成都6号线地铁盾构下穿建筑物施工技术

李 全 保

(中铁十八局集团 第四工程有限公司，天津 300350)

随着城市建设的快速发展，地铁工程已经成为了城市建设的重点。在城市地铁隧道施工过程中，把盾构施工技术运用其中，能够有效地提高施工进度和质量。在进行地铁盾构下穿建筑物施工过程中，因受到岩土自身因素影响，同时掘进深度比较深，时常会面临各种复杂底层。大量工程实践表明，为了保证工程施工质量，需要根据施工情况，合理选择施工技术，本文结合成都地铁6号线施工，探究地铁盾构下穿建筑物的施工技术。

1 工程概况

成都地铁6号线一、二期土建4标为3站3区间，分别为兴业北街站、犀浦站、天宇路站以及梓橦宫站～兴业北街站盾构区间、兴业北街站～犀浦站盾构区间、天宇路站～犀浦站盾构区间。根据初步设计图，梓橦宫站～兴业北街站盾构区间869.69 m、兴业北街站～犀浦站盾构区间1 354.321 m、天宇路站～犀浦站盾构区间1 595.521 m。拟采用4台中国铁建重工盾构机，其中两台盾构从梓橦宫站小里程端双线始发，兴业北街站大里程接收在该站过站后再次始发，在犀浦站大里程端接收吊出；两台从天宇路站大里程端双线始发，犀浦站小里程端接收。本工程盾构区间管片采用外径6 000 mm、内径5 400 mm、厚度为300 mm的钢筋混凝土管片，管片宽度为1 500 mm。负环管片采用标准环，采用错缝拼装的方式，拼装点位为1点和11点，每环管片由6块环片组成。

2 地铁盾构下穿建筑物施工难点及对策

2.1 施工难点

经过对工程实际情况的勘察，该工程存在的施工难点主要体现在以下5个方面：

(1)该工程为中国铁建股份企业根据BT模式承建的工程项目。采用的管理方式较为新颖，自身存在一定难度，涉及的接口部门数量繁多，增加对接难度。

(2)工程地质环境较为复杂，主要以砂卵石层为主，其含水率较高、透水能力强。盾构进洞、出洞段，管线数量诸多、地下水位高。在进行工程挖设过程中，可能会出现地面不均匀沉降，易给施工质量带来影响[1]。

(3)盾构区间作为整个工程施工管理的核心内容，怎样才能有效地提升盾构施工进度和质量，是当前施工重点思考的内容。

(4)如果端头加固处理措施没有落实到位，导致接缝位置发生漏水，造成水土流失，甚至会发生路面坍塌现象，加大施工难度。

(5)盾构在穿过建筑物的情况下，连续穿越房屋为特别重大风险源，且房屋多为年代久远自建房、还有幼儿园、大酒店等场所，盾构穿越风险及施工整体要求极高。因为开挖土层自身平稳性不高，给周围土体带来影响，地面出现沉降现象，使得建筑物出现不均匀沉降，安全通过建筑物是该工程施工难点。

2.2 处理对策

(1)要想全面处理接口协调施工内容，项目部门需要安排工作经验丰富的人员在工程企业各个部门之间充分协调，并分配对应工作。项目部门科学设定管理档案，定期开展协调和处理会议，将施工过程中存在的各个问题进行处理。企业还要设定把项目经理当作核心的领导团队，投放大量物力及人力，严格按照施工管理方案施工，保证各项工作均满足要求，维护城市形象。

(2)组建专业的盾构施工团队。要想保证其可以快速地满足成都地层盾构施工要求，在开展施工工作之前，应该安排工作经验丰富的人员进行施工考察，并对施工人员进行专业培训。在进行施工时，项目部门需要聘请专业人员协调处理施工过程中存在的问题，改进施工方案，保证工程项目盾构施工顺利进行[2]。

(3)因为盾构区间作为整个工程管理的核心，要想快速地落实区间隧道施工，严格按照本工程地质环境及施工要求，配备足够的施工设备进行施工。该工程采用的设备主要以复合式土压平衡盾构机为主，该设备设定了泡沫及泥浆注射系统，刀盘刀具、开口率的设计适用于砂卵石地层，其自身具备较强的推力、扭矩功能。

(4)做好降水排水等工作，提升洞门密封性。并且在端头地层预留充足的注浆孔，在底层出现较大变形情况下，能够及时对端头补充注浆，实现加固处理。

(5)盾构机穿越建筑物及管线时，为了确保施工安全，盾构掘进之前需要按照地层及地面建筑实际情况，对盾构施工沿线地面沉降情况进行预测，并对沉降影响范畴中的建筑情况进行评估，根据评估结果设定预警界限。对建筑物有无基础结构进行核查，在原有地质勘察结果上实现地面补勘。

3 地铁盾构下穿建筑物的施工技术

3.1 盾构下穿建筑物

3.1.1 施工准备及过程控制

首先，盾构通过之前，需要做好施工现场核查工作，并加强建筑物评估。盾构下穿建筑物前30 d完成布点和数据采集工作。其次，在盾构到达建筑物前后对建筑物进行勘察，在盾构穿越建筑物时加强频率检测，以3 h为单位进行检测，及时反馈监测结果。再次，为保证盾构通过建筑物时能及时了解地面情况和保持信息通畅，配备专职安全员、专职土建工程师在地面监控建筑物，上下及时联系，确保盾构顺利穿越建筑物。施工前做好施工应急预案，以备紧急情况发生时及时采取措施补救。必要时建筑物内的人员临时清空，并做好人员的临时安置。此外，为了降低对建筑物的影响，防止土层出现变形现象，盾构机在穿越建筑物的过程中，需要明确掘进参数，并科学控制各个指标，例如掘进速度、土压控制、同步注浆量、注浆压力等。需要整个掘进过程均采用土压平衡方式，防止土压系数随意改变[3]。最后，盾构通过之前，需要对建筑物和隧道掘进部分土体进行预注浆处理，盾构通过过程中由地面注浆管补浆，利用监测结果明确是否需要追踪注浆。注浆采用水泥浆，必要情况下适当添加外加剂，从而调节凝固时间和浆液黏稠度，防止跑浆现象出现。

3.1.2 盾构机下穿建筑物参数设定

结合该工程隧道埋设深度及地质情况，根据控制欠压、充分注浆等标注进行设定。① 盾构推进速度控制在40 mm/min-60 mm/min；② 千斤顶总推力控制在800 t-1 200 t之间；③ 刀盘转速在1 rpm-1.5 rpm；④ 刀盘扭矩控制在100 t·m-450 t·m；⑤ 土压控制在0.6 bar-1 bar；⑥ 每环同步注浆量控制在6 m3-8 m3，注浆压力控制在2.5 bar-3 bar；⑦ 加强土方量管理，按照刀盘转速明确螺旋传递效率。加强出土方量管理，每环出土方量不得超出56 m3，降低土体影响。盾构轴线控制和设计轴线之间偏差不得高于±20 mm，禁止出现超量纠偏等现象[4]。

3.2 盾构下穿建构筑物地面预加固施工方案

3.2.1 加固范围

袖阀管注浆技术这是通过潜孔钻进行倾斜0-30°打孔，钻孔之间的距离为3 m，排距1.5 m。在钻孔之前，需要明确是是否有管线，明确没有管线的情况下进行钻孔，按照施工图纸进行钻孔，孔位偏差应该把控在50 mm内。钻机到位之后，应用垂球根据水平尺核查钻机水平位置，在钻孔时做好钻孔偏差检查，并保证钻孔偏差度不得高于1%[5]。

3.2.2 施工工艺

首先，钻孔。在进行钻孔过程中，因为钻孔采用的方式是0-30°倾斜钻孔，地质钻机将不能满足施工要求，因此，本工程采用潜孔钻机施工方式。其次，安装袖阀管、浇注套壳料及固管止浆。钻孔到设计位置之后，需要利用清水进行钻孔清理，之后把套壳料借助钻杆泵运输到孔底，由下至上灌注套壳料，直到孔口溢出满足浓度要求的原浆液[6]。根据钻孔流程分配袖阀花管，下管过程中及时向管内注水，防止孔内受到浮力因素的影响，保证施工质量。最后，灌入封闭泥浆。套壳料通常采用膨润土，由泥水材料辅助而成，应用在封闭袖阀管和钻孔孔壁空隙中，避免在灌浆过程中出现浆液外漏现象。在橡胶套及止浆塞等设备引导下，让套壳料进入到地层中。在套壳料浇注过程中，施工质量将直接影响注浆结果，在此过程中，需要其在一定压力的作用下，压开填料实现横向注浆，并且在高压注浆的情况下，避免浆液沿着孔壁流出。

3.3 洞内措施及二次注浆

盾构区间在掘进方向中，采用拼装特殊管片进行施工。管片点位位置需要设定注浆孔，并借助注浆孔进行注浆，确保注浆效果[7]。盾构隧道洞内增设预留注浆孔布置(半环设置)。

为防止掘进过程后出现后期沉降，在管片脱离盾尾2-5环位置时，应及时对管片孔隙进行二次注浆。结合地质以及掘进情况，盾构穿越之后由洞内向隧道四周1.5 m范围内进行二次注浆加固土体。二次注浆采用1∶1的双液浆方式，注浆材料主要以P.O42.5级普通硅酸盐水泥为主，注浆压力应该把控在0.35 MPa左右，稳压时间不得低于3 min。

3.4 洞内注浆加固

在盾构穿越建筑物以后，需要采用增加注浆孔特殊管片等方式实现注浆处理，管片径向范围为2 m。洞内注浆需要应用水泥单液浆，水灰比为1∶1，注浆压力不得高于0.5 MPa。

明确钻孔位置，结合设计要求，对特殊地段洞孔内部进行注浆加固。在洞内注浆加固过程中，应用隧道特殊管片增设的注浆孔进行钻孔，并安装单向止水阀，利用堵漏材料对周围进行添堵，钻孔施工设备以风洞凿岩机为主。在钻孔注浆的过程中，需要做好注浆管加工工作。注浆管采用直径为42 mm的无缝钢管，钢管长度为3.5 m，结合施工现场实际情况，适当调整钢管长度，在距离钢管底部3.7 m的位置处设定泄浆孔，孔间距为10 cm-15 cm左右，花管在下管之前需要利用溢浆孔用贴片进行封孔[8]。

4 结 语

在地铁盾构下穿建筑物施工过程中，受地质条件、施工工艺等因素影响，施工中不可避免会产生一些问题，导致施工工期的延误，从而给企业造成一定的经济损失。为保证工程顺利完工，减少施工质量问题的出现，在工程施工时，根据地铁盾构下穿建筑物施工重难点，优化地铁盾构下穿建筑物施工工艺，选择合理的地铁盾构下穿建筑物施工技术，减小建筑物沉降量，加强施工质量控制，从根源上确保工程施工的安全质量。