盾構近距離下穿既有線路綜合措施研究

鄧峰++石紅兵

[摘 要]深圳地鐵9號線多次近距離下穿既有線路，本論文選取3次典型的近距離穿越既有線路為例子，通過不斷改進，總結經(jīng)驗，為后期盾構近距離穿越既有線路提供參考依據(jù)。

[關鍵詞]盾構；近距離；既有線路；穿越

中圖分類號：U455.43 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0110-02

1、工程概況

深圳地鐵9號線多次穿越既有線路或重疊隧道。本論文主要通過深圳地鐵9號線下穿1號線、4號線及3號線的施工情況，總結經(jīng)驗，為后期的盾構下穿既有線路提供可靠的參考。

1）人民南～向西村站區(qū)間盾構下穿1號線

人民南站～向西村站區(qū)間自人民南站出站后，下穿既有地鐵1號線，最小凈距約1.82m，下穿處隧道所處地層為強風化麋棱巖和強風化變質砂巖，兩隧道之間的夾層土也一樣（圖1、2）。

2）上梅林～梅村站區(qū)間盾構下穿4號線

上梅林～梅村站區(qū)間自上梅林站出站后，下穿既有地鐵4號線，最小近距為2.5m，下穿處隧道位于礫質粘性土，兩隧道之間的夾層土也為礫質粘性土（圖3、4）。

3）園嶺～紅嶺站區(qū)間盾構下穿3號線

園嶺站～紅嶺站盾構區(qū)間隧道在紅嶺路與紅荔路交匯處下穿地鐵3號線紅嶺站～老街站盾構區(qū)間既有隧道，隧道間最小凈距1.55m。9號線隧道處于上軟下硬地層，交匯處3號線隧道位于微風化花崗巖、硬塑狀礫質粘土、全風化花崗巖地層（圖5、6）。

2、穿越過程的施工參數(shù)情況

在穿越前都進行了盾構機的維修檢查，進行24小時值班制度，提前在既有隧道內部進行水泥-水玻璃雙液漿注漿加固，并且布置了自動化監(jiān)測點，具體如圖7所示：

人向區(qū)間下穿1號線時的施工參數(shù)為：推力為900-1200t，刀盤轉速為1.5-1.6r/min，泡沫注入率35%，泡沫濃度/發(fā)泡倍率4%/20，刀盤扭矩2000-2500KN.m，速度為30mm/min左右，同步注漿量7m3/環(huán)，注漿壓力3.0-3.5bar，出土量70m3/環(huán)。

上梅區(qū)間由于始發(fā)端頭與既有線路最小距離為16.7m，始發(fā)采用了鋼套筒始發(fā)裝置。下穿4號線時的施工參數(shù)為：推力為1000t左右，平均速度在50mm/min左右， 扭矩基本在1500-2000KN.m范圍內，注漿量為6-7m3，注漿壓力為2.0-3.5bar范圍，出土量60m3/環(huán)。

園紅區(qū)間下穿3號線時的施工參數(shù)為：推力1500-2000t，掘進速度15-40mm/min，扭矩為2000-2500KN.m，同步注漿量為6-7m3，注漿壓力為2.0-2.5bar，出土量為65-70m3。

在掘進完成后，每次的穿越均在盾尾之后進行了及時的二次注漿，同時過程中要求姿態(tài)控制在±5mm/環(huán)的范圍內。

3、過程中的困難處理措施及不足之處

1）人民南～向西村站區(qū)間盾構下穿1號線

人民南站采用的是先隧后站施工工藝，右線盾構在車站內更換完所有滾刀后，緊接著切割人民南車站端頭連續(xù)墻，當?shù)侗P距離1號線邊緣4m時，掘進參數(shù)出現(xiàn)異常。扭矩達到4000KNm以上，總推力2000T，掘進速度2-7㎜/min，此時渣溫達到約50℃。原因為：刀盤在切割連續(xù)墻時，玻璃纖維筋纏繞刀盤，再加上泡沫發(fā)生器堵塞，渣土改良較差，促使刀盤結泥餅現(xiàn)象。處理措施：（1）整修泡沫系統(tǒng)，把6路泡沫發(fā)生器全部拆開進行清理，再把所有泡沫管路清洗干凈，保證泡沫系統(tǒng)正常。由于距離1號線比較近，為保安全沒有進行開倉清理泥餅。（2）停機保壓控制沉降：保持土倉壓力不變，氣壓置換土壓。在盾體和盾尾注入大量聚氨酯，填充外圍空隙，起到封水、保壓、防盾體被抱死，在盾尾進行二次補漿，起到保壓控制沉降。（3）土倉加入適量分散劑，為保持掌子面土體穩(wěn)定進行短時間浸泡，浸泡時間控制在4小時內。

經(jīng)過以上綜合處理后，刀盤泥餅部分脫落，盾構機繼續(xù)向前掘進，掘進參數(shù)明顯有所改善。刀盤扭矩降低到3000KNm，速度增加到15-20㎜/min。

項目方案從始發(fā)至穿越完成計劃用3天時間，實際用了14天（14.10.12～14.10.25）在穿越過程中存在問題：（1）現(xiàn)場管理控制力度不夠；（2）工序銜接不緊湊；（3）項目各層人員職責分工不明確，重要崗位人員配備及經(jīng)驗不足；（4） 下達的指令不能執(zhí)行到施工現(xiàn)場。

2）上梅林～梅村站區(qū)間盾構下穿4號線

上梅區(qū)間采用鋼套筒始發(fā)，盾構機使用的壽命均較長，且剛掘進完上孖區(qū)間轉場至上梅林重新始發(fā)，始發(fā)前并沒有經(jīng)過仔細的檢查維修。在穿越的過程中盾構機本身的故障頻發(fā)，主要體現(xiàn)在雙軌梁和管片拼裝機上，多次在既有線路下方及其影響范圍內停機，需經(jīng)常更換零配件和維修，給穿越過程中帶來了極大的安全隱患。

在左線盾尾脫離4號線之后，為了防止4號線因盾尾脫離而產生沉降，在9號線隧道內部通過管片吊裝孔對盾尾后部進行了二次補漿。結果造成盾尾被抱死，無法繼續(xù)往前推進。為了脫困，盲目的加大了推力，結果把盾構機上的鉸接全部拉壞，導致停機12天，后通過在鉸接處焊接鋼板才得以脫困。

3）園嶺～紅嶺站區(qū)間盾構下穿3號線

該區(qū)間在施工整個施工過程中并未出現(xiàn)明顯的突發(fā)事件。在穿越前對地質情況摸查的不是特別清楚，畢竟詳勘地質圖上顯示該處是上軟下硬地層，如果巖面侵入在施隧道過高，巖石強度過大后果將難以預料。在穿越前提前進行硬巖地層的刀具更換配置，做好了應對準備，最后順利通過；其次，因為3號線離紅嶺站端頭僅有8.8m的距離，除設計要求的地面加固外，還在紅嶺車站內部進行了水平注漿加固，確保了盾構的順利接收。

4、經(jīng)驗總結

通過深圳地鐵9號線多次穿越既有線路出現(xiàn)的各種困難、應對措施和成功與不足之處，現(xiàn)將盾構下穿既有線路的綜合施工措施總結如下：

1）提前編制專項方案并進行專家論證；2）在既有隧道內布置自動化監(jiān)測點；3）提前在既有隧道內埋設袖閥管和注漿設備，對夾層土提前進行注漿加固，在穿越過程中注漿設備及注漿材料準備好，以防萬一出現(xiàn)險情好注漿；4）與運營單位和其它各參建單位提前溝通，編制應急預案并成立應急指揮小組，進行24小時值班制度；5）提前對所有設備進行徹底的檢查和維修，尤其對泡沫系統(tǒng)等渣土改良系統(tǒng)；6）提前設置實驗段，充分掌握盾構機與地層的匹配性（不要盲目的相信其他成功穿越的參數(shù)，而要根據(jù)盾構機的狀況和地層狀況來綜合設置）；7）建議壽命較長、長久未維修及新購的盾構機最好不要用于穿越，最好選用處于“青壯年”期的、性能穩(wěn)定可靠的盾構機；8）穿越前主動檢查刀具，凡是有偏磨的刀具一律更換，確保一次性穿越；9）務必做好渣土改良，防止接泥餅，務必控制好出土量，務必控制盾構姿態(tài)，嚴禁糾偏量過大。土倉壓力在掘進和停機過程中務必要控制好；10）加大同步注漿量和注漿壓力，及時進行二次注漿（采取措施防止盾尾被抱死）。

參考文獻

[1] 陳湘生，李興高.復雜環(huán)境下盾構下穿運營隧道綜合技術.中國鐵道出版社，2011.

作者簡介

鄧峰（1986-），男，中建南方投資有限公司盾構組成員，學士學位，中級職稱，從事城市地鐵施工管理工作。

石紅兵（1979-），男，中建南方投資有限公司盾構組成員，學士學位，中級職稱，從事城市地鐵施工管理工作。