地铁盾构施工过程中气候条件影响分析

高晓兵

（中铁十四局集团大盾构工程有限公司，江苏 南京 211899）

地铁盾构施工过程中，地连墙控制是非常重要的工作，需要规避诸多因素影响，才能够提高盾构项目质量。在诸多影响因素中，气候条件的影响范围较大，同时还带有不可预测性特点，如果预防不到位，会对地铁项目的施工带来阻碍。武汉市为多雨地区，加之地质条件，无法保证施工的正常进行。为此，需要以加强地连墙控制为前提，规避气候条件带来的影响。

1 工程概况

8 号线土建三标施工任务主要包含一站一区间，即徐家棚站及黄浦路站～徐家棚站越江盾构区间。越江段从武昌徐家棚站进行始发，过江进入汉口黄浦路站接收。越江段隧道所穿越的地层复杂多变，具有多种地质形态，且分布不均，越江隧道在长江两岸共计约2100m 穿越地层上部为软土层，下部为粉细砂层，对刀具磨损较轻；江中部分地段上部为粉细砂层，下部为风化岩等复合地层，主要包括：约495m 的Q4 圆砾土;约1370m 的强风化砾岩;约750m 的弱胶结砾岩层；约430m的中等结砾岩，且3 种岩层上下重叠。施工过程中气候条件带来严重影响，要结合武汉市气候条件制定解决方案。

2 地连墙控制过程中气候条件影响分析

2.1 导墙施工环节

2.1.1 路基施工

地连墙成槽机施工阶段，必须要达到路基承载力要求，顺延地下连续墙的中心线，按照从里向外的顺序铺设施工道路[1]。这一过程中容易受降雨影响，增加路基含水量，施工人员要开挖路基面下方土体，开挖深入约50cm 即可，进行一段时间的翻晒，并在其中掺加石灰，随后采用分层碾压的方式压实。

此外，施工期间要注意提高导墙强度，以免出现塌孔现象。地基密实度低，在雨季施工很容易导致浇筑前塌孔、个别区段土方掏空等问题。如果在施工过程中出现塌孔现象，塌孔5m 以内的所有土方必须要全部换填成含量8%的水泥土。

2.1.2 及时采取辅助降水

导墙施工过程中，要做好辅助降水作业。正式开挖施工的一周左右针对地基进行降水处理。建议在盾构施工现场设置轻型井点，以免长期不降水面临的降水不足问题[2]。

2.2 现场泥浆制备

2.2.1 明确泥浆制备指标

正式成槽之前，按照施工现场实际情况，确定护壁泥浆供浆池、贮浆池；为了避免气候条件因素导致的裂缝，需要在膨润土与分散剂中加水进行泥浆制备，浆液面控制在导墙下方30cm 即可。

2.2.2 控制技术参数

地连墙控制施工期间，槽内泥浆面高度是控制的要点，要超出地下水位0.5m以及导墙顶面以下0.3m。如果出现液位下落的现象，必须要快速补浆，以免因为技术参数控制问题引发导墙塌孔。

2.3 成槽施工

成槽施工建议使用三抓成槽和跳孔挖掘这两种方法，按照先两侧后中间的顺序开挖，如果是异型槽段，则要按照先短后长的顺序开挖。成槽过程中，如果开挖过程中遇到降雨天气，会导致塌孔现象。那么在成槽时工作人员要提前制定预防对策，实时检查槽内部泥浆液面的高度，规避气候条件带来的影响。如果已经出现塌孔问题，要及时回填、加固，将影响控制到最小再重新开挖。

地连墙控制过程中，刷壁与清槽非常关键，如果存在质量控制方面的问题，地连墙质量也会受到直接的影响[3]。那么在刷壁环节，需要按照从上至下的顺序反复清理，刷壁处理结束后进行检查，直至符合规定为止。期间需要规避气候条件影响，例如温度升高、降雨导致地连墙夹泥渗漏问题，这一类问题如果不及时解决会影响到地连墙的防渗效果。结束刷壁作业之后，要开始清底施工、下放钢筋笼，同时进行二次清底工作，保证浇注作业开始之前沉渣厚度不足15cm。

2.4 混凝土浇筑施工

下放钢筋笼、二次清孔作业完成后，必须要在4 个小时以内开始混凝土浇筑，期间注意以下几点：第一，导管底口超出槽底部分不大于0.5m；第二，混凝土浇筑期间导管埋入混凝土的部分控制在2～4m 之间，且混凝土顶面上升速度大于2m/h；第三，浇筑过程中要充分考虑气候因素，杜绝在降雨、台风等恶劣天气下施工，影响浇筑效果[4]。

2.5 土方开挖及回填

地连墙施工环节最后一道工序是土方开挖及回填，这也是保证地连墙施工质量的关键。施工期间要重点规避土方开挖速度过快、强降雨等问题导致的超限位移问题。在质量预控方面，要做到以下两点：第一，墙后拉锚结构施工结束后，由专门人员负责验收，验收合格可以开始土方回填与开挖，期间需要综合考虑气候条件带来的影响；第二，制定土方开挖与回填施工方案，明确施工速度。

3 工程实践策略

武汉市地处江汉平原东缘，属亚热带气候。气候温和，雨量充沛，四季分明，夏炎冬寒，具湿润性季风气候特征。

武汉市多年平均气温16.7℃，多年最低月为一月，平均气温2.6～4.6℃；最高月为七月，平均气温28.8～31.4℃。极端最高气温41.3℃（1934.8.10），极端最低气温-18.1℃（1977.11.30）。多年平均降雨量1204.5mm，最大年降雨量2107.1mm，最大月降雨量820.1mm（1987.6），最大日降雨量317.4mm（1959.6.9），最小年降雨量575.9mm，降雨一般集中在6～8月，占全年降雨量的40%，平均器皿蒸发量为1447.9mm。本区冬季受寒潮影响，多为西北风，夏季多为南风，风向具有明显的季节变化。历年平均风速为2.4m/秒，最大风速可达27.9m/s（1956.3.6 和1960.5.17），大于八级风的年平均天数为8.2 天，最多16 天、最少1 天。

为了规避当地气候条件对盾构施工带来的影响，徐家棚站及黄浦路站～徐家棚站越江盾构区间施工采用如下策略：

第一，水底监测。在盾构推进至长江防汛大堤前，进行整个水域监测区隧道轴线对应的江底地形测量（背景测量），复核隧道覆土层厚度。在盾构推进到江中后即开始进行江底高精度水深监测，并充分利用监测结果指导施工，如江底发生较大的隆沉须及时采取措施。

第二，防止江底冒浆(防冒)措施。(1)严格控制切口水压波动范围；(2)合理设定推进速度，保证推进速度稳定，开始推进和结束推进时，速度应逐渐提高或减小；(3)严格控制出土量，原则上按理论出土量出土，可适当欠挖，保持土体的密实，以免江水渗透入土体并进入盾构；(4)控制同步注浆压力，在注浆管路中安装安全阀，以免注浆压力过高而顶破覆土；(5)若出现机械故障或其它原因造成盾构停推，应采取措施防止盾构后退。

4 结束语

综上所述，地铁盾构施工过程中受气候条件影响，会直接降低地连墙质量，需要施工人员在正式施工前制定防范方案，规避当地气候因素影响，解决施工中面临的问题，为今后地铁工程施工的有序进行提供参考。