（中國鐵建十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司，湖北武漢 430000）

在城市交通擁堵程度不斷提升的情況下，地鐵因載客能力強(qiáng)、運(yùn)行速度快、安全等級(jí)高等優(yōu)勢(shì)，在大部分城市中得到了推廣應(yīng)用。在地鐵工程作業(yè)期間，常用的作業(yè)手段是盾構(gòu)法，該方法具備了施工進(jìn)度快、安全系數(shù)高等優(yōu)勢(shì)，在地鐵建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。

1 地鐵盾構(gòu)工程穿越市政設(shè)施時(shí)面臨的風(fēng)險(xiǎn)

1.1 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

在地鐵盾構(gòu)工程穿越市政設(shè)施時(shí)，為了確保原有設(shè)施的穩(wěn)固性，需要使用到許多施工技術(shù)，如豎井施工技術(shù)、施工測(cè)量技術(shù)、盾構(gòu)推進(jìn)技術(shù)、土方切削技術(shù)、壁后注漿技術(shù)、二次襯砌技術(shù)、防排水技術(shù)等。不同施工技術(shù)在應(yīng)用中工序流程、質(zhì)量管控要點(diǎn)、施工風(fēng)險(xiǎn)均存在差異，以施工測(cè)量技術(shù)為例。該技術(shù)在應(yīng)用過程中，存在放樣點(diǎn)缺失、偏差過大、數(shù)量重復(fù)等風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)后續(xù)施工活動(dòng)順利開展產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響。

1.2 非技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

與技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)應(yīng)，非技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是干擾施工活動(dòng)順利進(jìn)行的重要影響因素。

（1）地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)：地層存在空洞、地下暗河、地表河流豐富、節(jié)理發(fā)育、巖層內(nèi)瓦斯氣體豐富等。

（2）自然災(zāi)害：地震、強(qiáng)降雨天氣、臺(tái)風(fēng)、泥石流、洪水等。

（3）現(xiàn)場(chǎng)管理風(fēng)險(xiǎn)：人員綜合素養(yǎng)較差、施工設(shè)備管理不合理、臨時(shí)供電設(shè)施安全系數(shù)低等。

（4）經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)：金融政策變動(dòng)、匯率變動(dòng)過大、通貨膨脹等。

（5）社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)：大環(huán)境政策變動(dòng)、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)等。

2 地鐵盾構(gòu)工程穿越市政設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)源施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 穿越鐵路設(shè)施

2.1.1 技術(shù)控制措施

（1）明確掘進(jìn)參數(shù)。前期在試驗(yàn)段進(jìn)行嘗試掘進(jìn)，集合地層沉陷、應(yīng)力波動(dòng)等參數(shù)，確定最佳的掘進(jìn)參數(shù)。

（2）深孔注漿技術(shù)。位于鐵路正下方的土層，在盾構(gòu)機(jī)完成開挖后，應(yīng)及時(shí)回填注漿，注漿孔深度不小于0.6 m，結(jié)合土層情況布置注漿孔數(shù)量，起到穩(wěn)固土層、降低土層沉降的作用。

（3）側(cè)墻補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。外露橋梁采用貼附鋼片、碳纖維結(jié)構(gòu)，提升原有橋梁框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，施工時(shí)沿橋體跨度方向布設(shè)，在垂直加固方向設(shè)置橫向壓條，起到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的作用。

2.1.2 管理控制措施

（1）進(jìn)入鐵路橋影響區(qū)域前，盾構(gòu)機(jī)停機(jī)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，排除故障。

（2）穿越時(shí)堅(jiān)持每日早晚各1 h的設(shè)備保養(yǎng)，安排專人負(fù)責(zé)設(shè)備保養(yǎng)。

（3）實(shí)行施工現(xiàn)場(chǎng)主管人員輪班制度，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備故障的排除能力，確保施工的連續(xù)性。

（4）在掘進(jìn)過程中，各關(guān)鍵崗位（盾構(gòu)司機(jī)管片拼裝工、電瓶車司機(jī)、龍門吊司機(jī)）應(yīng)選用豐富施工經(jīng)驗(yàn)的人員，定崗定人，并做好相關(guān)安全技術(shù)交底工作。

（5）提前與鐵路產(chǎn)權(quán)單位、管理單位保持聯(lián)系，加強(qiáng)與鐵路局的溝通。

2.2 過街天橋設(shè)施

2.2.1 技術(shù)控制措施

地鐵站出入口多集中在人口密集的區(qū)域，如商業(yè)街、金融大廈、居民小區(qū)等，在市政設(shè)施中，過街天橋較為常見，經(jīng)過該風(fēng)險(xiǎn)源時(shí)，應(yīng)采用相應(yīng)施工技術(shù)進(jìn)行處理。

（1）控制掘進(jìn)速度：為降低掘進(jìn)過程對(duì)原土層的擾動(dòng)，應(yīng)將速度調(diào)控在60 mm/min以內(nèi)。

（2）控制土倉壓力：結(jié)合土層情況降低出土速度，確保開挖面的穩(wěn)定性，其壓力應(yīng)控制在100～150 kPa。

（3）控制出土量：?jiǎn)未纬鐾亮繎?yīng)控制在40 m3以內(nèi)，每間隔25 cm進(jìn)行一次測(cè)算，及時(shí)調(diào)整出土量，確保土層的穩(wěn)固性。

（4）二次注漿作業(yè)：在盾構(gòu)通過5～8環(huán)后，沿預(yù)留注漿孔壓入雙漿液，壓力控制在0.5 MPa內(nèi)，提升注漿過程的穩(wěn)定性。

2.2.2 管理控制措施

（1）盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入天橋覆蓋范圍前，暫停作業(yè)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)展開全方位檢查，提前清除故障，確保工作狀態(tài)穩(wěn)定。

（2）在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)施工期間推行輪班制度，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，及時(shí)處理施工期間遇到的機(jī)械故障，確保施工過程的連續(xù)性。

（3）提前與天橋管理部門進(jìn)行溝通，做好施工期間天橋的巡視工作，做好施工期間的溝通工作。如果天橋出現(xiàn)沉降、裂縫等問題，應(yīng)及時(shí)停工，待問題得到解決后再繼續(xù)工作，以此提升施工環(huán)境的安全性。

2.3 市內(nèi)河道結(jié)構(gòu)

2.3.1 技術(shù)控制措施

在盾構(gòu)工程施工過程中，易面臨市內(nèi)河道問題，若不能對(duì)其進(jìn)行妥善處理，易導(dǎo)致頂板塌陷、隧道滲水等問題，威脅施工空間的安全性。

（1）借助超前支護(hù)技術(shù)對(duì)河流下方土層進(jìn)行加固處理，注漿孔直徑、深度應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以增加盾構(gòu)上層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

（2）使用二次襯砌施工技術(shù)，盾構(gòu)管片前進(jìn)5～8環(huán)后，利用濕噴混凝土施工技術(shù)對(duì)隧道壁進(jìn)行加固，噴射壓力控制在2～3 MPa，單次噴射厚度5 mm，中間可鋪墊鋼筋網(wǎng)片、錨桿等結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加強(qiáng)隧道支撐力，使其保持穩(wěn)固的狀態(tài)。

2.3.2 管理控制措施

（1）臨近河道段時(shí)應(yīng)暫停盾構(gòu)機(jī)工作，對(duì)其進(jìn)行細(xì)致檢查，確定沒有問題后再開展后續(xù)施工，保持施工過程的連續(xù)性，盾構(gòu)機(jī)應(yīng)提前裝備高壓艙，以備開艙時(shí)使用。

（2）做好地層沉降的監(jiān)測(cè)工作，沉降量控制在15 mm以內(nèi)，同時(shí)控制掘進(jìn)參數(shù)和注漿參數(shù)，提升地層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（3）如果區(qū)域地下水較為豐富，應(yīng)提前在土艙內(nèi)添加聚合物，避免壓力卸載后出現(xiàn)噴涌。

2.4 地下商場(chǎng)或地下走廊

2.4.1 技術(shù)控制措施

為了提升土地資源空間的利用效率，部分城市會(huì)建立地下商場(chǎng)、地下通道，地鐵作為后修建的工程面臨與地下商場(chǎng)、地下走廊沖突的情況。

（1）采用二次注漿技術(shù)。鄰近地下商場(chǎng)或地下走廊時(shí)，提前布置相應(yīng)的注漿孔，深度超過60 cm，間距控制在10～60 cm，采用壓力注漿的方法完成作業(yè)，提升上部結(jié)構(gòu)的整體性。

（2）采用二次襯砌技術(shù)。在盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)一段距離后，利用襯砌結(jié)構(gòu)加固隧道環(huán)境，將上層應(yīng)力分流到其他區(qū)域，提升隧道環(huán)境的穩(wěn)固性，減少隧道土層的沉降量。

（3）采用徑向注漿技術(shù)。為了降低盾構(gòu)施工帶來的影響，可利用盾構(gòu)機(jī)中部盾殼上的徑向注漿孔，通過盾構(gòu)機(jī)內(nèi)膨潤土保壓系統(tǒng)，采用優(yōu)質(zhì)膨潤土填補(bǔ)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)刀盤與盾體間的間隙，使結(jié)構(gòu)可保持較高的穩(wěn)定性，降低地層開挖時(shí)的損失。

2.4.2 管理控制措施

（1）對(duì)土層壓力進(jìn)行合理控制，選擇合理的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)土層應(yīng)力變化情況，結(jié)合變化規(guī)律調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度，避免超挖問題的出現(xiàn)。

（2）調(diào)控盾構(gòu)結(jié)構(gòu)的推進(jìn)速度，在穿越地下商場(chǎng)、通道時(shí)，適當(dāng)降低施工速度，并保持勻速狀態(tài)，避免突然加速或減速影響土層穩(wěn)定性。

（3）合理控制軸線與姿態(tài)，在盾構(gòu)機(jī)工作期間，應(yīng)沿著既定的設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)，做好軸線偏差的控制工作。

（4）做好土地改良工作，多采用膨潤土或泡沫添加劑，優(yōu)化原土層綜合強(qiáng)度，提升結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)固性[1]。

2.5 已有地鐵設(shè)施

2.5.1 技術(shù)控制措施

在橫穿已修建的地鐵工程時(shí)，應(yīng)采用合理的施工技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固，提高結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)固性。

（1）自進(jìn)式錨桿施工技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用期間使用的自進(jìn)式錨桿屬于中空錨桿結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)兼顧了鉆進(jìn)和注漿功能，在注漿時(shí)可通過鉆頭直接噴出填充錨桿管體，形成水泥柱結(jié)構(gòu)，起到加固地層強(qiáng)度的作用。

（2）袖閥管注漿加固技術(shù)。該技術(shù)屬于地層加固技術(shù)，在加固過程中先進(jìn)行袖閥管施工，同時(shí)在管內(nèi)插入止?jié){塞，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的分段注漿，實(shí)現(xiàn)了定域作業(yè)和精細(xì)化作業(yè)，可提升注漿質(zhì)量。

（3）同步注漿技術(shù)。在盾尾處和壁后同步注漿，使地層形變損傷可以得到及時(shí)補(bǔ)充，減小土層沉降帶來的影響[2]。

2.5.2 管理控制措施

（1）做好已建地鐵基礎(chǔ)情況的勘察工作，已建地鐵的地層資料可作為盾構(gòu)工程施工時(shí)的參考，可對(duì)已建地鐵穩(wěn)定情況進(jìn)行綜合評(píng)估，便于后續(xù)調(diào)整作業(yè)計(jì)劃。

（2）做好地層形變量的監(jiān)測(cè)工作，明確形變參數(shù)，待接近預(yù)警數(shù)值后及時(shí)調(diào)整參數(shù)，提升作業(yè)環(huán)境安全性。

（3）對(duì)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速、出土量、土壓力等參數(shù)進(jìn)行管控[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，地鐵建設(shè)主要功能是方便人們出行，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，地鐵建設(shè)通常經(jīng)過人員密集和建筑繁華的區(qū)域，市政設(shè)施密集。在施工過程中須結(jié)合施工周邊環(huán)境，選擇科學(xué)合理的盾構(gòu)機(jī)及參數(shù)，不斷優(yōu)化和改進(jìn)穿越方案，充分利用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，制定突發(fā)情況應(yīng)急措施，保證盾構(gòu)施工和周邊市政設(shè)施的安全。