06 m范圍夾層有厚度約4 m的⑥號(hào)土。

（3）盾構(gòu)切削斷面上部為⑦1層，下部為⑧1-1層，中間夾層為⑦2層。

（4）北橫隧道底部下臥⑧1-1隔水層。

2 針對(duì)性措施

2.1 施工參數(shù)優(yōu)化

方案論證階段，對(duì)大量類似穿越施工的工程案例進(jìn)行分析與總結(jié)，參考“縱橫號(hào)”在前期穿越房屋建筑施工的表現(xiàn)，結(jié)合穿越節(jié)點(diǎn)地層條件，確定本次盾構(gòu)下穿11號(hào)線的節(jié)點(diǎn)，地鐵隧道變形可以控制為-20～+20 mm。

施工過程參數(shù)要求如表1所示。

表1 施工過程參數(shù)要求

2.2 盾構(gòu)機(jī)針對(duì)性設(shè)計(jì)

（1）開挖面的穩(wěn)定易控。

帶有特殊壓力裝置的密封系統(tǒng)符合最大工作壓力要求，達(dá)到0.75 MPa。大渣土出口以使渣土易于流動(dòng)，入口隔柵可以阻止大塊渣土等進(jìn)入泥漿管路，氣泡調(diào)節(jié)功能可以保證對(duì)開挖面進(jìn)行精確支撐。

（2）對(duì)地表構(gòu)筑物沉降控制的精確性。

氣壓平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以控制盾構(gòu)機(jī)對(duì)土體的擾動(dòng)，盾構(gòu)機(jī)配備數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，有效協(xié)助工程人員進(jìn)行正確判斷和決策。盾構(gòu)機(jī)配備8+2點(diǎn)同步注漿系統(tǒng)，可以及時(shí)充填建筑間隙，盾殼預(yù)留3道殼體注漿孔，可以進(jìn)行應(yīng)急注漿。

（3）較強(qiáng)的軸線控制能力。

盾構(gòu)推進(jìn)油缸按照?qǐng)A周上的區(qū)域分為六組，盾構(gòu)機(jī)配備高精度的自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)，保證線路方向的正確性。

刀盤及進(jìn)排泥泵設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，進(jìn)排泥閘閥設(shè)有流量計(jì)，推進(jìn)油缸設(shè)有速度傳感器，所有測得數(shù)據(jù)參與盾構(gòu)掘進(jìn)控制。

配備完善的管片選型系統(tǒng)，控制軸線和保護(hù)盾尾。

（4）盾構(gòu)機(jī)的可靠性。

設(shè)備裝備足夠的扭矩和推力；刀盤采用中間支撐方式，刀盤主軸承設(shè)計(jì)壽命為14 700 h；夾層式鋼結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)高工作壓力；盾構(gòu)內(nèi)，各液壓、電氣元器件均采用國際知名品牌產(chǎn)品，充分保證盾構(gòu)機(jī)的部件質(zhì)量；刀盤及進(jìn)排泥泵設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，進(jìn)排泥閘閥設(shè)有流量計(jì)，推進(jìn)油缸設(shè)有速度傳感器，所有測得數(shù)據(jù)參與盾構(gòu)掘進(jìn)控制。

（5）連續(xù)施工保證性強(qiáng)。

①材料運(yùn)輸。

為保證管片以及同步注漿漿液運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性，交叉點(diǎn)工程投入多臺(tái)雙頭車和斯泰爾卡車，充分保證管片和漿液運(yùn)輸?shù)募皶r(shí)性。

②空間安排緊密。

道路同步施工將緊跟盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)行，及時(shí)進(jìn)行上、下層混凝土路面施工，有效地抑制盾構(gòu)上浮，增強(qiáng)隧道的整體穩(wěn)定性。

（6）充足的備品備件。

做好充足的備品備件準(zhǔn)備，及時(shí)更換，保證盾構(gòu)推進(jìn)的連續(xù)性。

2.3 信息化系統(tǒng)運(yùn)用

在北橫通盾構(gòu)穿越軌道交通11號(hào)線期間，對(duì)11號(hào)線上、下行線隧道、地面和建筑物進(jìn)行24 h自動(dòng)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)以及盾構(gòu)實(shí)時(shí)推進(jìn)各參數(shù)數(shù)據(jù)均通過信息化系統(tǒng)集成。

信息化施工架構(gòu)如圖1所示。

圖1 信息化施工架構(gòu)

對(duì)地鐵隧道監(jiān)護(hù)采用靜力水準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與傳輸，將所有數(shù)據(jù)集中至中控室，由專家團(tuán)隊(duì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分析，對(duì)施工參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3 交叉施工結(jié)果

北橫通道穿越軌道交通11號(hào)線成功，下穿地鐵11號(hào)線最大上抬量為12.58 mm。盾構(gòu)穿越完成后，地鐵隧道平穩(wěn)回落直至穩(wěn)定。隧道的變形量均在控制的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，未出現(xiàn)任何異常情況。

北橫通道穿越期上、下行典型點(diǎn)沉降歷時(shí)數(shù)據(jù)變化曲線如圖1所示。

圖2 北橫通道穿越期上、下行典型點(diǎn)沉降歷時(shí)數(shù)據(jù)變化曲線

盾構(gòu)進(jìn)入11號(hào)線的影響范圍后，距離穿越區(qū)域較近的上行線表現(xiàn)為下沉趨勢(shì)，11號(hào)線上行線最大上抬9.6 mm。下行線趨勢(shì)與上行線趨勢(shì)基本一致，下行線在推進(jìn)過程中的最大上抬量達(dá)12.58 mm，隨著盾構(gòu)機(jī)遠(yuǎn)離，隧道結(jié)構(gòu)逐漸開始下沉，最大下沉量2.2 mm。

4 結(jié)語

（1）有必要建立多方參與的定期溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，對(duì)施工過程中存在的問題及時(shí)通報(bào)、及時(shí)會(huì)商、提前防控，對(duì)交叉施工點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)防控較有效。

（2）盾構(gòu)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與傳輸、地鐵7號(hào)線保護(hù)性監(jiān)測信息、環(huán)境沉降監(jiān)測信息的傳遞與共享對(duì)交叉點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)控制十分重要。

（3）科學(xué)制定穿越施工方案，盾構(gòu)機(jī)的優(yōu)化方案是穿越交叉點(diǎn)的必要前提。