上海市建設(shè)工程監(jiān)理咨詢有限公司 上海 200080

1 工程概況

南昌軌道交通1號線艾溪湖東站—定修盾構(gòu)區(qū)間部分隧道位于艾溪湖東站—太子殿站區(qū)間隧道上方，重疊長度達50 m，其中豎向最小凈距為4.6 m。艾溪湖東站至定修盾構(gòu)井區(qū)間隧道須穿越多棟建（構(gòu)）筑物，如雨水箱涵、地鐵旁通道以及大型民居等，極具風(fēng)險。

2 工程地質(zhì)

艾溪湖東站—定修區(qū)間下穿建（構(gòu)）筑物段場地范圍內(nèi)土體自上而下依次為：①2素填土、③1粉質(zhì)黏土、③2細(xì)砂、③3中砂、③4粗砂、③5礫砂，隧道主要穿越的地層是粗砂、礫砂。

3 工程水文

根據(jù)地下水含水空間介質(zhì)和水理、水動力特征及賦存條件，擬建工程場地地下水按地下水類型可分為孔隙性潛水、孔隙微承壓水、紅色碎屑巖類裂隙孔隙水3種類型。

經(jīng)勘察，場地內(nèi)的地下水主要為賦存于第四系砂礫層中的孔隙性潛水和微承壓水。地下潛水、微承壓水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性；對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋在長期浸水和干濕交替環(huán)境下無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性，工程區(qū)域內(nèi)地表水體對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，局部具弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋在長期浸水下無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具侵蝕性CO2中等腐蝕性。

4 重大風(fēng)險源控制

4.1 對地下建（構(gòu)）筑物的監(jiān)測與監(jiān)測點位的布置

區(qū)間隧道沿線地面沉降、地下構(gòu)筑物、沿線建筑物是本工程重點監(jiān)測保護對象。需在盾構(gòu)推進施工影響范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物上布設(shè)沉降監(jiān)測點，以隨時了解建（構(gòu)）筑物的不均勻沉降情況。

針對區(qū)間隧道沿線的建（構(gòu)）筑物及地下構(gòu)筑物設(shè)施分布情況，結(jié)合盾構(gòu)推進施工工藝及其對地面沉降的影響機理，我們開展了地表沉降監(jiān)測、管線、箱涵沉降監(jiān)測、隧道收斂、拱頂沉降、建筑物沉降、房屋傾斜、裂縫等監(jiān)測內(nèi)容。監(jiān)測點位布置見圖1～圖3。

圖1 隧道區(qū)間施工主斷面監(jiān)測點布置

4.2 下穿污水箱涵段的施工及沉降監(jiān)測

本區(qū)間須下穿創(chuàng)新二路污水箱涵段施工，下穿前對箱涵四周進行袖閥管預(yù)注漿加固，下穿施工過程中加強施工參數(shù)的控制，其中掘進速度控制在20～30 mm/min，刀盤扭矩控制在4 000 kN·m以內(nèi)，推力控制在21 000 kN以內(nèi)，同步注漿量控制在6.5 m3/環(huán)，保持在盾尾后8環(huán)及時進行二次注漿，同時加強地表監(jiān)測頻率及巡視力度。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，污水箱涵段累計沉降最大值為-15.11 mm，施工情況良好，安全可控。

圖2 隧道重疊段沉降監(jiān)測點位

圖3 下穿創(chuàng)新二路污水箱涵監(jiān)測點位

我部對污水箱涵累計沉降進行了歸納，同時對累計沉降最大的Gxw00-03點沉降速率進行了歸納分析，如圖4和圖5所示。

圖4 污水箱涵最終累計沉降

圖5 Gxw00-03沉降速率分析

從以上累計沉降分析可知，通過在地表對箱涵四周進行預(yù)注漿加固及掘進參數(shù)的控制，盾構(gòu)下穿施工完成后，箱涵累計沉降值在可控范圍之內(nèi)；另外，從沉降速率分析可知，盾構(gòu)在通過該位置1～3 d沉降速率較大，達到-1.47～-1.81 mm/d，通過采取及時進行二次注漿等措施，盾構(gòu)通過6 d后，沉降基本達到了穩(wěn)定，確保污水箱涵安全。

4.3 隧道重疊段施工及沉降情況總結(jié)

通過對下部隧道采用型鋼支撐、施工參數(shù)控制以及二次注漿控制等一系列措施，本區(qū)間出入段線安全順利完成重疊段施工。施工期間，掘進速度控制在20～30 mm/min，刀盤扭矩控制在4 000 kN·m以內(nèi)，推力控制在20 000 kN以內(nèi)，同步注漿量控制在6.5 m3/環(huán)，同時保持在盾尾后6環(huán)進行二次注漿，并加強地表及下部隧道管片收斂、拱頂沉降等監(jiān)測，按時進行地表及隧道內(nèi)巡視，確保了重疊段施工安全可控。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)知，重疊段地表累計沉降最大值為-23.05 mm，下部隧道拱頂沉降累計-3.58 mm，管片收斂累計2.82 mm，隧道內(nèi)未新增管片破損或滲漏水等異?，F(xiàn)象，總體情況安全可控。

4.4 學(xué)校大門段施工及控制措施

本區(qū)間出入段線下穿江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院大門段前進行袖閥管預(yù)注漿加固，下穿施工過程中加強施工參數(shù)的控制，其中掘進速度控制在20～30 mm/min，刀盤扭矩控制在4 000 kN·m以內(nèi)，推力控制在22 000 kN以內(nèi)，同步注漿量控制在6.5 m3/環(huán)，同時保持在盾尾后6環(huán)進行二次注漿，并加強地表監(jiān)測頻率及巡視力度，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)知，學(xué)校大門累計沉降最大值為-8.98 mm，施工情況良好，未出現(xiàn)傾斜或房屋結(jié)構(gòu)損壞等異?，F(xiàn)象，安全可控。

根據(jù)監(jiān)測信息反饋，盾構(gòu)下穿施工完成后，學(xué)校大門累計沉降滿足要求，安全可控；另外，從沉降速率分析可知，盾構(gòu)在通過該位置1～3 d沉降速率較大，達到-1.11～-1.77 mm/d，盾構(gòu)通過7 d后，沉降基本穩(wěn)定，通過及時采取二次注漿等措施，有效控制了土體擾動引起的沉降。

4.5 商鋪段下施工及沉降情況總結(jié)

本區(qū)間出段線需下穿忠義路商鋪，下穿前沿房屋基礎(chǔ)四周施工了2排袖閥管進行預(yù)注漿加固，袖閥管間距為1 m，并對加固體進行了取芯檢測，同時對盾構(gòu)影響范圍內(nèi)的商鋪內(nèi)人員采取臨時疏散措施；在下穿施工過程中加強了施工參數(shù)的控制，其中掘進速度控制在15～25 mm/min，刀盤扭矩控制在4 000 kN·m以內(nèi)，推力控制在21 000 kN以內(nèi)，同步注漿量控制在6.5 m3/環(huán)，保持在盾尾后6環(huán)進行二次注漿；同時增加房屋段地表及建筑物的監(jiān)測頻率，每天不定時進行地表、房屋巡視，確保建筑物段施工安全可控。

盾構(gòu)下穿完成后，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)得知，該位置地表及建筑物沉降穩(wěn)定，建筑物累計最大沉降為-4.18 mm，商鋪未出現(xiàn)傾斜或房屋結(jié)構(gòu)損壞等異常現(xiàn)象。我部對商鋪段建筑物累計沉降進行了整理，并選取了累計沉降最大JZ04-06點進行了沉降速率歸納，如圖6和圖7所示。

圖6 商鋪各測點最大累計沉降

圖7 JZ04-06沉降速率變化示意

從圖6累計沉降分析可知，通過在地表對相關(guān)建（構(gòu)）筑物進行預(yù)注漿加固及掘進參數(shù)的控制，盾構(gòu)下穿施工完成后，累計沉降滿足施工要求，有效保證了相關(guān)建（構(gòu)）筑物安全；另外，從圖7沉降速率分析可知，盾構(gòu)在通過該位置1～3 d沉降速率較大，達到-0.35～-0.88 mm/d，盾構(gòu)通過7 d后，沉降基本達到了穩(wěn)定，通過及時采取二次注漿等措施，有效控制了土體擾動引起的地表沉降。

4.6 淺覆土段的土體控制及盾構(gòu)接收

4.6.1 淺覆土階段的土體控制

覆土較淺處盾構(gòu)施工時，須嚴(yán)格控制盾構(gòu)的掘進速度，減少對土體的擾動，同時加大同步注漿量，及時進行二次注漿，確保盾尾脫出管片后的間隙能得到及時的補充，以減小地表沉降量[4-6]。

與此同時，提前對覆土較淺處地表的建筑物基礎(chǔ)進行加固，通過預(yù)埋斜向袖閥管對建筑物基地進行加固，確保盾構(gòu)通過時地表建筑物的穩(wěn)定。

考慮到覆土較淺，盾構(gòu)及管片由于淺覆土可能發(fā)生“上飄”現(xiàn)象，為抵消“上飄”的影響，盾構(gòu)掘進時，盾構(gòu)中心與隧道設(shè)計高程的偏差控制在-10 mm。平面偏差控制在±10 mm之內(nèi)，還應(yīng)加強地表監(jiān)測及巡視，出現(xiàn)異常及時反饋。經(jīng)監(jiān)測分析，本次穿越淺覆土階段累計沉降最大為-19.3 mm，在可控范圍之內(nèi)。

4.6.2 淺覆土階段盾構(gòu)接收

1）對端頭地層進行加固。針對端頭地層性質(zhì)，盾構(gòu)端頭井加固采用φ600 mm旋噴樁，咬合150 mm以上。加固長度為8 m，深度為結(jié)構(gòu)下方3 m，寬度為結(jié)構(gòu)側(cè)邊3 m的范圍。加固后的土體應(yīng)具有良好的均勻性、自立性、止水性，且無側(cè)限抗壓強度（28 d）qu≥0.8 MPa，滲透系數(shù)≤1.0×10-7cm/s。

2）端頭地層加固施工完畢后，對加固區(qū)域進行垂直取芯并在洞門處均勻布置數(shù)個水平探孔，用以檢測加固效果。遇問題及時進行補充加固，確保盾構(gòu)進、出洞的安全。

3）做好洞口防水密封。盾構(gòu)進出洞時，預(yù)先安裝洞門圈預(yù)埋鋼環(huán)，簾布橡膠板以及折葉式壓板等洞門密封裝置，并確保其能有效使用。

4）盾構(gòu)接收時，在刀盤推出隧道后立即將洞門密封的折葉式壓板用鋼絲繩牢固地捆綁在盾殼上，在刀盤推出洞門前一環(huán)開始采用快硬性水泥+水玻璃雙液漿對盾尾空隙進行回填。

5）對到達洞口的20環(huán)管片采用14b#槽鋼通過管片吊裝孔進行拉緊，確保在盾構(gòu)反推力較小的情況下，管片環(huán)間的縫隙不至于加大，避免管片間因密封失效而發(fā)生滲漏。

6）加強盾構(gòu)在始發(fā)和到達段的掘進控制。控制好盾構(gòu)姿態(tài)，在保證出渣量正常、同步注漿回填密實的前提下，盡量快速完成盾構(gòu)的出洞與進洞。同時，考慮到由于已對端頭地層進行了加固處理，地層物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變，掘進時防止盾構(gòu)姿態(tài)突然變化。

5 結(jié)語

通過對南昌軌道交通1號線艾溪湖東站—瑤湖定修區(qū)間盾構(gòu)施工過程中穿越污水箱涵、艾溪湖東站—太子殿站區(qū)間隧道及聯(lián)絡(luò)通道，以及小半徑隧道下穿越江西制造學(xué)院大門、側(cè)穿實驗樓、實習(xí)車間、忠義路淺基礎(chǔ)多層商鋪、淺覆土段等多風(fēng)險源的控制及分析總結(jié)，確定了盾構(gòu)機掘進的各項參數(shù)和盾構(gòu)掘進過程監(jiān)測頻率的控制，并在盾構(gòu)機掘進過程中及時對盾構(gòu)掘進各項參數(shù)及監(jiān)測分析數(shù)據(jù)進行反饋，制定了相應(yīng)的應(yīng)對措施。最后，在盾構(gòu)掘進過程中，按設(shè)定的技術(shù)、監(jiān)控方案實施監(jiān)控和管理，使盾構(gòu)安全穿越多風(fēng)險源區(qū)段，順利到達瑤湖定修井段。