浅谈北京地铁六号线星火路站-青年路站盾构区间重难点施工

张 剑

（中铁三局集团有限公司，山西 太原 030012）

浅谈北京地铁六号线星火路站-青年路站盾构区间重难点施工

张 剑

（中铁三局集团有限公司，山西 太原 030012）

文章主要从盾构优质快速掘进、盾构下穿京包铁路箱涵、盾构近距离旁穿人行天桥桩基础等方面，论述了地铁盾构区间施工中的重难点和方法。

盾构施工；重难点；控制措施

1 工程简况

星火路站—青年路站区间线路均沿朝阳北路道路下方行进，沿线控制性建（构）筑物较多，主要有朝阳北路下穿京包铁路箱涵、人行天桥，道路两侧有多处住宅楼。

2 工程特点

（1）工程规模大、工期紧。

（2）地面交通繁忙，施工期间交通疏解要求高。

（3）文明施工、环境保护保护要求高。

3 工程重点及对策

3.1 盾构优质快速掘进

（1）重点分析：如何提高盾构掘进速度、优质快速地完成区间隧道施工。

（2）相应对策：①开工前，制定详细的实施性施工组织设计，按照业主的要求及现场条件，明确每一施工阶段盾构的施工进度，尤其是关键节点工期，在实际施工过程中，以确保阶段工期为原则，加强现场管理与资源投入，确保节点工期及总工期的实现。②根据工程地质特点，配备两台加泥式土压平衡式盾构机用于左、右线隧道施工，各种人力资源及辅助设备配套齐全，对作业班组施行质量、安全、进度等奖罚机制，严格兑现，在试验段掘进之后，正常日进度保持在7～8环，施工用料储备充足，确保快速完成区间隧道施工。③加强与相邻标段的协调工作，保证盾构区间施工按节点控制工期按时调头。

3.2 盾构下穿京包铁路箱涵

3.2.1 重点分析

铁路箱涵的稳定性是铁路安全运输的关键，盾构隧道的施工势必会引起地层的扰动，特别是在砂层中掘进时，会因此造成地表的差异沉降，严重威胁地面铁路轨道的稳定。所以要从多方面严格控制盾构施工，确保铁路轨道的安全。

3.2.2 主要对策

（1）盾构施工方面。①盾构通过京包铁路箱涵时应采取连续、稳步通过的方式，根据前一阶段的施工情况，确定合理的施工掘进参数，减少盾构的超挖和欠挖，改善盾构前方土体的坍落或挤密现象，降低地基土的横向变形。②在该敏感区域范围内，调整盾构工作顺序，合理控制开挖舱内土压力，使土压维持在1.8～2.0 bar，严格确保出土量使得开挖舱内始终被土体充满以维持开挖面的稳定。③及时进行管片壁后同步注浆。根据盾构施工经验，同步注浆控制盾尾空隙的150%～200%（4.3～5.1 m3），二次补浆为同步注浆的20%～25%（0.9～1.1 m3）。浆液要满足在低注浆压力下的良好流动性以确保充满管片壁后土体空隙和周围砾砂层的空隙，同时浆液的凝固时间要短，以满足尽快提高其强度的要求。及时做二次补浆和环箍注浆，有效控制地层沉降的趋势。

（2）对轨道扣轨加强处理。在盾构机穿越前计算出盾构掘进时可能影响的范围，对可能影响到的范围进行扣轨保护。

（3）加强施工监测。盾构通过铁路箱涵时，对地表加强监测。监测点加密，提高监测频率，加强铁路沉降的监测。在盾构机通过铁轨时进行全天候监测，盾构机通过后仍要继续监测至钢轨基本稳定为止。如发生较大的沉降，及时反馈给设计、甲方和铁路相关单位，同时及时调整推进参数。如果沉降接近警戒值，要立即配合铁路部门采取应急措施，保证铁路的正常运营。

3.3 盾构近距离旁穿人行天桥桩基础

3.3.1 重点分析

区间盾构在星火路站前后从现状天桥下通过，区间线路从天桥南端两轴向间距11 m的桥桩中间穿过。天桥建于2003年，天桥上部为钢箱连续梁，基础为2 500 mm×1 700 mm承台，下有Φ1 200 mm桩基础，桩底标高为17.82 m。右线隧道结构两侧外缘距离天桥桥桩约1.9 m，左线隧道结构两侧外边缘距离天桥桥桩约0.3 m。

3.3.2 主要对策

（1）盾构施工方面。①在盾构穿越桩前20 m的范围内为地表位移敏感区域，根据地面测试资料，及时调整盾构姿态，使其以最佳的姿态进入该区域，进入后盾构掘进坡度和平面轴线尽可能与设计轴线保持一致，采取“勤测勤纠”，保持盾构平衡推进，减少纠偏，减少对正面土体的扰动。②盾构过桥区时，临时封闭天桥，在桥下、桥面及其周边布设监测点，盾构通过期应加密监测频率。对监测数据及时反馈，必要时根据监测结构及时调整设计参数，做到防患于未然。③严格保持盾构匀速、连续穿越桥区，确保盾构机在桥区范围内不停机。④施工过程中严格控制掘进土压力和出土量。在敏感区域范围内，合适控制开挖舱内土压力和推进速度，根据地质条件向舱内注入泡沫和泥浆以改良土体。⑤严格控制盾尾同步注浆和二次补注浆。

（2）加强施工监测：在盾构穿越期间，由专职人员对人行天桥进行监测，观察结构变形情况，并将监测信息及时反馈给施工人员，及时调整与控制盾构穿越过程中施工参数，使盾构施工对其结构影响降至最低。

4 工程难点及对策

4.1 难点分析

本标段盾构区间穿越黏质粉土砂质粉土②层，粉质黏土②－2层，粉细砂③层、圆砾④层、黏质粉土④－1层，地层交错混杂，卵石的粒径一般在200 mm以内，不排除有更大粒径的可能；地层中富含地水下，隧道局部地段下部已进入承压水中，这类地层虽然自身具有一定的稳定性，但由于粉细砂层和地下水的存在，开挖后较易发生意外。

盾构区间穿越地层主要为料径在30～90 mm之间的卵石层，地下水类型为潜水，局部存在上层滞水，以及承压水。潜水赋存于中下部卵石层中，水位标高11.5～32.0 m，区间隧道底板埋深11.5～20.0 m，已进入潜水～承压水水位。

盾构施工时，砂卵石渗透系数大，每日掘进结束后需进行停机保养时，土仓内压力消散较快，维持开挖面稳定有一定困难；掘进控制难度较大，较难保持系统工作状态的稳定，会经常出现过载现象；停机后再启动困难。刀具磨损较快，经常出现蹦刀现象；刀具检查与更换困难，由于上覆地层有粉细砂层，开仓检查前排水作业易造成刀盘前上方土体失稳，形成空洞。

所以针对本工程的工况，要使盾构机以良好状态，安全、顺利完成本工程的施工，就一定要做好盾构机的选型和施工管理工作。

4.2 主要对策

（1）做好盾构机的选型工程：针对本标段的特殊地层情况，选用日本小松公司全新的EPB准6280土压平衡盾构机，加装改进所有必需的设备、装置以获得最佳的施工性能。

（2）砂卵层中的施工管理。①盾构掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料，改善碴土性能，提高碴土的流动性和止水性，防止涌水流砂和发生喷涌现象，并利于螺旋输送机排土。②选择合理的掘进参数，快速通过，以将施工引起的对地层的影响减到最小。③运用导向系统和分区操控推进油缸，控制盾构姿态，防止盾构抬升。④适当缩短浆液胶凝时间保证同步注浆质量，减少地层损失，以控制地表沉降。

综上所述，做好施工调查、详细了解施工现场环境、制定详细的实施性施工组织设计、做好盾构机的选型工作、做到有的放矢、施工过程中加强相邻标段的协调、加强施工监测等工作是做好本标段盾构施工的关键。

Discusses Beijing Subway Six Line Xinghuo Road～Qingnian Road Station Donggou Sector Heavy Difficulty Construction

Zhang Jian

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U 455.43

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1000-8136(2010)35-0060-02