李宗豪

摘要：隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，盾構(gòu)技術(shù)作為一種主要的地下隧道施工技術(shù)，得到了廣泛應(yīng)用。由于蘇州市區(qū)內(nèi)的既有地下結(jié)構(gòu)物和管線比較密集，因此在盾構(gòu)施工中采用重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)，可以確保施工的順利進(jìn)行。盾構(gòu)施工的過程中，需要采取一系列科學(xué)的施工管理措施，保證施工的質(zhì)量、進(jìn)度和安全?；诖?，本文以蘇州軌道交通工程為例，探討重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，旨在為類似工程的施工提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：軌道交通；重疊段；盾構(gòu)施工

DOI：10.12433/zgkjtz.20231950

近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，成為城市公共交通的重要組成部分。隨著城市軌道交通線網(wǎng)的不斷擴(kuò)大和建設(shè)難度的加大，如何確保施工質(zhì)量和進(jìn)度，成為工程建設(shè)中的重要問題。在此背景下，盾構(gòu)施工技術(shù)成為城市軌道交通工程中的重要技術(shù)手段之一。而在盾構(gòu)施工過程中，重疊段的施工是一個(gè)關(guān)鍵問題，針對(duì)此問題，蘇州軌道交通工程采用了一系列先進(jìn)的重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)，取得了顯著的施工效果和經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，加強(qiáng)盾構(gòu)施工技術(shù)的研究和應(yīng)用，對(duì)城市軌道交通建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

一、工程概況

（一）施工情況

本文主要分析盾構(gòu)施工技術(shù)，選取蘇州市軌道交通6號(hào)線工程李公堤西站—湖西盾構(gòu)井區(qū)間的土建施工項(xiàng)目，本區(qū)間線路出李公堤西站后向東敷設(shè)，下穿金雞湖后向東推進(jìn)至湖西盾構(gòu)接收井，其中區(qū)間右線局部下穿金雞湖隧道匝道?？v坡為單向坡，左右線均采用盾構(gòu)法施工。本區(qū)間右線設(shè)計(jì)起訖里程：YCK21+476.080～YCK21+917.670，右線全長(zhǎng)441.590m；左線起訖里程：ZCK21+475.080～ZCK21+

919.718，左線全長(zhǎng)444.638m。根據(jù)該工程區(qū)域的水文條件和地質(zhì)條件，結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特點(diǎn)，最終選擇了加泥式土壓平衡盾構(gòu)施工。

（二）自然氣候環(huán)境

蘇州市位于江蘇省中部，地處長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，地理坐標(biāo)為北緯31°18′～32°18′，東經(jīng)119°12′～121°28′之間。蘇州市的自然氣候條件受到長(zhǎng)江和太湖兩大水系的影響，也受到近海氣流的影響。

蘇州市的氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，溫和濕潤(rùn)，四季分明。冬季較為寒冷，夏季較為炎熱，春秋兩季氣溫適宜。由于處于季風(fēng)氣候區(qū)域，降雨量較大，全年平均降雨量為1076mm，集中在夏季和秋季，冬季相對(duì)較少。此外，由于受長(zhǎng)江和太湖的影響，氣候還存在一定的濕潤(rùn)度，相對(duì)濕度較高，在70%～80%之間。同時(shí)，夏季也經(jīng)常受到臺(tái)風(fēng)的影響，會(huì)帶來(lái)較大的降雨量和強(qiáng)風(fēng)天氣。

（三）水文地質(zhì)條件

蘇州市東鄰上海，西接無(wú)錫，南鄰嘉興，北靠太湖。水文地質(zhì)條件是該地區(qū)的重要自然條件之一。地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由太湖湖盆地沉積物、松江、吳淞三角洲沉積物、上新統(tǒng)—中新統(tǒng)海相—非海相地層及新生代火山巖組成。這種復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造使得地下水資源分布不均，有些地區(qū)地下水資源豐富，而有些地區(qū)則比較匱乏。蘇州市地勢(shì)平坦，多水道和水系縱橫交錯(cuò)，河渠密布，水網(wǎng)發(fā)達(dá)。其中，太湖和長(zhǎng)江是重要的水源地和水系，為該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和生活提供了重要的水資源支撐。

二、重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)的概述

重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)是盾構(gòu)施工中一種常見的技術(shù)方法。在盾構(gòu)施工過程中，如果要穿越已有的地下結(jié)構(gòu)物或其他地下管線，會(huì)出現(xiàn)重疊段的情況。在這一情況下，盾構(gòu)施工要經(jīng)過既有結(jié)構(gòu)物下方或既有管線旁邊施工，考慮對(duì)既有結(jié)構(gòu)物或既有管線的影響，也要滿足盾構(gòu)施工的要求，確保施工順利進(jìn)行。因此，重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)在實(shí)際盾構(gòu)施工中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

三、施工工藝的重點(diǎn)和難點(diǎn)

跨度大，工序多。該區(qū)間線路共包括兩個(gè)換乘站，分別是6號(hào)線和3號(hào)線，共有5個(gè)子單位工程，并且每個(gè)單位又有多個(gè)子項(xiàng)目，在具體的施工過程中，該區(qū)間還存在多個(gè)工作節(jié)點(diǎn)，加上當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件具有一定特殊性，會(huì)增加施工難度。此外，也存在施工安全的風(fēng)險(xiǎn)，施工過程中，會(huì)穿越軟弱土層，不但會(huì)增加施工難度，還存在很大的安全隱患。此外，盾構(gòu)也會(huì)穿越建筑物和一些重要管線，存在的二級(jí)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)有金雞湖隧道匝道、矩形匝道、敞口段U形，斜交處匝道底標(biāo)高約－8.854m。區(qū)間兩次下穿，與匝道主體最近距離約8.5m，與鉆孔樁最近豎向距離約1.53m，與抗拔樁最近水平距離約1.35m。綜合來(lái)說，盾構(gòu)施工的難度較大。

四、軌道交通工程重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)

蘇州軌道交通工程中的重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)主要應(yīng)用于地鐵2號(hào)線和4號(hào)線等工程中。由于需要穿越蘇州市區(qū)內(nèi)的既有地下結(jié)構(gòu)物和管線，盾構(gòu)施工要采用重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)，確保施工的順利進(jìn)行。

（一）施工方案設(shè)計(jì)

盾構(gòu)施工方案設(shè)計(jì)是盾構(gòu)施工的第一步，是確保盾構(gòu)施工的安全、高效、順利進(jìn)行的關(guān)鍵。施工方案的制定要考慮多種因素，包括地質(zhì)條件、地下結(jié)構(gòu)物和管線、盾構(gòu)機(jī)和施工團(tuán)隊(duì)的技術(shù)能力等。首先，深入分析和評(píng)估盾構(gòu)施工的難點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的盾構(gòu)機(jī)型號(hào)和施工工藝，確保施工安全。其次，確定盾構(gòu)施工的進(jìn)度計(jì)劃，包括進(jìn)尺速度、預(yù)制環(huán)片的數(shù)量和供應(yīng)周期等，確保施工進(jìn)度。施工成本也是施工方案設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)因素，包括材料采購(gòu)、勞動(dòng)力成本、機(jī)械設(shè)備成本等，需要綜合分析，選擇較優(yōu)的施工方案。在制定施工方案時(shí)，還要考慮環(huán)保因素和社會(huì)影響。例如，采取措施減少盾構(gòu)施工對(duì)周邊居民和環(huán)境的影響。

（二）施工前期準(zhǔn)備工作

施工前期準(zhǔn)備工作是盾構(gòu)施工的重要環(huán)節(jié)，決定了盾構(gòu)施工的質(zhì)量和進(jìn)度。在準(zhǔn)備工作中，要注重盾構(gòu)機(jī)的檢修和調(diào)試，這也是掘進(jìn)施工的重要保障。盾構(gòu)機(jī)是盾構(gòu)施工的核心設(shè)備，穩(wěn)定性和可靠性會(huì)直接影響整個(gè)施工過程。檢修和調(diào)試包括檢查機(jī)械部件的磨損情況、液壓系統(tǒng)的性能、電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行等，確保盾構(gòu)機(jī)的良好狀態(tài)，以便于后續(xù)施工。

施工現(xiàn)場(chǎng)的整潔和安全對(duì)施工質(zhì)量和進(jìn)度控制至關(guān)重要，在清理和整理的過程中，應(yīng)清理干凈現(xiàn)場(chǎng)垃圾、廢棄物料和危險(xiǎn)物品，保證施工現(xiàn)場(chǎng)整潔安全，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的環(huán)境。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況也需要進(jìn)行勘察和分析。盾構(gòu)施工要充分了解現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，例如，地層結(jié)構(gòu)、地下水位、巖土特征等，以便制定合理的施工方案和采取相應(yīng)的措施，提高施工安全和穩(wěn)定性。在確定施工的安全防護(hù)措施和管理措施方面，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)和具體情況，制定相應(yīng)的措施，例如，人員進(jìn)出管理、現(xiàn)場(chǎng)安全警示標(biāo)識(shí)、消防安全、防汛措施等，保證施工現(xiàn)場(chǎng)的安全和秩序，為施工提供保障。最后，制定詳細(xì)的施工計(jì)劃是施工前期準(zhǔn)備工作的重要組成部分。施工計(jì)劃要包括施工時(shí)間、工程量、工期等內(nèi)容，以便控制和管理施工進(jìn)度和質(zhì)量。在制定施工計(jì)劃時(shí)，要考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和資源的分配，制定合理的施工進(jìn)度和計(jì)劃，確保施工順利進(jìn)行。

（三）盾構(gòu)始發(fā)的施工技術(shù)

盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是整個(gè)施工過程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。盾構(gòu)始發(fā)要滿足一定的要求和標(biāo)準(zhǔn)，才能保證盾構(gòu)始發(fā)的順利進(jìn)行，同時(shí)確保整個(gè)盾構(gòu)施工的質(zhì)量和進(jìn)度。蘇州軌道交通工程中重疊段盾構(gòu)始發(fā)的具體施工流程如圖1所示。

在具體施工中，需要對(duì)始發(fā)坑進(jìn)行開挖，始發(fā)坑是盾構(gòu)始發(fā)的核心區(qū)域，也是整個(gè)盾構(gòu)施工的重要起點(diǎn)，在施工前，測(cè)量和計(jì)算始發(fā)坑的位置、尺寸、形狀等，確保始發(fā)坑的開挖符合設(shè)計(jì)要求。在開挖始發(fā)坑的同時(shí)，要對(duì)始發(fā)端進(jìn)行鋼殼筒的安裝。鋼殼筒是盾構(gòu)機(jī)始發(fā)端與地面相接的部分，作用是確保盾構(gòu)始發(fā)的密封性和穩(wěn)定性。在安裝鋼殼筒時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，監(jiān)督和檢查鋼殼筒的質(zhì)量和安裝質(zhì)量。同時(shí)，對(duì)始發(fā)端進(jìn)行灌漿加固，這是盾構(gòu)始發(fā)的重要工序之一，旨在加強(qiáng)始發(fā)端的穩(wěn)定性和密封性。在施工過程中，要選擇合適的灌漿材料，確保灌漿材料的質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行灌漿作業(yè)。最后，進(jìn)行盾構(gòu)始發(fā)端的切割和連接。在始發(fā)坑和鋼殼筒安裝、灌漿加固等工序完成后，需要對(duì)盾構(gòu)始發(fā)端進(jìn)行切割和連接。在切割和連接過程中，確保連接的精度和質(zhì)量，以確保整個(gè)盾構(gòu)始發(fā)的密封性和穩(wěn)定性。

（四）正常掘進(jìn)施工技術(shù)

正常掘進(jìn)是盾構(gòu)施工中常見的施工技術(shù)，也是重疊段盾構(gòu)施工中的主要施工方式之一。在蘇州軌道交通工程中，正常掘進(jìn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于盾構(gòu)施工過程中，以確保施工質(zhì)量和進(jìn)度。首先，在正常掘進(jìn)施工前，要檢查和調(diào)試盾構(gòu)機(jī)，確保機(jī)器的各項(xiàng)性能良好，滿足施工需求。同時(shí)，勘測(cè)和標(biāo)記盾構(gòu)隧道的起點(diǎn)位置，確保隧道的起點(diǎn)位置準(zhǔn)確無(wú)誤。盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中要采用盾構(gòu)法，即在推進(jìn)前部分先行安裝隧道襯砌，再對(duì)襯砌后的土層進(jìn)行掘進(jìn)和支撐。在掘進(jìn)過程中，盾構(gòu)機(jī)應(yīng)定期進(jìn)行姿態(tài)控制和修正，促使掘進(jìn)的方向和位置準(zhǔn)確無(wú)誤。為了提高施工環(huán)境的安全性，還應(yīng)檢測(cè)隧道內(nèi)部的環(huán)境。

在掘進(jìn)過程中，土壤的處理是掘進(jìn)過程中穩(wěn)定性和工程安全性的重要保障，可以采用注漿、凍結(jié)等方法，以確保土壤的穩(wěn)定性和支撐力。在正常掘進(jìn)施工完成后，需要檢查和驗(yàn)收隧道，并進(jìn)行清潔和整理，確保隧道的質(zhì)量符合規(guī)定要求，現(xiàn)場(chǎng)的施工場(chǎng)地保持整潔有序。

（五）盾構(gòu)機(jī)接收施工方案

盾構(gòu)機(jī)接收施工方案是整個(gè)重疊段盾構(gòu)施工過程中的關(guān)鍵步驟，決定了盾構(gòu)機(jī)的施工效率和施工質(zhì)量。在蘇州軌道交通工程中，重疊段盾構(gòu)施工采用了先進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)始發(fā)、盾構(gòu)掘進(jìn)、尾追封頂?shù)榷喾N工序的自動(dòng)化控制，提高了盾構(gòu)施工的效率和質(zhì)量。在盾構(gòu)機(jī)接收施工方案前，要制定合理的施工方案，編制時(shí)要綜合考慮盾構(gòu)機(jī)性能、施工工藝、工程地質(zhì)情況等因素，確保施工的安全和高效。盾構(gòu)機(jī)接收的施工方案包括盾構(gòu)始發(fā)、掘進(jìn)和尾追封頂?shù)榷鄠€(gè)階段。施工方案編制完成后，需要將方案上傳至盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)中，保證方案的準(zhǔn)確性和完整性，避免出現(xiàn)問題。

施工方案上傳通過專門的軟件進(jìn)行，可以在盾構(gòu)機(jī)控制室內(nèi)操作，盾構(gòu)機(jī)通過自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)施工方案的自動(dòng)執(zhí)行。系統(tǒng)根據(jù)施工方案，控制盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、掘進(jìn)速度等多個(gè)參數(shù)，確保施工的準(zhǔn)確性和高效性。在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，控制系統(tǒng)還可以根據(jù)地質(zhì)情況實(shí)時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)，適應(yīng)地質(zhì)條件的變化。在盾構(gòu)機(jī)接收施工方案后，進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并調(diào)整。在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況發(fā)生變化或盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)故障，要及時(shí)調(diào)整施工方案，提高施工的安全性。

（六）施工現(xiàn)場(chǎng)管理

在重疊段盾構(gòu)施工過程中，可以采取以下措施：

1.安全管理

對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理是重點(diǎn)工作，必須對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的安全檢查和安全教育。同時(shí)，嚴(yán)格管理施工現(xiàn)場(chǎng)，保障施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境衛(wèi)生和治安秩序。

2.物資管理

針對(duì)重疊段盾構(gòu)施工過程中所需的大量物資，應(yīng)建立物資管理制度，做好物資采購(gòu)、領(lǐng)用、使用和管理工作，促使施工物資的供應(yīng)和管理更加合理。

3.質(zhì)量管理

重疊段盾構(gòu)施工要保證施工質(zhì)量，需要嚴(yán)格遵守質(zhì)量管理規(guī)定，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行質(zhì)量檢查和監(jiān)管，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問題，確保施工質(zhì)量符合要求。

4.進(jìn)度管理

在重疊段盾構(gòu)施工過程中，全面管理和監(jiān)督施工進(jìn)度，確保施工進(jìn)度的順利推進(jìn)，評(píng)估和處理進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。

5.人員管理

對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的工作人員進(jìn)行管理和監(jiān)督，提高工作人員素質(zhì)，做好安全防護(hù)措施。

五、結(jié)語(yǔ)

重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)在城市地鐵建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，特別是在既有地下結(jié)構(gòu)物和管線眾多的城市中。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和城市化進(jìn)程的加速，在重疊段盾構(gòu)施工方面，還會(huì)有更多的技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，例如，通過應(yīng)用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)施工過程進(jìn)行智能化和數(shù)字化管理，從而更加高效地控制施工進(jìn)度和質(zhì)量。同時(shí)，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重視，盾構(gòu)施工技術(shù)也將逐漸朝著綠色、環(huán)保的方向發(fā)展，例如，采用更加環(huán)保的液壓油和潤(rùn)滑劑，減少施工對(duì)環(huán)境的污染。未來(lái)，在各方面的共同努力下，重疊段盾構(gòu)施工技術(shù)能更好地為城市地鐵建設(shè)提供支持，為人們出行帶來(lái)更加便捷和安全的交通體系。

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