邻近既有线盾构始发掘进接收施工技术

贾明伦

（中铁十四局集团第四工程有限公司 山东济南 250000）

1 工程概况

锦绣隧道位于成都市市区内，由三部分组成：进出口明挖段、盾构接收及始发井与区间盾构隧道。进口里程为DK0＋420，出口里程为DK4＋075，中心里程DK2＋247.5，为设计时速80 km客专铁路双线隧道，隧道拱顶最大埋深约60 m。

盾构区间隧道（DK1＋150～DK3＋770）长2 620 m，采用直径12.79 m土压盾构施工。隧道外径12.4 m、内径11.3 m，幅宽1.8 m。路线纵向坡型为“V”字型坡，纵向坡比最大为－30‰，最小转弯半径为654 m，主要穿越地层为弱风化岩［1］，部分为强风化岩层，地质复杂，盾构施工难度大，见图1。

图1 隧址平面

2 总体施工技术与重难点

2.1 总体施工技术

采用1台开挖直径12.79 m土压平衡盾构机，盾构掘进长度2 620 m。

采用连续皮带机进行渣土运输，物料采用无轨运输，采用大功率风机通风保证施工［2］。洞内单车道通行，在盾构机尾部设置车辆调头平台。

2.2 施工重难点

（1）始发井左侧为锦泰机动车检测站，右侧为既有成渝成都南上行联络线，成型隧道距离成渝成都南上行联络线桥墩外边线仅为12.55 m；接收井右侧为既有东环线，成型隧道距离东环线桥墩外边线仅为13.28 m。邻近既有线施工安全风险等级高［3］，施工要求严格。

（2）盾构始发时隧道埋深为8.6 m，约为0.7倍洞径，接收井盾构隧道埋深为8.42 m，约为0.7倍洞径，上部土层主要为人工填土、膨胀土、风化泥岩［4］，掘进过程中易造成盾构机上浮。

3 施工工艺操作流程

3.1 总体施工工艺流程

总体施工流程见图2。

图2 总体施工工艺流程

3.2 盾构机始发

盾构机始发［5］工艺流程：始发托架、反力架、弧形导台制作→盾构机组装→盾构机调试→始发（接收）井端头加固→洞门密封及橡胶帘布安装→负环拼装及加固→盾构试掘进→始发洞门封堵。

3.3 盾构掘进

盾构掘进流程：洞内布置→盾构掘进→盾构机调试→盾构掘进操控程序及掘进参数调整→管片拼装→盾构姿态控制→隧道通风设置。

3.4 盾构到达接收

盾构机到达施工主要内容包含：盾构机定位、接收洞门位置复核［6］、地质加强处理、洞门加固、安装洞门圈密封设施、安装接收基础底座等。施工中按照要求控制盾构机的水平偏位与垂直度，将偏差控制在最小范围内［7］。工艺流程主要有施工准备→接收托架制作→盾构机步上接收托架→到达施工参数控制→盾构机吊拆［8］，见图3。

图3 盾构机拆卸流程

3.5 监控监测［4］

施工期间对结构建筑物、管线、地面进行变形监测，提供及时、准确的信息用以分析在施工期间的安全及施工对周边环境的影响，并对可能存在的安全隐患提供准确、有效的预测预警，避免安全事故出现；检验设计理论，积累资料和经验，为以后的同类工程提供类比依据，见表1。

表1 施工监测项目

监测断面测点布设见图4、图5。

图4 地表点位布置

图5 洞内点位布置

3.5.1 监测方法

（1）巡视观察：主要包括开挖面地质状况观察、支护结构体系观察、周边环境观察、监测设施观察。巡视检查专人负责，每日至少一次，大雨或周边有大型机械作业加大检查次数；记录表及时进行梳理，结合监测数据进行全面分析［9］。

（2）地表监测：盾构段地表监测每50 m设一断面；过既有建（构）筑物时加密为每10 m设一断面，横向间距为线路中心两侧各0 m、6 m、7 m、8 m、9 m。

明挖段地面监测每10 m设一断面，左右两侧各5个点，横向间距为5 m，见图6。

图6 地表沉降观测点

（3）建筑物沉降观测：一般测点设于建筑的四角、埋深以及地质条件变化、高低层建筑等交接处的两侧；部分埋设于有缝隙两侧及受振动有显著影响的部位及基础下的暗沟处。

（4）地下管线监测：根据管线类型及现状，监测位置设置在管线的节点、转点和变形较大的位置；压力管线设置直接监测点；在无法埋设的部位，采用埋设套管法设置测点；改移管线时，回填前直接把监测点埋设于管线上方，见图7。

图7 地下管线及测点布置

采用电子水准仪按精度要求进行各监测点的测量，监测精度为 1 mm［9－11］。

3.5.2 监测成果分析

监测成果分析主要包括统计性分析、预警情况分析、最终分析，见图8。

图8 监测外业工作开展流程

4 施工控制措施

（1）盾构始发、接收前端头加固

盾构始发及接收前对土体进行加固［10］，采用地面袖阀管及A108大管棚进行加固，避免盾构机出现下沉或抬头现象，见表2。

表2 加固措施

（2）盾构施工控制［7］

①盾构姿态控制［11］：盾构保持平稳掘进，减少偏差及对正面土体的扰动。平面位置控制在±50 mm之内，掘进速度保持在50 mm／min左右，防止因掘进速度过快对正面土体产生较大冲击。

②加强过程监测［12］：通过地表监测、建（构）筑物监测数据及时调整施工参数，将对地面沉降的影响降低到最小。

③加强同步注浆：同步注浆浆液采用水泥砂浆，根据施工速度调整浆液凝结时间，严格控制浆液配比，确保其和易性和流动性。采用注浆量和注浆压力的双控措施，既要保证浆液充填率，也要避免注浆压力过高产生劈裂。

④加强泥浆质量控制，拌和优质新浆，以保证形成致密泥膜封闭掌子面，提供足够的支撑压力。

（3）洞内注浆

在盾构通过后对始发及接收20环内的管片通过管片上注浆孔利用φ32×3.5 mm钢花管对隧道周边土体进行加固，钢花管长度不小于1.5 m。

（4）防止隧道上浮（防浮）措施

①施工期间严格控制隧道轴线，每环均匀纠偏，减少对土体的扰动。

②加强注浆质量，使其遇泥水后不产生裂化，能均匀地布满隧道周围。

③当发现隧道上浮量较大时，应立即对已建隧道进行补压浆。

④加强纵向变形的测量，并根据监测结果进行针对性注浆纠正。

5 邻近既有线施工安全防护措施

（1）施工准备工作完成后，邀请设备管理单位到现场进行检查确认。

（2）根据设计要求对邻近既有线设置监测点，做好标记，测量班对监测点进行数据采集，发现问题及时反馈，同时联系工务段对线路标高、轨距、方向进行监测，确保铁路运输安全。重点对锦绣隧道接收井及进口明挖段、盾构段、驿都大道大桥对应的东环线路基及桥梁进行监测。

驿都大道大桥桩基采用小型旋挖桩，高度不超过15 m。桩基钢筋笼分3节吊装，严控吊装高度，严禁吊车垂直线路摆放及吊装，倒伏距离不得侵入铁路安全限界。采用汽车泵浇筑混凝土时，泵车必须停放于远离线路的一侧，且高度不得超过接触网高度。墩台设置抗滑桩，确保既有线的安全。在既有线侧设置高度不小于1.8 m的隔离栅栏，禁止人员翻越。

（3）充分考虑机械设备参数，其中锦绣隧道明挖段钻孔灌注桩、CFG桩施工时尽量采用小型钻机，旋挖钻机不高于15 m。钻孔灌注桩钢筋笼分2节段进行吊装，严格控制吊装高度，同时吊车设置限位销限制大臂向既有线侧旋转的角度；成都东站站场、锦绣隧道进口明挖段人工挖孔桩钢筋笼在孔内分节段安装。

（4）在盾构始发井及接收井位置进行盾构机等大型设备吊装过程中对吊车进行限位，禁止朝向既有线一侧吊装。

（5）绕城高速立交双线特大桥邻近成花线深路堑顶位置设置被动防护网加强防坠落措施。

6 结束语

盾构法具有安全性好、适应性广、施工速度快、对周边环境影响小等优点，目前在地铁工程建设过程中被广泛运用，而盾构始发与接收是盾构隧道建设中风险最集中的地方。本文结合工程实际，综合运用理论分析、现场监测等方法，论述邻近既有线盾构始发、掘进、接收施工技术，以期为同类地质及邻近既有线盾构施工提供参考。