分析盾构下穿河流及建（构）筑物施工

　　摘 要：本文通过介绍哈尔滨地铁一号线太平桥站～交通学院站盾构区间施工实际情况，对盾构下穿河流及构筑物施工等方面相关技术措施进行了一些总结，供大家借鉴和参考。

　　关键词：盾构 下穿 河流 构筑物

　　0 引言

　　本工程位于哈尔滨市道外区，在进行太平桥站～交通学院站盾构区间施工的过程中，需要下穿马家沟河、东风桥及排污渠。针对这一情况，在施工中采取了相应的技术措施及安全措施。

　　1 工程概况

　　哈尔滨地铁一号线太平桥站～交通学院站盾构区间位于道外区交通主干道东直路，区域较为繁华，两边多层、高层建筑物较多，人员密集且流动大，给施工带来严重影响。该区间盾构施工需下穿马家沟河、马家沟河两岸的排污渠及马家沟跨河桥——东风桥。马家沟河底距隧道顶部最近处为4.65m，排污渠距隧道顶部最近距离仅为2.9米，东风桥桩基与区间隧道水平距离最近处仅1.4米。

　　2 建(构)筑物及管线防护方案

　　盾构穿越马家沟河段地质条件复杂、主要穿越中粗砂层、粉砂层，水位埋藏浅，覆土厚度不足，下穿马家沟河同时侧穿东风桥桩基，且盾构下穿推进过程涉及250m/300m小半径曲线，为了保证盾构穿越马家沟河及其河上东风桥、管线等建(构)筑物时的施工安全和道路行车安全，确保盾构穿越过程中不会发生突涌、河水倒灌、桥体变形、路面开裂、管线破损等次生灾害，对盾构区间所穿越马家沟河、东风桥、污水管线等建(构)筑物采取保护，其方案如下：

　　2.1筑坝节流

　　对盾构所穿越的马家沟河段进行污水节流处理，截流前用沙袋封堵上游河道，之后在进行堤坝施工，节流堤坝以砌体结构为主，堤坝迎水面抹防水层，背水面设置梯形砖砌肋柱。另外，为保证节流后的马家沟河正常排污，在节流完成的马家沟河内随河流走向设置临时排水管。

　　2.2桥台加固

　　对正线区间隧道开挖影响范围区域地层进行垂直注浆加固处理，防止地层塌陷破坏桥梁受力形式，保护桥体结构的安全

　　2.3混凝土封底

　　考虑到后期运营阶段的结构渗漏水安全，注浆加固完成以后对整个节流区域进行混凝土封底施工，以保证施工阶段特别是后期运营阶段不渗不漏的要求。

　　2.4排污渠加固

　　盾构所穿越排污渠受地面交通影响，部分区段无法实施垂直注浆加固，对该位置实施水平注浆加固。

　　3 盾构掘进施工方案

　　3.1施工准备

　　施工前对马家沟河、东风桥及排污渠进行现状评估，采用地质雷达对穿越地段地下做详细探测，彻底摸清地质情况及地下障碍物情况并通过管线所属单位了解管线的现状情况，根据调研结果采取有针对性的预防及加固措施。在区间一般地段设置试验段，根据试验段施工情况施做马家沟河及构筑物段。

　　盾构进入马家沟河区域前尽快调整好盾构机的施工状态，保证以最好的状态通过，掘进前认真检查刀盘、注浆系统、密封系统、推进千斤顶及监控系统等设备，确保穿越过程中设备无故障，进行连续施工，避免因各种原因在此地段开仓。在盾构姿态、管片姿态调整到位后，盾构方可进行穿越马家沟河段施工，严禁超量纠偏，蛇行摆动，每环姿态变化控制在±5mm内，千斤顶油缸油压值差保持统一、恒定性，避免出现过大的波动。

　　3.2盾构掘进及注浆施工

　　严格控制盾构掘进速度、推力及出土量等参数，使盾构机切口压力稳定、均匀，确保有效控制地面及管线变形量。严格控制每一循环的出碴碴量、密切关注出碴碴土的物理性能。

　　掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料，改善渣土性能，提高渣土的流动性和止水性，防止涌水流砂、结泥饼和喷涌现象，有利于保持速度的稳定。

　　掘进过程中密切关注作业面的出水量，一旦发现碴土太稀、水量偏大或工作面有地下水涌出，立即关闭螺旋输送机仓门，使用泡沫、膨润土提高碴土的阻水能力，实现土压平衡模式掘进，防止地下水的流失和地层沉降。

　　掘进过程中及时进行同步注浆和补强注浆作业，密切关注注浆质量与数量。如发现同步注浆有异常，立即通知值班工程师进行解决处理。同时对此位置作出特别标记，当补强注浆到达此位置时，要特别加强补强注浆的数量。注浆时尽量保证下部压入数量高于顶部数量。

　　严格控制注浆参数保证同步注浆的压力与注浆数量，注浆压力最佳值在综合考虑地质条件、管片强度、设备性能、浆液特性和土仓压力的基础上确定。掘进注浆压力维持在2.5bar以上，在管片安装过程中，提高注浆压力至3.0bar，注浆量应达到理论注浆量的160%～200%且每一循环注浆量原则上不少于4.5m3，浆液稠度控制在110～115mm，凝胶时间控制在6h以内。浆液要充分填充盾构施工产生的地层空隙，避免由于填充不充分引起的地表沉陷及过大的注浆压力引起的地表有害隆起影响桥梁桩基安全。

　　3.3管片安装

　　做好管片选型，现场对盾尾间隙实测实量，控制下部盾尾间隙在70mm以内，注意管片拼装的圆度，防止尾刷与管片碰撞导致盾尾密封、铰接密封损坏及管片变形。

　　在安装管片时，在土仓内压气建立气压平衡或堆土建立土压平衡。如特殊情况需要长时间停机，必须建立土压平衡，使碴土堆满土仓。

　　4 监控量测

　　建立严格的隧道沉降监测控制网，及时进行监测，掌握隧道施工时和建成后对周围环境及隧道本身的影响，注意对盾构掘进前方监测点监测数据的分析。

　　盾构施工期间，除在结构内部设置监测点外，在施工影响范围内土体及管线上均设置监测点，派专人对土体隆陷及管线变形情况进行监测，并对地面、管线的变形、裂缝情况每日做好监测记录，及时绘制位移～时间和位移速率～时间曲线，对数据进行回归分析，推算最终位移值，确定曲线变化规律，做到信息化施工。

　　监控量测反馈系统建立两套模式：第一，通过无线数据系统与施工决策部门建立通信网络，做到准确快捷;第二，与交通管理部门建立通信热线，及时通报东风桥面结构的沉降数据，同时了解东直路车辆通行动态。

　　5 施工安全保证措施

　　成立重大风险源管理小组，制定专项施工方案，在施工过程中严格按照方案进行实施。在各作业点之间设有便捷可靠的通讯设备。盾构施工前做好环境调查、编制施工安全作业规程、作出全面的安全技术交底。

　　施工前制定周密的应急预案，施工期间，派专人对河流、桥梁及排污渠进行巡视，密切监视有无跑气、涌水及沉降现象，一旦发现异常情况，立即启动应急预案措施。

　　根据地质情况，对可能出现的工程事故预先制定处理措施，配置必要的机械设备，一旦发生工作面涌水、土体坍塌等工程事故，立即实施预备方案。

　　配备足够的值班维修人员，一旦盾构机械发生故障，及时进行处理，确保盾构顺利推进。

　　6 结语

　　通过采取以上技术及安全措施，确保了太平桥站～交通学院站区间左、右线盾构施工成功下穿马家沟河及其构筑物，为实现太平桥站～交通学院站区间的顺利贯通奠定了坚实的基础。

　　[1]地下铁道工程施工及验收规范(2003版)(GB50299-1999)中国计划出版社.2004.

　　[2]盾构法隧道施工与验收规范(GB50446-2008)中国建筑工业出版社.2008.

　　[3]周文波主编.盾构法隧道施工技术及应用[M].中国建筑工业出版社.2004.

　　[4]张风祥，傅德明，杨国祥，项兆池编著.盾构隧道施工手册[M].人民交通出版社.2005.

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