軌道交通隧道下穿建筑物施工控制技術(shù)分析及應(yīng)用研究

摘 要：隨著城市化進(jìn)程的加速，軌道交通作為緩解城市交通壓力的重要手段，其建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。軌道交通隧道下穿建筑物施工成為一項(xiàng)復(fù)雜且關(guān)鍵的技術(shù)挑戰(zhàn)。本文以廈門軌道6號線集同段2標(biāo)西湖村站至第三醫(yī)院站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿陽翟小學(xué)的工程為例，深入分析了軌道交通隧道下穿建筑物施工中的關(guān)鍵技術(shù)，包括地質(zhì)勘察與評估、施工方法與工藝選擇、變形控制及地下水控制等，并探討了這些技術(shù)在具體工程中的應(yīng)用效果。同時，本文還展望了施工控制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展趨勢，旨在為軌道交通隧道安全、高效施工提供理論支持和實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通隧道；下穿建筑物；施工控制技術(shù)；地質(zhì)勘察；變形控制；地下水控制文章編號：2095-4085（2025）02-0004-03

0 引言

軌道交通作為現(xiàn)代城市公共交通的重要組成部分，其建設(shè)對于提升城市運(yùn)行效率、改善居民出行條件具有重要意義。然而，在軌道交通隧道施工過程中，不可避免地會遇到下穿建筑物的情況，這就要求施工團(tuán)隊(duì)必須掌握先進(jìn)的施工控制技術(shù)，以確保隧道施工的安全性和對既有建筑物的影響最小化。本文旨在通過詳細(xì)分析軌道交通隧道下穿建筑物施工的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用，為相關(guān)領(lǐng)域的工程實(shí)踐提供指導(dǎo)。

1 軌道交通隧道下穿建筑物施工關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 地質(zhì)勘察與評估技術(shù)

地質(zhì)勘察與評估是軌道交通隧道下穿建筑物施工的基礎(chǔ)工作。在西湖村站至第三醫(yī)院站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿陽翟小學(xué)的工程中，地質(zhì)勘察工作顯得尤為重要。通過對沿線地質(zhì)條件的詳細(xì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)隧道穿越地層主要為中粗砂、殘積砂質(zhì)黏性土、全風(fēng)化花崗巖及散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖等，局部存在孤石及中、微風(fēng)化花崗巖基巖突起。這些復(fù)雜的地質(zhì)條件對盾構(gòu)隧道的掘進(jìn)及地層穩(wěn)定性構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，在施工前，必須對這些地質(zhì)條件進(jìn)行準(zhǔn)確評估，并制定合理的施工方案及風(fēng)險控制措施。通過地質(zhì)勘察與評估，為施工提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)，確保了施工的安全與順利進(jìn)行［1］。

1.2 施工方法與工藝選擇

施工方法與工藝的選擇對于軌道交通隧道下穿建筑物施工的成功與否至關(guān)重要。在西湖村站至第三醫(yī)院站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿陽翟小學(xué)的工程中，采用了盾構(gòu)法進(jìn)行隧道掘進(jìn)。盾構(gòu)法具有掘進(jìn)速度快、對地層擾動小等優(yōu)點(diǎn)，適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工（見圖1）。同時，在施工過程中，還采用了超前地質(zhì)預(yù)報、掘進(jìn)參數(shù)控制、過程監(jiān)測等先進(jìn)技術(shù)，以確保施工的安全與精度。此外，針對陽翟小學(xué)建筑物的特殊性，還采取了地面注漿加固、洞內(nèi)深孔注漿等輔助措施，從而進(jìn)一步控制地層及建筑物的變形。

1.3 變形控制技術(shù)

變形控制技術(shù)（見圖2）是軌道交通隧道下穿建筑物施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在西湖村站至第三醫(yī)院站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿陽翟小學(xué)的工程中，變形控制主要通過地面注漿加固、洞內(nèi)深孔注漿、雷達(dá)掃描監(jiān)測及第三方房屋鑒定等措施實(shí)現(xiàn)。地面注漿加固可以提高地層的承載力及抗變形能力，減少盾構(gòu)掘進(jìn)過程中對地層的擾動；洞內(nèi)深孔注漿則可以進(jìn)一步加固隧道周邊的地層，提高隧道的穩(wěn)定性；雷達(dá)掃描監(jiān)測可以實(shí)時監(jiān)測地層及建筑物的變形情況，為施工提供及時準(zhǔn)確的反饋信息；第三方房屋鑒定則對建筑物的結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行評估，以確保施工對建筑物的影響在可控范圍內(nèi)。

1.4 地下水控制技術(shù)

地下水控制是軌道交通隧道下穿建筑物施工中的另一大難題。在西湖村站至第三醫(yī)院站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿陽翟小學(xué)的工程中，地下水類型多樣，包括松散巖類孔隙水、風(fēng)化殘積孔隙裂隙水及基巖裂隙水等。這些地下水對盾構(gòu)掘進(jìn)及地層穩(wěn)定性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，在施工過程中，必須采取有效的地下水控制措施。通過地面注漿加固及洞內(nèi)深孔注漿等措施，可以切斷地下水的補(bǔ)給通道，降低地下水位，減少地下水對隧道掘進(jìn)及地層穩(wěn)定性的影響。同時，還加強(qiáng)了施工過程中的地下水監(jiān)測工作，便于及時發(fā)現(xiàn)并處理地下水異常情況，確保了施工的安全與順利進(jìn)行。

2 施工控制技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 地質(zhì)勘察成果在施工方案制定中的應(yīng)用

地質(zhì)勘察成果在施工方案制定過程中的價值，在西湖村站至第三醫(yī)院站區(qū)間盾構(gòu)隧道穿越陽翟小學(xué)的工程項(xiàng)目中得到了充分展現(xiàn)。這一工程因其復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和敏感的周邊環(huán)境而極具挑戰(zhàn)性，地質(zhì)勘察成果成為了施工方案科學(xué)制定的基石。通過對沿線地質(zhì)條件的細(xì)致勘探與分析，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠精準(zhǔn)掌握地層的分布、巖土的物理力學(xué)性質(zhì)以及潛在的不良地質(zhì)現(xiàn)象，這為盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的設(shè)定提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠合理調(diào)整掘進(jìn)速度、土壓力平衡等關(guān)鍵參數(shù)，從而確保盾構(gòu)機(jī)在穿越過程中的安全性和穩(wěn)定性。同時，針對可能遇到的地質(zhì)風(fēng)險，如地層突變、地下水滲漏等，地質(zhì)勘察成果也幫助團(tuán)隊(duì)制定了相應(yīng)的風(fēng)險控制措施，有效降低了施工過程中的不確定性和風(fēng)險。此外，地質(zhì)勘察成果還深化了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對隧道穿越地層地質(zhì)特性的理解，為地層穩(wěn)定性控制提供了科學(xué)依據(jù)［2］。

2.2 變形控制技術(shù)的實(shí)施效果分析

變形控制技術(shù)的實(shí)施效果顯著。在西湖村站至第三醫(yī)院站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿陽翟小學(xué)的工程中，通過采取地面注漿加固、洞內(nèi)深孔注漿、雷達(dá)掃描監(jiān)測及第三方房屋鑒定等措施，有效控制了地層及建筑物的變形。施工監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，辦公樓及連廊累計(jì)最大沉降量僅為-8.76mm（第三方數(shù)據(jù)-9.14mm），遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)允許的20mm沉降值要求；地面累計(jì)最大沉降量也僅為-15.43mm（第三方數(shù)據(jù)-16.81mm），低于設(shè)計(jì)允許的30mm沉降值要求。同時，經(jīng)地面探孔探測及雷達(dá)掃描，盾構(gòu)隧道上方土體密實(shí)無空洞；通過穿越前后房屋鑒定對比，區(qū)間下穿辦公樓及連廊未產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞，滿足使用安全要求。這些結(jié)果表明，所采取的變形控制技術(shù)措施效果顯著，為類似工程提供了有益的參考和借鑒。

2.3 地下水控制技術(shù)的實(shí)際操作與調(diào)整

地下水控制技術(shù)的實(shí)際操作與適時調(diào)整，在西湖村站至第三醫(yī)院站區(qū)間盾構(gòu)隧道穿越陽翟小學(xué)的復(fù)雜工程實(shí)踐中，扮演了至關(guān)重要的角色。面對復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，特別是地下水位的控制，直接關(guān)系到盾構(gòu)隧道的施工安全與質(zhì)量。工程團(tuán)隊(duì)采取了地面注漿加固與洞內(nèi)深孔注漿相結(jié)合的策略，這一組合拳有效阻斷了地下水的補(bǔ)給路徑，顯著降低了地下水位，為盾構(gòu)機(jī)的順利穿越創(chuàng)造了有利條件。在此過程中，團(tuán)隊(duì)并未止步于既定方案的執(zhí)行，而是將地下水監(jiān)測工作提升至前所未有的高度，通過實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)并預(yù)警地下水位的異常波動，確保了施工過程中的信息透明與決策迅速。在面對地下水位異常升高的突發(fā)情況時，團(tuán)隊(duì)迅速響應(yīng)，通過增加注漿量、精細(xì)調(diào)整注漿壓力等手段，有效遏制了水位上升的趨勢，保障了施工的安全與進(jìn)度。

3 施工控制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展趨勢

3.1 新技術(shù)與新材料的應(yīng)用前景

在軌道交通隧道下穿建筑物的施工中，新技術(shù)與新材料的引入無疑為工程的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性帶來了革命性的提升。隨著科技的飛速發(fā)展，這些創(chuàng)新手段的應(yīng)用前景愈發(fā)廣闊，成為推動行業(yè)進(jìn)步的重要力量［3］。

先進(jìn)的盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)及智能化控制系統(tǒng)的采用，標(biāo)志著施工效率與精度的顯著提升。盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢，在復(fù)雜地質(zhì)條件下展現(xiàn)出了強(qiáng)大的適應(yīng)能力，而智能化控制系統(tǒng)的引入，則進(jìn)一步提高了施工過程的可控性和精確度。這一組合不僅加快了施工進(jìn)度，還有效降低了施工過程中的誤差，為工程質(zhì)量的保障提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。高性能注漿材料及新型加固技術(shù)的運(yùn)用，同樣為施工質(zhì)量的提升帶來了顯著效果。這些新材料不僅具有更高的強(qiáng)度和更好的耐久性，還能根據(jù)具體工程需求進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，從而滿足更為復(fù)雜的地質(zhì)和工程條件。通過優(yōu)化注漿工藝和加固方案，地層的承載力及抗變形能力得到了顯著提升，為隧道穿越建筑物提供了更為可靠的安全保障。高精度監(jiān)測設(shè)備及數(shù)據(jù)分析技術(shù)的普及，更是為施工過程中的安全預(yù)警和質(zhì)量控制提供了有力支持。這些設(shè)備能夠?qū)崟r監(jiān)測地層及建筑物的變形情況，通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為施工決策提供了科學(xué)依據(jù)。

3.2 施工管理體系的完善

在軌道交通隧道下穿建筑物的施工中，施工管理體系的完善是確保施工安全與質(zhì)量的關(guān)鍵所在。面對日益復(fù)雜的工程環(huán)境和不斷提升的施工要求，施工管理體系的建設(shè)與完善工作顯得尤為重要。

建立健全施工管理制度及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系，是施工管理體系完善的基礎(chǔ)。通過制定詳細(xì)的施工管理制度和明確的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可以確保施工過程中的各個環(huán)節(jié)都有章可循、有據(jù)可依。這不僅提高了施工效率，還有效降低了因管理不善而導(dǎo)致的安全風(fēng)險和質(zhì)量問題。加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量與安全監(jiān)管工作，是確保施工管理體系有效運(yùn)行的關(guān)鍵。通過設(shè)立專門的質(zhì)量與安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)，對施工過程進(jìn)行全程跟蹤和監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)并糾正施工中的違規(guī)行為和質(zhì)量問題。同時，通過定期的安全檢查和質(zhì)量評估，可以確保施工過程中的安全和質(zhì)量始終處于可控狀態(tài)。此外，加強(qiáng)施工過程中的信息溝通與協(xié)調(diào)機(jī)制，對于提高施工管理水平及效率同樣至關(guān)重要。通過建立高效的信息溝通渠道和協(xié)調(diào)機(jī)制，可以確保施工過程中各個環(huán)節(jié)之間的信息暢通無阻，避免因信息不暢而導(dǎo)致的施工延誤和質(zhì)量問題。

4 結(jié)語

本文以廈門軌道6號線集同段2標(biāo)西湖村站至第三醫(yī)院站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿陽翟小學(xué)的工程為例，詳細(xì)分析了軌道交通隧道下穿建筑物施工中的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)施效果。通過采取地質(zhì)勘察與評估、施工方法與工藝選擇、變形控制及地下水控制等措施，有效控制了地層及建筑物的變形，確保了施工的安全與順利進(jìn)行。同時，本文還探討了施工控制技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展趨勢，為類似工程提供了有益的參考和借鑒。在未來的施工中，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)新技術(shù)與新材料的應(yīng)用研究及施工管理體系的完善工作，以進(jìn)一步提高施工的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

［1］齊明明.城市軌道交通暗挖隧道下穿建筑物安全施工技術(shù)研究［J］.中國設(shè)備工程，2021（22）：250-251.

［2］姜志遠(yuǎn).城市軌道交通暗挖隧道下穿建筑物安全施工技術(shù)［J］.磚瓦，2020（4）：114-115.

［3］馬強(qiáng)，方勝.城市軌道交通隧道下穿建筑物施工方法優(yōu)化研究［J］.中國標(biāo)準(zhǔn)化，2017（6）：202.

作者簡介：胡祖峰（1991—），男，漢族，江西贛州人，本科，工程師。研究方向：城市軌道建設(shè)施工。