穿越复杂构筑物的地铁隧道施工技术

穿越复杂构筑物的地铁隧道施工技术

王雷

深圳地铁建设集团有限公司  广东深圳   518000

摘要：地铁隧道多采用盾构施工法进行掘进，而受限于复杂构筑物的影响，使得地铁隧道施工穿越复杂构筑物时面临着较大的难度，若是施工技术控制不当，将会引起地层的变形，引起地面的塌陷等问题，使得既有构筑物的稳定性无法保证，引起极为严重的后果，因此必须要充分掌握地铁隧道穿越复杂构筑物的施工技术，以弱化隧道施工对构筑物所带来的不良影响。本文以此为出发点，就穿越复杂构筑物的地铁隧道施工技术进行分析，以期能够为相关人员提供一定的参考价值。

关键词：地铁隧道；施工技术；穿越复杂构筑物

地铁作为重要的地下交通工具，在缓解城市交通压力，提高土地资源利用效率方面，发挥着非常重要的作用，而盾构施工技术极为成熟，已经成为当前地铁隧道施工的主要施工方式，有着极为良好的施工效果，但是在实际的施工过程中，依旧面临一定的问题，尤其是在地铁隧道穿越复杂构筑物的情况下，存在极大的安全风险，对具体施工技术的运用提出了较高的要求，因此有必要就穿越复杂构筑物的地铁隧道施工技术进行进一步的明确，以合理指导地铁隧道穿越复杂构筑物施工活动的顺利进行。

1.地铁隧道盾构施工概述

地铁隧道盾构施工指的是为使用地铁隧道地下开挖环境而发展出来的一种新型施工办法，其在地下环境中，借助于盾构机的掘进作用，实现对地铁隧道的挖掘，并通过盾构机外壳和管片的衬砌，避免了隧道的坍塌等问题[1]。在盾构机械的支持下，其前端的切割设备可直接剥离土体，并通过传送带运送至出来，而后在千斤顶的作用下，继续向前顶进，实现持续掘进作用，通过事先预制混凝土管片的拼接，形成隧道结构。从地铁盾构施工的作用机理上来看，其在掘进的过程中，可能会对土层形成扰动，此时若上层有复杂构筑物，那么将会在一定程度上影响到构筑物的稳定性，因此地铁隧道施工在穿越复杂构筑物的时候，必须要合理控制有关参数，以保证施工活动的顺利进行。

2.穿越复杂构筑物的地铁隧道施工技术

2.1盾构参数的调整

地铁隧道穿越复杂构筑物施工时，盾构机的运行会对地层稳定性形成扰动，其掘进参数将直接影响到地层的变形于沉降情况，为切实保障构筑物的安全性，必须要在这一过程中做好对盾构参数的调整，具体要满足以下几个方面的要求：

首先要对施工过程中的不均匀沉降标准进行明确，设定最大水平位移数值和最大沉降量；严格控制盾构压力，根据隧道埋深情况和土层情况，设定土仓中心压力值，确保其压力波动范围上下不超出0.02 MPa区间，同时在开展施工活动的同时，要及时进行数据的监测，明确盾构机穿越复杂构筑物时的压力变化情况，避免影响构筑物的安全性[2]。

盾构机推进速度要进行合理的控制，以每分钟推进3cm为宜，同时要合理控制出土速度和刀盘转速，促使上述指标能够满足注浆速度要求，日推进五环。盾构机穿越构筑物的过程中，应将其出土量控制在98%左右，使得盾构机砌构上方土体的微量隆起不超出1mm的控制指标。盾构施工过程中，要合理控制浆液质量，按照要求进行配比，同时以合适的压力进行注浆作业，促使环形空隙能够被浆液完全填充。实际注浆量应当为理论值的2倍。

盾构机偏量属于重要的控制指标，对构筑物有着非常重要的影响，当盾构机前进至建筑物的实际影响范围之前，就要及时对其姿态进行调整，保证其以正确的姿态穿越构筑物。若是穿越过程中，构筑物出现较大沉降并超出允许范围的情况下，就要实施跟踪注浆作业。在天然浅基础上所建造的构筑物，要在施工中深入监测其变形情况，根据地表的隆陷数据，及时注浆将环形间隙填充，使得地层损失得到合理的控制。变形监测要合理进行布点，以实现对构筑物变形情况的准确测定，并在这一基础上对其后续变形情况进行合理的预测。

2.2压力及注浆量控制

地铁隧道盾构施工过程中，由于隧道外径要略小于盾构机的外径，导致实际掘进过程中，会产生约7cm左右的缝隙，容易导致地层结构的沉降，因此穿越构筑物的时候，需要采用同步注浆法进行施工，以浆液填充空隙部分，去除沉降空间，保证构筑物的稳定性。另外，墙后注浆的方式还能使得松弛的围岩稳定性得到增强，为千斤顶提供可靠的支撑作用，促使其推力能满足有关技术标准的要求[3]。在这一过程中需要注意的是，由于衬砌逐渐将尾部空间去除，产生空隙，因此需要根据实际情况，补充符合密封性标准的填料，以促使地表沉降处于合理的范围中。注浆作业要进行全面的控制，已有的注浆经验表明，穿越构筑物的注浆量应当为空隙量的1.5-2倍之间，而挖掘每环的注浆量则应控制在2.3-3.5立方米。为保证注浆效果，实际开展注浆的时候，可根据需要实施二次补强注浆，具体补浆量要根据监测和所掌握的沉降数据来进行确定。注浆过程的压力应当足以促使浆液完全填充空隙，注浆速度要根据掘进速度来进行确定，初次注浆压力应为0.2-0.4 MPa，二次补强注浆压力则应在0.3-0.5 MPa。另外，要确定盾构隧道管片的性能满足有关标准，以支持注浆作业的顺利展开。

2.3桩基托换施工

以人工凿入的方式，通过钎锤向企口凿入桩表面，形成齿槽。在桩基表面进行定位放样，确定位置实施钻孔作业，孔径为30mm，而后在其中植入Φ25的钢筋，通过环氧乳液对其进行粘接处理。在设计要求的指导下，规范进行钢筋的绑扎，对托换梁两端的侧模板进行安装，并针对梁体进行浇筑。根据托换梁与新桩的位置联系，在新桩上对称布置500t的自锁千斤顶，并同步设置永久性的钢支座。托换顶要以分级加载的方式进行预顶作业，以每级10%的荷载分10次不断增加至千斤顶的上限，每级的加载时间空挡不低于10分钟。需要注意的是，下级的加载作业要在结构稳定后才能实施，并在这一过程中对托换柱子的上抬量进行把握，严格监测托换梁的变化情况，在发现异常后要及时停止加载，避免引起事故。钢筋以套筒实施连接，模板则以木制模板进行安装，以钢箍实施固定，待混凝土相关指标满足要求后，拆除千斤顶装置，卸去顶力即可[4]。

2.4侵入桩基的处理

在地面实施灌浆加固作业，进入加固作业范围后，对整机开展检查维修，待刀盘推进至桩基位置后，采用停机推进的方式，在土仓中预留约三分之一的渣土。实施开舱作业的过程中，要注意先检测有害气体，在确保无作业风险的情况下，才能进入舱中实施破除作业。桩基的破除与风镐分层进行，涉及到钢筋的切除时，可通过砂轮机实施切割。一般以盾构施工范围为基准，其外围约10cm的范围设定为桩基破除范围。待桩基破除完成后，关闭土舱门，在保证土压满足地层埋深要求的情况下，方可继续实施掘进作业，并将其掘进速度控制在每分钟10-20mm之间，在这一过程中要注意同步注浆量的合理控制，及时监测地面沉降情况，以保证掘进过程的顺利进行[5]。

结束语：

综上所述，城市地铁隧道施工过程中，免不了需要穿越复杂的构筑物，为避免穿越施工过程中影响到构筑物的安全性，必须要合理对施工技术进行控制，以减小地铁隧道施工中对土层的扰动，弱化土层扰动对构筑物的安全性带来不利影响。有关人员要重视施工技术的合理运用，积极探索科学的施工工艺，确保地铁隧道施工能顺利穿越复杂构筑物，保证地铁隧道施工活动的顺利进行。

参考文献：

[1]李金樯. 地铁盾构穿越既有运行线路采用的施工技术[J]. 四川水力发电,2021,40(05):10-13.

[2]方金刚,姚俊. 穿越破碎断层富水地质地铁隧道施工关键技术分析研究[J]. 广东土木与建筑,2021,28(06):53-57.

[3]贾茁. 软硬交互地层盾构长距离小半径曲线穿越地面复杂环境成套施工关键技术研究——以杭州机场轨道快线SGJC-1标为例[J]. 中国建材科技,2021,30(01):103-105.

[4]吴庆红. 复合地层盾构近距离下穿既有成型隧道风险控制研究[J]. 铁道建筑技术,2017,(05):76-80+84.

[5]张泽卫. 某隧道穿越既有建(构)筑物施工技术探讨[J]. 四川建材,2017,43(04):199-200+203.