盾構下穿呼和浩特火車站站場段的施工難點與安全管理分析

劉國軍

摘? ? 要：本文結合項目的實際情況，主要對呼和浩特站～公主府站區(qū)間項目的具體工程項目概況、結構形式以及施工中存在的難點和風險等方面進行了重點闡述，僅供參考。

關鍵詞：施工;盾構下穿;呼和浩特;結構形式

1? 引言

本標段包括兩站兩區(qū)間，即呼和浩特站、公主府站、呼和浩特站～公主府站區(qū)間、公主府站～內蒙古體育場站區(qū)間。公主府站為始發(fā)站，呼和浩特站和內蒙古體育場站為接收站。盾構機先從公主府站大里程端向內蒙古體育場站小里程端始發(fā)，在內蒙古體育場站接收后吊出、運回公主府站，再從公主府站小里程端向呼和浩特站大里程端始發(fā)，最后在呼和浩特站接收、吊出。

盾構從公主府站始發(fā)，從北向南依次下穿多處多層建筑物、呼和浩特火車站站場股道、旅客進站天橋甲、旅客地道、呼和浩特火車站高架候車廳、呼和浩特火車站主站房后進入呼和浩特站。

2? 工程概況

呼和浩特市城市軌道交通2號線一期工程呼和浩特站～公主府站盾構區(qū)間線路起止里程：左線里程：左DK14+733.647～左DK15+280.804，左線隧道長545.610m（短鏈1.547m）;右線里程：DK14+733.647～DK15+282.799，右線隧道長549.152m。

3? 結構形式

區(qū)間采用盾構法施工，主體結構為由管片錯縫拼裝而成的環(huán)形結構，盾構管片內徑為5.5m，外徑為6.2m，管片厚度為0.35m，環(huán)寬1.5m，環(huán)間通過螺栓連接。

鋼筋混凝土管片設計強度為C50，抗?jié)B等級為P12。

4? 施工風險及工程重難點

4.1? 施工風險

4.1.1? 施工自身風險

本區(qū)間穿越地段存在以下三個風險點：（1）盾構曲線、連續(xù)下穿風險源;（2）盾構區(qū)間全部位于地下水位線以下;（3）區(qū)間在下穿鐵路股道地鐵區(qū)段主要穿越中砂、細砂、粉砂、粉質黏土層，下穿土質復雜。

4.1.2? 環(huán)境風險

施工前需對沿線施工影響范圍內的建構筑物及地下管線的基礎形式、埋深、結構現(xiàn)狀情況進一步調查、核實，根據調查結果針對不同狀況的建構筑物及管線采取不同的預防措施和處理方式。

4.2? 工程重難點

4.2.1? 盾構掘進的控制

盾構掘進主要地層為中砂、細砂、粉砂、粉質黏土為主，局部穿過粉砂層。掘進時我項目做出了對應措施。

（1）合理選擇盾構機。①根據本項目地質狀況，選擇土壓平衡盾構機，先進的刀盤及出碴系統(tǒng)的設計，能夠有效地控制掌子面及地表沉降，減少刀盤、刀具及螺旋機的磨損，防止噴涌。②刀盤結構設計充分考慮了圓礫、礫砂、中砂、粉質粘土、粉砂的掘進要求，具有足夠的剛度和強度用于支撐開挖面和承受掘進中的推力及扭矩，刀盤配置了足夠的用于本工程地質的刀具。增大刀盤開口率以保證出土的流暢性。③獨立渣土改良系統(tǒng)。在刀盤、土倉倉壁及螺旋輸送機等部位設有泡沫和膨潤土注入管路和注入口，用以對碴土進行改良，可以保證每個注入管路的壓力都基本相同。

（2）加強盾構施工過程管理。①通過確定正確的施工運行程序和制定嚴密的管理措施，形成多方位的保證體系，使盾構施工始終處于受控狀態(tài)。制定盾構施工隊伍的管理體系和管理辦法，加大項目部作業(yè)層的管理力度，做到令行禁止，保證盾構施工嚴格按照施工方案和操作規(guī)程實施。建立有效的監(jiān)督機制，配置先進的盾構參數(shù)自動記錄系統(tǒng)，消除人為因素。②制定詳盡盾構施工異常情況的處理預案。由于地下工程的復雜性和不確定因素多，尤其是本工程隧道盾構施工難度大，對于在施工中可能出現(xiàn)的情況做全面、系統(tǒng)的分析，并制定詳盡的處理預案，做到有備無患。

4.2.2? 鐵路路基的沉降或隆起的控制

（1）在下穿前，對該段落鐵路采用“3-7-3”扣軌方式進行加固。（2）鐵路公務部門利用維修天窗點上道對道床及軌道幾何形態(tài)、尺寸進行檢測，并根據檢測結果及時整修。（3）通過穿越軌道前100m試驗段，確定合理的土壓力設定值、排土率及掘進速度等。（4）加強同步注漿管理。嚴格控制同步注漿量和漿液質量，通過同步注漿及時填筑建筑空隙，減少施工過程中的土體變形，盡量做到填充而不是劈裂，注漿壓力應控制在（1.1～1.2）倍的靜止土壓力。（5）對施工監(jiān)控測量數(shù)據，應及時、認真地進行分析、處理，并需書面通知有關各方。

4.2.3? 盾構穿越火車站站房等建筑物的控制

（1）盾構推進過程中，嚴格控制和調整盾構機的各項參數(shù)，使之對周圍環(huán)境的影響保證在安全、可靠的要求范圍內。（2）盾構掘進速度應與地表控制的隆陷值、進出土量、正面土壓力平衡調整值及同步注漿等相協(xié)調。（3）配合地面量測及時進行壁后注漿，并嚴格控制盾尾同步注漿量和漿液質量。（4）盾構穿越車站段落時，施作二次深孔加強注漿（采用16孔特殊管片），以提高管片強度和穩(wěn)定性，減少后期沉降。

5? 施工現(xiàn)場安全管理

（1）加強對安全生產的管理，對職工進行安全生產教育，工地設置專職安全檢查員，及時發(fā)現(xiàn)、處理安全隱患。

（2）制定各工種安全生產規(guī)章制度，嚴格施工程序，施工機械由專人持證上崗，嚴禁串崗作業(yè)。

（3）嚴禁違規(guī)操作，不得違章指揮。

（4）定期或不定期組織安全大檢查，及時發(fā)現(xiàn)、整改安全隱患，對違章作業(yè)人員進行處罰。

（5）施工材料堆放有序，不侵入運輸通道施工界限。

（6）所有吊裝裝置必須定期維修管理。

（7）配電箱開關有操作指示和安全警示。

（8）機械定期維修，確保作業(yè)安全。

（9）危險品必須嚴格管理，其存放、運輸、使用均要符合有關規(guī)定。

（10）臨時設施及變壓器等供電設施，應按《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》的規(guī)定，采取防護措施。凡可能漏電傷人或易受雷擊的電器設備，均設置接地裝置，并派專業(yè)人員檢查、維護、管理。

（11）對隧道內大型電器設備（變壓器、高壓開關柜、變配電室）設置安全防護柵欄，設置警示標識，每處配備4kg干粉滅火器1～2個，其四周2m內禁止放置易燃易爆物品。向隧道內送風的鼓風機周圍3m內禁止明火作業(yè)，以防明火被吸入鼓風機引起火災。在隧道內斜、豎井口、橫通道口明顯處懸掛1～2個滅火器，以備用。其他無可燃物質位置，不大于100m放一組（2個）滅火器。

6? 起重安全措施

（1）起重安裝作業(yè)前清除工地所經道路的障礙物，做到工地整潔、道路暢通。（2）吊運機械使用前對鋼絲繩、卡具等進行檢查驗收，符合要求時才使用。（3）起重掛鉤工必須掌握統(tǒng)一規(guī)定信號、手勢的表達，做到正確、洪亮和清楚，作業(yè)時必須鳴口哨。（4）起重掛鉤工必須在上班前嚴格檢查吊運使用的鋼絲繩、索具、吊具，發(fā)現(xiàn)不符合安全使用規(guī)定的索具、吊具立即更換。（5）起重掛鉤工必須嚴格執(zhí)行“十不吊”并遵守“吊物下嚴禁站人”制度。各種起重機械起吊前，進行試吊。（6）起吊時必須按照規(guī)定的統(tǒng)一信號發(fā)出信號以警示人員及時避讓。（7）吊運散件必須用索具及箱體，吊運檢查安全可靠后，方可進行吊運工作。（8）起吊重物時，吊具捆扎牢固，以防滑脫。（9）在起吊時，司機認真操作，嚴禁吊斗撞擊工作井內設施，吊機停止作業(yè)時，應安全制動，收緊吊鉤和鋼絲繩。（10）夜間施工有充足的照明，遇到暴雨、大風、地面下沉等情況時停止吊運。

參考文獻：

[1] 龍喜安.盾構隧道近距離下穿在建城際車站影響分析[J].鐵道勘察，2018（6）：83～87.

[2] 錢王蘋，漆泰岳，樂弋舟，趙云建.盾構隧道下穿高速鐵路的安全因素分析及應用[J].鐵道科學與工程學報，2017（11）：2282～2289.