地铁盾构工程穿越市政设施风险源施工控制技术分析

赵宁

中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 北京 101300

1 穿越铁路和桥梁

1.1 工程概况

某铁路的下行线和某地铁隧道的左线交点里程是K4+549.2m，与右线交点的里程是K4+563.2m。该地铁区间隧道和框架桥底板之间的净距离是13.1m，盾构隧道顶部和框架桥结构底板之间的距离大约为13m。

1.2 风险源控制技术

（1）盾构掘进参数的优化。盾构掘进的控制参数主要有推进速度、土仓压力、千斤顶推进力、螺旋机转速、注浆压力、注浆时间、盾构坡度、注浆液性能、注浆方式、注浆量等。在本次工程的施工之中，通过对掘进情况的科学试验，最终对盾构穿越铁路桥梁的参数进行合理确定，其具体的参数如表1：

表1 本次工程的盾构穿越铁路桥梁具体掘进参数

在具体的施工过程中，施工人员应该对盾构的性能及其操作方法做到熟练掌握，然后按照隧道的实际埋深、具体的地质情况以及环境条件等来预测和计算掘进的参数，并按照现场巡视和仪器的检测结果来实现数据的综合协调与优化，特别要注重盾构机同步注浆控制的加强。

（2）洞内深孔的注浆加固：在盾构机的盾壳脱离六片到八片之后，可以通过深孔注浆的方式及时在铁路影响区域下方对土体进行加固，这样才可以让地层变形的情况得到良好控制，使其与铁路的沉降要求相符。

（3）洞外桥梁加固：为了让盾构穿越铁路的安全性得到有效保障，在穿越之前，一项重要的措施就是桥梁加固，通过这样的方式，才可以进一步加强其承载力以及抗变形能力，以此来有效保障施工和铁路的安全性。在本次工程中，桥顶板用粘贴纤维的方式进行加固，框架桥的侧墙用粘贴钢板的方式进行加固。工程之中所应用的碳纤维布属于高强度的轻质II级碳纤维布，每一层布的厚度是0.167mm，通过平行条带法进行铺设，每条宽300mm，没两条之间的净距离是200mm[1]。

1.3 监控量测

在盾构施工之中，监控量测是一个主要的安全保障手段。因此在工程的施工过程中，应该通过仪器对既有铁路的穿越进行测量，加强巡视，并对巡视的情况和检测数据做到及时反馈。这样才可以让整个的施工过程实现信息化，保障盾构施工和铁路运行的安全。

2 穿越过街天桥

2.1 工程概况

在本次所研究工程的K31+168到K31+208这段范围之内穿越了过街天桥，该天桥是一座人行过街天桥，桥体是三墩连续钢梁结构，其基础是钻孔注浆。

2.2 风险源控制技术

（1）掘进参数的优化。首先是控制掘进的速度。掘进过程中，应注意速度的平衡、均匀，让土体扰动的情况尽量降低。本次施工之中对掘进速度进行了严格控制，保障掘进速度在40-60mm/min范围之内。其次是控制好土仓的压力。通过对土制出速度的严格控制，可以让土仓波动得以显著降低，这样才可以使开挖面更加稳定。在本次施工过程中，土压力的控制范围是100-140kPa之间。再次是控制好出土量，在施工过程中，应该对出土量进行精确计算，避免出土超量的情况发生。通过计算，本次工程的每环出渣量应该控制在43m3，且每掘进24cm之后都需要做一次出土量测量[2]。在进行下穿施工时，项目部针对出渣量的控制专门进行了技术交底，并将其作为一项严格落实的制度。最后是做好土体的改良，将优质泡沫注入到刀盘前方，注入量是400mL-600mL/m3，以此来达到改良渣土的效果。

（3）洞内二次注浆加固。二次注浆应该在盾构通过了5环到8环之后开始，将浆液从管片预留的注浆孔之中注入管片的外侧，同时应该将止水装置安装在管片的注浆孔上，将孔外剩余的混凝土清除，压住双液浆。在本次工程的二次注浆加固过程中，应用到的双液浆是由水玻璃和水泥组成，注浆过程中，压力不可超过0.5har。在注浆工作正式实施之前，首先应该进行试验，待试验合格之后才可以进行注浆加固。

（4）洞外桥梁的脱换。为了让盾构穿越过街天桥施工安全以及天桥的使用安全得到有效保障，在施工之前可以提前临进行过街天桥的脱换处理，这是盾构穿越过街天桥过程中危险源的一个关键技术。

2.3 监控量测

在过街天桥的穿越过程中，监控量测也是一项关键的风险源控制措施。在整个的施工过程中，相关单位应该通过仪器对过街天桥的穿越进行测量，加强巡视，并对巡视的情况和检测数据做到及时反馈。在本次施工之中，主要的监测项目有地面的沉降、天桥的沉降、天桥的倾斜以及洞内管片的收敛等。通过这样的方式，才可以让整个施工过程实现信息化，让天桥的使用安全和盾构施工安全得到良好保障。

3 结语

综上所述，本文通过具体的工程案例对地铁盾构施工穿越市政设施的危险源控制技术进行分析，主要分析了盾构施工穿越铁路施工和穿越过街天桥施工。通过分析可知，在盾构施工过程中，如果需要穿越市政设施，首先需要对盾构掘进参数进行合理优化，然后做好市政设施的加固处理，并做好监控量测工作，这样才可以有效保障盾构施工和市政设施的安全性，让风险源得到有效控制。