地鐵盾構(gòu)施工過程中氣候條件影響分析

高曉兵

（中鐵十四局集團大盾構(gòu)工程有限公司，江蘇 南京 211899）

地鐵盾構(gòu)施工過程中，地連墻控制是非常重要的工作，需要規(guī)避諸多因素影響，才能夠提高盾構(gòu)項目質(zhì)量。在諸多影響因素中，氣候條件的影響范圍較大，同時還帶有不可預(yù)測性特點，如果預(yù)防不到位，會對地鐵項目的施工帶來阻礙。武漢市為多雨地區(qū)，加之地質(zhì)條件，無法保證施工的正常進行。為此，需要以加強地連墻控制為前提，規(guī)避氣候條件帶來的影響。

1 工程概況

8 號線土建三標(biāo)施工任務(wù)主要包含一站一區(qū)間，即徐家棚站及黃浦路站～徐家棚站越江盾構(gòu)區(qū)間。越江段從武昌徐家棚站進行始發(fā)，過江進入漢口黃浦路站接收。越江段隧道所穿越的地層復(fù)雜多變，具有多種地質(zhì)形態(tài)，且分布不均，越江隧道在長江兩岸共計約2100m 穿越地層上部為軟土層，下部為粉細砂層，對刀具磨損較輕；江中部分地段上部為粉細砂層，下部為風(fēng)化巖等復(fù)合地層，主要包括：約495m 的Q4 圓礫土;約1370m 的強風(fēng)化礫巖;約750m 的弱膠結(jié)礫巖層；約430m的中等結(jié)礫巖，且3 種巖層上下重疊。施工過程中氣候條件帶來嚴(yán)重影響，要結(jié)合武漢市氣候條件制定解決方案。

2 地連墻控制過程中氣候條件影響分析

2.1 導(dǎo)墻施工環(huán)節(jié)

2.1.1 路基施工

地連墻成槽機施工階段，必須要達到路基承載力要求，順延地下連續(xù)墻的中心線，按照從里向外的順序鋪設(shè)施工道路[1]。這一過程中容易受降雨影響，增加路基含水量，施工人員要開挖路基面下方土體，開挖深入約50cm 即可，進行一段時間的翻曬，并在其中摻加石灰，隨后采用分層碾壓的方式壓實。

此外，施工期間要注意提高導(dǎo)墻強度，以免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。地基密實度低，在雨季施工很容易導(dǎo)致澆筑前塌孔、個別區(qū)段土方掏空等問題。如果在施工過程中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，塌孔5m 以內(nèi)的所有土方必須要全部換填成含量8%的水泥土。

2.1.2 及時采取輔助降水

導(dǎo)墻施工過程中，要做好輔助降水作業(yè)。正式開挖施工的一周左右針對地基進行降水處理。建議在盾構(gòu)施工現(xiàn)場設(shè)置輕型井點，以免長期不降水面臨的降水不足問題[2]。

2.2 現(xiàn)場泥漿制備

2.2.1 明確泥漿制備指標(biāo)

正式成槽之前，按照施工現(xiàn)場實際情況，確定護壁泥漿供漿池、貯漿池；為了避免氣候條件因素導(dǎo)致的裂縫，需要在膨潤土與分散劑中加水進行泥漿制備，漿液面控制在導(dǎo)墻下方30cm 即可。

2.2.2 控制技術(shù)參數(shù)

地連墻控制施工期間，槽內(nèi)泥漿面高度是控制的要點，要超出地下水位0.5m以及導(dǎo)墻頂面以下0.3m。如果出現(xiàn)液位下落的現(xiàn)象，必須要快速補漿，以免因為技術(shù)參數(shù)控制問題引發(fā)導(dǎo)墻塌孔。

2.3 成槽施工

成槽施工建議使用三抓成槽和跳孔挖掘這兩種方法，按照先兩側(cè)后中間的順序開挖，如果是異型槽段，則要按照先短后長的順序開挖。成槽過程中，如果開挖過程中遇到降雨天氣，會導(dǎo)致塌孔現(xiàn)象。那么在成槽時工作人員要提前制定預(yù)防對策，實時檢查槽內(nèi)部泥漿液面的高度，規(guī)避氣候條件帶來的影響。如果已經(jīng)出現(xiàn)塌孔問題，要及時回填、加固，將影響控制到最小再重新開挖。

地連墻控制過程中，刷壁與清槽非常關(guān)鍵，如果存在質(zhì)量控制方面的問題，地連墻質(zhì)量也會受到直接的影響[3]。那么在刷壁環(huán)節(jié)，需要按照從上至下的順序反復(fù)清理，刷壁處理結(jié)束后進行檢查，直至符合規(guī)定為止。期間需要規(guī)避氣候條件影響，例如溫度升高、降雨導(dǎo)致地連墻夾泥滲漏問題，這一類問題如果不及時解決會影響到地連墻的防滲效果。結(jié)束刷壁作業(yè)之后，要開始清底施工、下放鋼筋籠，同時進行二次清底工作，保證澆注作業(yè)開始之前沉渣厚度不足15cm。

2.4 混凝土澆筑施工

下放鋼筋籠、二次清孔作業(yè)完成后，必須要在4 個小時以內(nèi)開始混凝土澆筑，期間注意以下幾點：第一，導(dǎo)管底口超出槽底部分不大于0.5m；第二，混凝土澆筑期間導(dǎo)管埋入混凝土的部分控制在2～4m 之間，且混凝土頂面上升速度大于2m/h；第三，澆筑過程中要充分考慮氣候因素，杜絕在降雨、臺風(fēng)等惡劣天氣下施工，影響澆筑效果[4]。

2.5 土方開挖及回填

地連墻施工環(huán)節(jié)最后一道工序是土方開挖及回填，這也是保證地連墻施工質(zhì)量的關(guān)鍵。施工期間要重點規(guī)避土方開挖速度過快、強降雨等問題導(dǎo)致的超限位移問題。在質(zhì)量預(yù)控方面，要做到以下兩點：第一，墻后拉錨結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，由專門人員負責(zé)驗收，驗收合格可以開始土方回填與開挖，期間需要綜合考慮氣候條件帶來的影響；第二，制定土方開挖與回填施工方案，明確施工速度。

3 工程實踐策略

武漢市地處江漢平原東緣，屬亞熱帶氣候。氣候溫和，雨量充沛，四季分明，夏炎冬寒，具濕潤性季風(fēng)氣候特征。

武漢市多年平均氣溫16.7℃，多年最低月為一月，平均氣溫2.6～4.6℃；最高月為七月，平均氣溫28.8～31.4℃。極端最高氣溫41.3℃（1934.8.10），極端最低氣溫-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%，平均器皿蒸發(fā)量為1447.9mm。本區(qū)冬季受寒潮影響，多為西北風(fēng)，夏季多為南風(fēng)，風(fēng)向具有明顯的季節(jié)變化。歷年平均風(fēng)速為2.4m/秒，最大風(fēng)速可達27.9m/s（1956.3.6 和1960.5.17），大于八級風(fēng)的年平均天數(shù)為8.2 天，最多16 天、最少1 天。

為了規(guī)避當(dāng)?shù)貧夂驐l件對盾構(gòu)施工帶來的影響，徐家棚站及黃浦路站～徐家棚站越江盾構(gòu)區(qū)間施工采用如下策略：

第一，水底監(jiān)測。在盾構(gòu)推進至長江防汛大堤前，進行整個水域監(jiān)測區(qū)隧道軸線對應(yīng)的江底地形測量（背景測量），復(fù)核隧道覆土層厚度。在盾構(gòu)推進到江中后即開始進行江底高精度水深監(jiān)測，并充分利用監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)施工，如江底發(fā)生較大的隆沉須及時采取措施。

第二，防止江底冒漿(防冒)措施。(1)嚴(yán)格控制切口水壓波動范圍；(2)合理設(shè)定推進速度，保證推進速度穩(wěn)定，開始推進和結(jié)束推進時，速度應(yīng)逐漸提高或減??；(3)嚴(yán)格控制出土量，原則上按理論出土量出土，可適當(dāng)欠挖，保持土體的密實，以免江水滲透入土體并進入盾構(gòu)；(4)控制同步注漿壓力，在注漿管路中安裝安全閥，以免注漿壓力過高而頂破覆土；(5)若出現(xiàn)機械故障或其它原因造成盾構(gòu)停推，應(yīng)采取措施防止盾構(gòu)后退。

4 結(jié)束語

綜上所述，地鐵盾構(gòu)施工過程中受氣候條件影響，會直接降低地連墻質(zhì)量，需要施工人員在正式施工前制定防范方案，規(guī)避當(dāng)?shù)貧夂蛞蛩赜绊?，解決施工中面臨的問題，為今后地鐵工程施工的有序進行提供參考。