城市地鐵盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營鐵路施工控制技術(shù)研究

周武

摘要：在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，城市化進(jìn)程正在不斷加快，地鐵網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營越來越復(fù)雜，盾構(gòu)隧道下穿鐵路的狀況越來越普遍，作為盾構(gòu)控制技術(shù)的重要內(nèi)容，地鐵盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營鐵路施工的研究具有非常重要的意義。基于此，本文從盾構(gòu)施工技術(shù)入手，對城市地鐵盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營鐵路施工控制技術(shù)進(jìn)行分析，然后針對盾構(gòu)施工過程中出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的解決策略，目的是加快盾構(gòu)隧道下穿鐵路的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：城市地鐵;盾構(gòu)隧道;下穿鐵路施工;控制技術(shù)

一、前言

在城市地鐵盾構(gòu)施工過程中盾構(gòu)穿越原有的建筑是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，目前城市地鐵的建設(shè)進(jìn)程正在逐漸加快，越來越多的地鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)錯(cuò)綜復(fù)雜，并且基于盾構(gòu)隧道下穿鐵路的要求，力求對原有的地鐵網(wǎng)絡(luò)的影響降到最低，這是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此必須加強(qiáng)對城市地鐵盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營鐵路施工控制技術(shù)的研究。

二、盾構(gòu)施工技術(shù)的概述

現(xiàn)階段，對盾構(gòu)穿越技術(shù)的研究理論成果比較多，但是對可控制范圍內(nèi)中穿越中的注漿壓力、土倉壓力的范圍研究比較少。所謂盾構(gòu)施工技術(shù)，其是一種地下暗挖隧道的重要方法，大部分是使用地鐵盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行作業(yè)，對地下空間進(jìn)行掘進(jìn)，首先需要保證隧道基面的穩(wěn)定性和安全性，防止基面坍塌的情況，從而在地下安全狀況下進(jìn)行隧道開挖施工，具體施工過程表現(xiàn)為先在隧道的一端開挖基坑，后將掘進(jìn)的設(shè)備吊入基坑內(nèi)，這樣設(shè)備便可在基坑內(nèi)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)，并且按照指定的設(shè)計(jì)路線推進(jìn)到隧道的另一端。然后盾構(gòu)技術(shù)的特點(diǎn)是施工的過程自動(dòng)化程度高，全過程機(jī)械化作業(yè)，就極大的節(jié)省了人力，提高了工作的效率，且受氣候的影響因素較小。通常情況下在隧道較長、工程量較大的情況下會選擇盾構(gòu)施工技術(shù)，盾構(gòu)施工技術(shù)較于傳統(tǒng)挖掘技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)合理，它的施工過程主要由三方面組成，包括開挖面的穩(wěn)定過程、挖掘排土的過程和砌后灌漿的過程，其中保證開挖面的穩(wěn)固是工作的主要方向，也是區(qū)別于其他掘進(jìn)方法的最明顯內(nèi)容，一些硬巖本身硬度較高，穩(wěn)定性較好，一般不存在開挖面穩(wěn)定性的問題。

三、城市地鐵盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營鐵路施工要點(diǎn)

在城市地鐵建設(shè)過程中，為了減小盾構(gòu)隧道所要穿越的鐵路處于運(yùn)營狀態(tài)，就對盾構(gòu)穿越施工提出了更高的要求，對此需要做好施工之前的風(fēng)險(xiǎn)防范工作，避免盾構(gòu)穿越施工對既定運(yùn)營的鐵路造成不良影響

（1）施工隧道與要穿越的線路垂直距離小，在進(jìn)行模擬建設(shè)隧道距離穿越線路約有18.7米高，即施工20米左右，而出入段線的結(jié)構(gòu)中，底板距離隧道結(jié)構(gòu)的距離大約為5.3米。由于對運(yùn)營列車的隧道保護(hù)要求十分苛刻，所以必須要確保地鐵運(yùn)營的安全，盾構(gòu)穿越施工將正在運(yùn)營的線路列為一級保護(hù)等級。

（2）施工技術(shù)的保護(hù)措施。雖然對盾構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行了具體的分析，但是為了更好的抵御風(fēng)險(xiǎn)，在實(shí)際的施工期間需要落實(shí)好保護(hù)措施，成立專業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)小組，選擇富有建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的施工工人進(jìn)行施工。同時(shí)在穿越工程施工之前，需要對技術(shù)工人進(jìn)行綜合性的技術(shù)交底工作，保證技術(shù)工人落實(shí)好各項(xiàng)保護(hù)措施。在穿越施工進(jìn)行期間，要安排相關(guān)工人進(jìn)行值班，實(shí)時(shí)監(jiān)測鐵路的運(yùn)營情況，有特殊情況發(fā)生的時(shí)候要及時(shí)和領(lǐng)導(dǎo)小組進(jìn)行溝通協(xié)商。除此之外，要到施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘測，并且辦理好相關(guān)的手續(xù)，如果按照穿越工作的時(shí)間來劃分，可以分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是在施工之前，要到相關(guān)的運(yùn)營公司辦理手續(xù)，在獲得公司的允許后才能夠進(jìn)行作業(yè);第二個(gè)階段是在進(jìn)行了部分穿越工程時(shí)，要到施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘測，了解地鐵建設(shè)過程中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及實(shí)際施工狀況，并且做好數(shù)據(jù)記錄，以便更加準(zhǔn)確的進(jìn)行施工指導(dǎo)。

（3）在穿越工程竣工之后，要對列車的并行進(jìn)行控制。當(dāng)盾構(gòu)工作順利進(jìn)行到并行階段的時(shí)候，穿越工程存在的風(fēng)險(xiǎn)基本上得到了控制，但在這種情況下，仍然要注意對原有線路的影響，在結(jié)構(gòu)的建設(shè)中加強(qiáng)對參數(shù)的控制，確保整個(gè)工程實(shí)際的施工數(shù)據(jù)合乎設(shè)計(jì)的參數(shù)，從而保證穿越過程的順利竣工。

四、城市地鐵盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營鐵路施工問題的處理策略和控制技術(shù)措施

現(xiàn)階段，雖然在盾構(gòu)工程施工之前到施工現(xiàn)場進(jìn)行了實(shí)地考察，也分析了周圍環(huán)境，但是由于地下盾構(gòu)工程是一個(gè)較為抽象的工程，任何情況都有可能發(fā)生，加上地下空間的地鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)非常復(fù)雜，就很大程度增加了穿越工程的施工難度。在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入控制階段期間，盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部很容易出現(xiàn)進(jìn)水情況，一旦發(fā)現(xiàn)有進(jìn)水情況發(fā)生，要立即啟動(dòng)應(yīng)急方案，讓應(yīng)急人員進(jìn)入相應(yīng)的崗位，準(zhǔn)備好應(yīng)急物資，與此同時(shí)還需要立即停止掘進(jìn)工作，保持土倉的壓力值，調(diào)整監(jiān)控的頻率，對流水情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督控制;如果觀察到流出的水為清水，沒有摻雜任何的砂礫，并且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)沒有發(fā)生明顯的變化，此時(shí)要保持監(jiān)測的點(diǎn)不變，對工程的掘進(jìn)狀況沒有很大的影響。

在盾構(gòu)穿越工程中，要堅(jiān)持確立方案合理、嚴(yán)密監(jiān)控的施工原則，施工中可以采取以下有效的控制措施。第一，在試驗(yàn)階段確定施工的參數(shù)，不斷探索在試驗(yàn)階段掘進(jìn)參數(shù)對于整體工程的影響，為盾構(gòu)穿越鐵路建設(shè)積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)，從而更好的完成施工。第二，要合理控制掘進(jìn)的速度。在盾構(gòu)穿越鐵路之前，要將掘進(jìn)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，注意各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接。第三，嚴(yán)格加強(qiáng)壓力管理。當(dāng)穿越進(jìn)度將要達(dá)到鐵路的時(shí)候要適當(dāng)增加土倉壓力，控制土倉壓力的穩(wěn)定性，避免壓力出現(xiàn)加大的波動(dòng)。第四，對渣土進(jìn)行管理，確保挖土的準(zhǔn)確性。要控制出土量和進(jìn)土量相一致，嚴(yán)格控制出土超量，一旦發(fā)現(xiàn)特殊情況就要及時(shí)排查原因。第五，加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)調(diào)整參數(shù)。在穿越鐵路施工期間要及時(shí)反饋施工的信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測盾構(gòu)機(jī)各個(gè)性能的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)信息化施工。

五、結(jié)束語

綜上所述，在城市建設(shè)過程中，開展地鐵盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營時(shí)要有效控制掘進(jìn)過程，根據(jù)實(shí)際情況制定出科學(xué)合理的方案，采取一系列有效措施保證穿越工程的順利完成。同時(shí)還應(yīng)該制定出科學(xué)的專項(xiàng)施工方案，在進(jìn)行穿越施工之前進(jìn)行優(yōu)化和修正，讓最終的施工方案更具有科學(xué)性。除此之外，還要加強(qiáng)對周邊環(huán)境的檢測，對可能發(fā)生的特殊狀況進(jìn)行預(yù)測，發(fā)生特殊狀況及時(shí)處理，將損失降到最低;還要做好應(yīng)急方案，在穿越施工的過程中應(yīng)急人員必須時(shí)刻待命，在發(fā)生險(xiǎn)情的第一時(shí)間趕到事故現(xiàn)場，進(jìn)行事先準(zhǔn)備好的應(yīng)急方案;加強(qiáng)監(jiān)控，增加監(jiān)控的頻率，及時(shí)播報(bào)監(jiān)控的數(shù)據(jù)報(bào)，只有嚴(yán)格要求各方面，各個(gè)部門協(xié)調(diào)合作，從而保證盾構(gòu)隧道下穿運(yùn)營鐵路施工工程的順利完成。

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（作者單位：中國水利水電第八工程局有限公司）