城市地铁盾构隧道下穿运营铁路施工控制技术研究

周武

摘要：在社会经济高速发展的背景下，城市化进程正在不断加快，地铁网络运营越来越复杂，盾构隧道下穿铁路的状况越来越普遍，作为盾构控制技术的重要内容，地铁盾构隧道下穿运营铁路施工的研究具有非常重要的意义。基于此，本文从盾构施工技术入手，对城市地铁盾构隧道下穿运营铁路施工控制技术进行分析，然后针对盾构施工过程中出现的问题提出相应的解决策略，目的是加快盾构隧道下穿铁路的研究进展。

关键词：城市地铁;盾构隧道;下穿铁路施工;控制技术

一、前言

在城市地铁盾构施工过程中盾构穿越原有的建筑是一个比较复杂的问题，目前城市地铁的建设进程正在逐渐加快，越来越多的地铁网络建设错综复杂，并且基于盾构隧道下穿铁路的要求，力求对原有的地铁网络的影响降到最低，这是研究的重点和难点，因此必须加强对城市地铁盾构隧道下穿运营铁路施工控制技术的研究。

二、盾构施工技术的概述

现阶段，对盾构穿越技术的研究理论成果比较多，但是对可控制范围内中穿越中的注浆压力、土仓压力的范围研究比较少。所谓盾构施工技术，其是一种地下暗挖隧道的重要方法，大部分是使用地铁盾构机进行作业，对地下空间进行掘进，首先需要保证隧道基面的稳定性和安全性，防止基面坍塌的情况，从而在地下安全状况下进行隧道开挖施工，具体施工过程表现为先在隧道的一端开挖基坑，后将掘进的设备吊入基坑内，这样设备便可在基坑内进行掘进作业，并且按照指定的设计路线推进到隧道的另一端。然后盾构技术的特点是施工的过程自动化程度高，全过程机械化作业，就极大的节省了人力，提高了工作的效率，且受气候的影响因素较小。通常情况下在隧道较长、工程量较大的情况下会选择盾构施工技术，盾构施工技术较于传统挖掘技术更为经济合理，它的施工过程主要由三方面组成，包括开挖面的稳定过程、挖掘排土的过程和砌后灌浆的过程，其中保证开挖面的稳固是工作的主要方向，也是区别于其他掘进方法的最明显内容，一些硬岩本身硬度较高，稳定性较好，一般不存在开挖面稳定性的问题。

三、城市地铁盾构隧道下穿运营铁路施工要点

在城市地铁建设过程中，为了减小盾构隧道所要穿越的铁路处于运营状态，就对盾构穿越施工提出了更高的要求，对此需要做好施工之前的风险防范工作，避免盾构穿越施工对既定运营的铁路造成不良影响

（1）施工隧道与要穿越的线路垂直距离小，在进行模拟建设隧道距离穿越线路约有18.7米高，即施工20米左右，而出入段线的结构中，底板距离隧道结构的距离大约为5.3米。由于对运营列车的隧道保护要求十分苛刻，所以必须要确保地铁运营的安全，盾构穿越施工将正在运营的线路列为一级保护等级。

（2）施工技术的保护措施。虽然对盾构施工技术进行了具体的分析，但是为了更好的抵御风险，在实际的施工期间需要落实好保护措施，成立专业的领导小组，选择富有建设经验的施工工人进行施工。同时在穿越工程施工之前，需要对技术工人进行综合性的技术交底工作，保证技术工人落实好各项保护措施。在穿越施工进行期间，要安排相关工人进行值班，实时监测铁路的运营情况，有特殊情况发生的时候要及时和领导小组进行沟通协商。除此之外，要到施工现场进行实地勘测，并且办理好相关的手续，如果按照穿越工作的时间来划分，可以分为两个阶段，第一个阶段是在施工之前，要到相关的运营公司办理手续，在获得公司的允许后才能够进行作业;第二个阶段是在进行了部分穿越工程时，要到施工现场进行实地勘测，了解地铁建设过程中的内部结构以及实际施工状况，并且做好数据记录，以便更加准确的进行施工指导。

（3）在穿越工程竣工之后，要对列车的并行进行控制。当盾构工作顺利进行到并行阶段的时候，穿越工程存在的风险基本上得到了控制，但在这种情况下，仍然要注意对原有线路的影响，在结构的建设中加强对参数的控制，确保整个工程实际的施工数据合乎设计的参数，从而保证穿越过程的顺利竣工。

四、城市地铁盾构隧道下穿运营铁路施工问题的处理策略和控制技术措施

现阶段，虽然在盾构工程施工之前到施工现场进行了实地考察，也分析了周围环境，但是由于地下盾构工程是一个较为抽象的工程，任何情况都有可能发生，加上地下空间的地铁网络建设非常复杂，就很大程度增加了穿越工程的施工难度。在盾构机进入控制阶段期间，盾构机内部很容易出现进水情况，一旦发现有进水情况发生，要立即启动应急方案，让应急人员进入相应的岗位，准备好应急物资，与此同时还需要立即停止掘进工作，保持土仓的压力值，调整监控的频率，对流水情况进行实时监督控制;如果观察到流出的水为清水，没有掺杂任何的砂砾，并且发现监测点没有发生明显的变化，此时要保持监测的点不变，对工程的掘进状况没有很大的影响。

在盾构穿越工程中，要坚持确立方案合理、严密监控的施工原则，施工中可以采取以下有效的控制措施。第一，在试验阶段确定施工的参数，不断探索在试验阶段掘进参数对于整体工程的影响，为盾构穿越铁路建设积累宝贵的经验，从而更好的完成施工。第二，要合理控制掘进的速度。在盾构穿越铁路之前，要将掘进速度控制在平均速度的三分之一到三分之二，控制施工速度的均衡性，注意各个环节的衔接。第三，严格加强压力管理。当穿越进度将要达到铁路的时候要适当增加土仓压力，控制土仓压力的稳定性，避免压力出现加大的波动。第四，对渣土进行管理，确保挖土的准确性。要控制出土量和进土量相一致，严格控制出土超量，一旦发现特殊情况就要及时排查原因。第五，加强监测，及时调整参数。在穿越铁路施工期间要及时反馈施工的信息，实时监测盾构机各个性能的参数，实现信息化施工。

五、结束语

综上所述，在城市建设过程中，开展地铁盾构隧道下穿運营时要有效控制掘进过程，根据实际情况制定出科学合理的方案，采取一系列有效措施保证穿越工程的顺利完成。同时还应该制定出科学的专项施工方案，在进行穿越施工之前进行优化和修正，让最终的施工方案更具有科学性。除此之外，还要加强对周边环境的检测，对可能发生的特殊状况进行预测，发生特殊状况及时处理，将损失降到最低;还要做好应急方案，在穿越施工的过程中应急人员必须时刻待命，在发生险情的第一时间赶到事故现场，进行事先准备好的应急方案;加强监控，增加监控的频率，及时播报监控的数据报，只有严格要求各方面，各个部门协调合作，从而保证盾构隧道下穿运营铁路施工工程的顺利完成。

参考文献：

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（作者单位：中国水利水电第八工程局有限公司）