蘇州軌道交通工程重疊段盾構施工技術

李宗豪

摘要：隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，盾構技術作為一種主要的地下隧道施工技術，得到了廣泛應用。由于蘇州市區(qū)內的既有地下結構物和管線比較密集，因此在盾構施工中采用重疊段盾構施工技術，可以確保施工的順利進行。盾構施工的過程中，需要采取一系列科學的施工管理措施，保證施工的質量、進度和安全?；诖耍疚囊蕴K州軌道交通工程為例，探討重疊段盾構施工技術的相關內容，旨在為類似工程的施工提供參考和借鑒。

關鍵詞：軌道交通；重疊段；盾構施工

DOI：10.12433/zgkjtz.20231950

近年來，我國城市軌道交通建設取得了長足發(fā)展，成為城市公共交通的重要組成部分。隨著城市軌道交通線網的不斷擴大和建設難度的加大，如何確保施工質量和進度，成為工程建設中的重要問題。在此背景下，盾構施工技術成為城市軌道交通工程中的重要技術手段之一。而在盾構施工過程中，重疊段的施工是一個關鍵問題，針對此問題，蘇州軌道交通工程采用了一系列先進的重疊段盾構施工技術，取得了顯著的施工效果和經濟效益。當前，加強盾構施工技術的研究和應用，對城市軌道交通建設和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

一、工程概況

（一）施工情況

本文主要分析盾構施工技術，選取蘇州市軌道交通6號線工程李公堤西站—湖西盾構井區(qū)間的土建施工項目，本區(qū)間線路出李公堤西站后向東敷設，下穿金雞湖后向東推進至湖西盾構接收井，其中區(qū)間右線局部下穿金雞湖隧道匝道?？v坡為單向坡，左右線均采用盾構法施工。本區(qū)間右線設計起訖里程：YCK21+476.080～YCK21+917.670，右線全長441.590m；左線起訖里程：ZCK21+475.080～ZCK21+

919.718，左線全長444.638m。根據該工程區(qū)域的水文條件和地質條件，結合當?shù)氐沫h(huán)境特點，最終選擇了加泥式土壓平衡盾構施工。

（二）自然氣候環(huán)境

蘇州市位于江蘇省中部，地處長江三角洲地區(qū)，地理坐標為北緯31°18′～32°18′，東經119°12′～121°28′之間。蘇州市的自然氣候條件受到長江和太湖兩大水系的影響，也受到近海氣流的影響。

蘇州市的氣候屬于亞熱帶季風氣候，溫和濕潤，四季分明。冬季較為寒冷，夏季較為炎熱，春秋兩季氣溫適宜。由于處于季風氣候區(qū)域，降雨量較大，全年平均降雨量為1076mm，集中在夏季和秋季，冬季相對較少。此外，由于受長江和太湖的影響，氣候還存在一定的濕潤度，相對濕度較高，在70%～80%之間。同時，夏季也經常受到臺風的影響，會帶來較大的降雨量和強風天氣。

（三）水文地質條件

蘇州市東鄰上海，西接無錫，南鄰嘉興，北靠太湖。水文地質條件是該地區(qū)的重要自然條件之一。地層結構復雜，由太湖湖盆地沉積物、松江、吳淞三角洲沉積物、上新統(tǒng)—中新統(tǒng)海相—非海相地層及新生代火山巖組成。這種復雜的地質構造使得地下水資源分布不均，有些地區(qū)地下水資源豐富，而有些地區(qū)則比較匱乏。蘇州市地勢平坦，多水道和水系縱橫交錯，河渠密布，水網發(fā)達。其中，太湖和長江是重要的水源地和水系，為該地區(qū)的經濟和生活提供了重要的水資源支撐。

二、重疊段盾構施工技術的概述

重疊段盾構施工技術是盾構施工中一種常見的技術方法。在盾構施工過程中，如果要穿越已有的地下結構物或其他地下管線，會出現(xiàn)重疊段的情況。在這一情況下，盾構施工要經過既有結構物下方或既有管線旁邊施工，考慮對既有結構物或既有管線的影響，也要滿足盾構施工的要求，確保施工順利進行。因此，重疊段盾構施工技術在實際盾構施工中具有重要的應用價值。

三、施工工藝的重點和難點

跨度大，工序多。該區(qū)間線路共包括兩個換乘站，分別是6號線和3號線，共有5個子單位工程，并且每個單位又有多個子項目，在具體的施工過程中，該區(qū)間還存在多個工作節(jié)點，加上當?shù)氐臍夂驐l件具有一定特殊性，會增加施工難度。此外，也存在施工安全的風險，施工過程中，會穿越軟弱土層，不但會增加施工難度，還存在很大的安全隱患。此外，盾構也會穿越建筑物和一些重要管線，存在的二級環(huán)境風險有金雞湖隧道匝道、矩形匝道、敞口段U形，斜交處匝道底標高約－8.854m。區(qū)間兩次下穿，與匝道主體最近距離約8.5m，與鉆孔樁最近豎向距離約1.53m，與抗拔樁最近水平距離約1.35m。綜合來說，盾構施工的難度較大。

四、軌道交通工程重疊段盾構施工技術

蘇州軌道交通工程中的重疊段盾構施工技術主要應用于地鐵2號線和4號線等工程中。由于需要穿越蘇州市區(qū)內的既有地下結構物和管線，盾構施工要采用重疊段盾構施工技術，確保施工的順利進行。

（一）施工方案設計

盾構施工方案設計是盾構施工的第一步，是確保盾構施工的安全、高效、順利進行的關鍵。施工方案的制定要考慮多種因素，包括地質條件、地下結構物和管線、盾構機和施工團隊的技術能力等。首先，深入分析和評估盾構施工的難點和風險，根據實際情況，選擇合適的盾構機型號和施工工藝，確保施工安全。其次，確定盾構施工的進度計劃，包括進尺速度、預制環(huán)片的數(shù)量和供應周期等，確保施工進度。施工成本也是施工方案設計中的重點因素，包括材料采購、勞動力成本、機械設備成本等，需要綜合分析，選擇較優(yōu)的施工方案。在制定施工方案時，還要考慮環(huán)保因素和社會影響。例如，采取措施減少盾構施工對周邊居民和環(huán)境的影響。

（二）施工前期準備工作

施工前期準備工作是盾構施工的重要環(huán)節(jié)，決定了盾構施工的質量和進度。在準備工作中，要注重盾構機的檢修和調試，這也是掘進施工的重要保障。盾構機是盾構施工的核心設備，穩(wěn)定性和可靠性會直接影響整個施工過程。檢修和調試包括檢查機械部件的磨損情況、液壓系統(tǒng)的性能、電氣系統(tǒng)的正常運行等，確保盾構機的良好狀態(tài)，以便于后續(xù)施工。

施工現(xiàn)場的整潔和安全對施工質量和進度控制至關重要，在清理和整理的過程中，應清理干凈現(xiàn)場垃圾、廢棄物料和危險物品，保證施工現(xiàn)場整潔安全，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的環(huán)境。同時，現(xiàn)場地質情況也需要進行勘察和分析。盾構施工要充分了解現(xiàn)場的地質情況，例如，地層結構、地下水位、巖土特征等，以便制定合理的施工方案和采取相應的措施，提高施工安全和穩(wěn)定性。在確定施工的安全防護措施和管理措施方面，要根據施工現(xiàn)場的特點和具體情況，制定相應的措施，例如，人員進出管理、現(xiàn)場安全警示標識、消防安全、防汛措施等，保證施工現(xiàn)場的安全和秩序，為施工提供保障。最后，制定詳細的施工計劃是施工前期準備工作的重要組成部分。施工計劃要包括施工時間、工程量、工期等內容，以便控制和管理施工進度和質量。在制定施工計劃時，要考慮現(xiàn)場的實際情況和資源的分配，制定合理的施工進度和計劃，確保施工順利進行。

（三）盾構始發(fā)的施工技術

盾構始發(fā)是盾構施工的一個重要環(huán)節(jié)，也是整個施工過程中最為關鍵的環(huán)節(jié)之一。盾構始發(fā)要滿足一定的要求和標準，才能保證盾構始發(fā)的順利進行，同時確保整個盾構施工的質量和進度。蘇州軌道交通工程中重疊段盾構始發(fā)的具體施工流程如圖1所示。

在具體施工中，需要對始發(fā)坑進行開挖，始發(fā)坑是盾構始發(fā)的核心區(qū)域，也是整個盾構施工的重要起點，在施工前，測量和計算始發(fā)坑的位置、尺寸、形狀等，確保始發(fā)坑的開挖符合設計要求。在開挖始發(fā)坑的同時，要對始發(fā)端進行鋼殼筒的安裝。鋼殼筒是盾構機始發(fā)端與地面相接的部分，作用是確保盾構始發(fā)的密封性和穩(wěn)定性。在安裝鋼殼筒時，應嚴格按照設計要求，監(jiān)督和檢查鋼殼筒的質量和安裝質量。同時，對始發(fā)端進行灌漿加固，這是盾構始發(fā)的重要工序之一，旨在加強始發(fā)端的穩(wěn)定性和密封性。在施工過程中，要選擇合適的灌漿材料，確保灌漿材料的質量符合相關標準，并嚴格按照施工要求進行灌漿作業(yè)。最后，進行盾構始發(fā)端的切割和連接。在始發(fā)坑和鋼殼筒安裝、灌漿加固等工序完成后，需要對盾構始發(fā)端進行切割和連接。在切割和連接過程中，確保連接的精度和質量，以確保整個盾構始發(fā)的密封性和穩(wěn)定性。

（四）正常掘進施工技術

正常掘進是盾構施工中常見的施工技術，也是重疊段盾構施工中的主要施工方式之一。在蘇州軌道交通工程中，正常掘進技術被廣泛應用于盾構施工過程中，以確保施工質量和進度。首先，在正常掘進施工前，要檢查和調試盾構機，確保機器的各項性能良好，滿足施工需求。同時，勘測和標記盾構隧道的起點位置，確保隧道的起點位置準確無誤。盾構機在掘進過程中要采用盾構法，即在推進前部分先行安裝隧道襯砌，再對襯砌后的土層進行掘進和支撐。在掘進過程中，盾構機應定期進行姿態(tài)控制和修正，促使掘進的方向和位置準確無誤。為了提高施工環(huán)境的安全性，還應檢測隧道內部的環(huán)境。

在掘進過程中，土壤的處理是掘進過程中穩(wěn)定性和工程安全性的重要保障，可以采用注漿、凍結等方法，以確保土壤的穩(wěn)定性和支撐力。在正常掘進施工完成后，需要檢查和驗收隧道，并進行清潔和整理，確保隧道的質量符合規(guī)定要求，現(xiàn)場的施工場地保持整潔有序。

（五）盾構機接收施工方案

盾構機接收施工方案是整個重疊段盾構施工過程中的關鍵步驟，決定了盾構機的施工效率和施工質量。在蘇州軌道交通工程中，重疊段盾構施工采用了先進的盾構機控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)盾構始發(fā)、盾構掘進、尾追封頂?shù)榷喾N工序的自動化控制，提高了盾構施工的效率和質量。在盾構機接收施工方案前，要制定合理的施工方案，編制時要綜合考慮盾構機性能、施工工藝、工程地質情況等因素，確保施工的安全和高效。盾構機接收的施工方案包括盾構始發(fā)、掘進和尾追封頂?shù)榷鄠€階段。施工方案編制完成后，需要將方案上傳至盾構機控制系統(tǒng)中，保證方案的準確性和完整性，避免出現(xiàn)問題。

施工方案上傳通過專門的軟件進行，可以在盾構機控制室內操作，盾構機通過自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)施工方案的自動執(zhí)行。系統(tǒng)根據施工方案，控制盾構機的前進、轉向、掘進速度等多個參數(shù)，確保施工的準確性和高效性。在盾構掘進過程中，控制系統(tǒng)還可以根據地質情況實時調整盾構機的掘進參數(shù)，適應地質條件的變化。在盾構機接收施工方案后，進行監(jiān)測和調整，及時發(fā)現(xiàn)問題并調整。在盾構掘進過程中，如果發(fā)現(xiàn)地質情況發(fā)生變化或盾構機出現(xiàn)故障，要及時調整施工方案，提高施工的安全性。

（六）施工現(xiàn)場管理

在重疊段盾構施工過程中，可以采取以下措施：

1.安全管理

對施工現(xiàn)場的安全管理是重點工作，必須對施工現(xiàn)場進行全面的安全檢查和安全教育。同時，嚴格管理施工現(xiàn)場，保障施工現(xiàn)場的環(huán)境衛(wèi)生和治安秩序。

2.物資管理

針對重疊段盾構施工過程中所需的大量物資，應建立物資管理制度，做好物資采購、領用、使用和管理工作，促使施工物資的供應和管理更加合理。

3.質量管理

重疊段盾構施工要保證施工質量，需要嚴格遵守質量管理規(guī)定，對施工現(xiàn)場進行質量檢查和監(jiān)管，及時發(fā)現(xiàn)和解決質量問題，確保施工質量符合要求。

4.進度管理

在重疊段盾構施工過程中，全面管理和監(jiān)督施工進度，確保施工進度的順利推進，評估和處理進度風險。

5.人員管理

對施工現(xiàn)場的工作人員進行管理和監(jiān)督，提高工作人員素質，做好安全防護措施。

五、結語

重疊段盾構施工技術在城市地鐵建設中發(fā)揮著越來越重要的作用，特別是在既有地下結構物和管線眾多的城市中。隨著技術的不斷進步和城市化進程的加速，在重疊段盾構施工方面，還會有更多的技術創(chuàng)新和改進，例如，通過應用人工智能和大數(shù)據技術，對施工過程進行智能化和數(shù)字化管理，從而更加高效地控制施工進度和質量。同時，隨著人們對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的重視，盾構施工技術也將逐漸朝著綠色、環(huán)保的方向發(fā)展，例如，采用更加環(huán)保的液壓油和潤滑劑，減少施工對環(huán)境的污染。未來，在各方面的共同努力下，重疊段盾構施工技術能更好地為城市地鐵建設提供支持，為人們出行帶來更加便捷和安全的交通體系。

參考文獻：

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