盾构隧道近距离下穿既有地铁线路安全控制对策

盾构隧道近距离下穿既有地铁线路安全控制对策

作者：赵猛

来源：《中国房地产业·上旬》2020年第10期

【摘要】本文主要以盾构隧道近距离下穿既有地铁线路工程为背景，简单介绍了近距离穿越既有地铁线路工程的施工控制要求，并提出了几点施工安全控制措施，以仅供日后相关领域人员的参考借鉴。

【关键词】盾构隧道;近距离下穿;地铁;安全控制;既有线

在地铁的实际施工过程中，工程体量大，且属于高风险建设工程，随着城市化进程的逐渐推进，地下环境中的结构设施越来越多，如何保证在盾构隧道下穿施工顺利开展的同时，又不会对既有地铁线路的正常运行带来影响，成为了相关领域人员不得不面对的问题之一。

1、施工控制要求

在进行地铁施工建设的过程之中，主要需要加强控制的是区间隧道施工期间的变形问题，而就实际施工来说，其变形问题大致可划分成以下三个方面：（1）隧道周边土体结构的变形，会直接威胁到附近建筑体的安全性与稳定性;（2）既有结构附近土体的变形，情况严重时便会直接引起既有结构出现坍塌，严重威胁到人们的生命财产安全;（3）支护结构发生变形，会导致隧道施工存在较大安全风险。

此外，若是出现沉降问题也会对隧道施工带来影响：（1）地层沉降对隧道的影响。盾构施工可能会使得附近土体受到扰动，从而在开挖断面上出现不均匀的沉降槽，对既有地铁线路的正常运营带来不良影响，成型隧道管片会随着沉降槽的形成而使得管片间的应力重新分布，导致管片见的重复挤压破损;（2）地层沉降对轨道的影响。盾构施工会使得附近土体受到扰动，使得土体出现不均匀沉降，而一旦土体出现沉降，轨枕的支撑面会随之也发生一定的下沉，使得轨道多支座超静定系统也受到破坏。并在列车动荷载作用之下，这些支撑面下沉的轨枕会连带轨道发生显著变形，使得轨道中应力大幅增高，当土体沉降较大时，甚至会使轨道断裂;（3）轨道差异沉降对列车运营的影响。盾构施工近距离下穿既有地铁线路时，周边土体会受到扰动，使得地层发生差异沉降，轨道也会随之出现差异沉降。而差异沉降会和列车自振结合起来，导致列车振幅变大，使列车出现摇摆运动。

所以，在施工作业期间，必须要有效确保结构物不发生变形、裂缝和沉降等问题，即使存在以上情况也需要将其控制在一定范围内，不能超出允许范围，如此才能有效确保施工作业安全、顺利的进行[1]。

2、盾构隧道近距离下穿地铁施工安全控制措施

2.1施工控制措施

在进行盾构隧道近距离下穿地铁施工时，必須要采取合理的措施，确保既有建筑结构与周边环境不受破坏，保障施工的顺利进行，主要措施有：

（1）同步注浆。为了防范既有结构沉降问题的出现，在进行盾构掘进时，需要迅速在刀盘开挖轮廓与盾体外缘之间的间隙脱出盾构后的衬砌背面环形建筑间歇中填充足够的浆液材料，达到控制盾构通过是下沉的目的。结合地质环境特点，浆液配比、注浆压力、注浆量以及注浆的起止时间会对同步注浆的具体效果起到重要作用。由于浆液能够在短时间内凝固，这会对后期沉降起到一定的限制作用。在进行同步注浆时，以选择使用缓凝无机材料最佳，当注浆材料充分凝固之后会具有低收缩性。在开展注浆工作时，需要对注浆的压力与流量变化进行细致观察，对注浆参数进行严格把控。

（2）二次注浆。采取二次（或是多次）注浆是为了弥补同步注浆所存在的不足之处，同时也是防范地表沉降的有效措施，能够让盾构在穿越建筑物、铁路轨道、道路与地下管线时，极大程度的减小地表沉降。衬砌背后进行二次注浆，重点对拱部120°的范围实行施工作业[2]。

（3）监控测量指导盾构施工。依照理论研究结果，同时联系工程施工现场，对盾构掘进提供实测控制指导，并针对盾构掘进时的不同阶段、不同参数下位移规律、土层扰动以及参数敏感性等做出详细的分析探讨，以此实现对盾构各项施工参数准确性的有效把控。在下穿既有地铁线路时，地铁下方一定范围会引起土体的附加水平应力，所以对穿越前所确定的土压力应当进行适当的提升，且因为存在土层构成复杂、地面超载作用力以及建筑体基础结构等不确定因素，所以，应当按照穿越时的具体情况模拟拖进试验，在按照反馈数据对计算的静止土压力实行调整与改进，其后再正式开展盾构掘进施工。在盾构掘进期间，需要确保足够且有效的注浆量与注浆压力，掘进的速度要遵守慢速、均匀的原则。

2.2下穿施工时的安全保护措施

在开始盾构施工之前，应当联系施工场地的地质状况以及下穿施工的作业特征，对盾构机的适应情况实行技术剖析。在盾构施工前期准备阶段，还应当对盾构机采取全方位的维修与养护，对刀具进行检查与替换，从而为迅速、高效的下穿既有地铁线路打牢基础，保证穿越过程中的沉降控制效果。在施工作业前，应当制定出一套周密严谨的应急预案，在正式施工时，应当安排专人对施工情况进行巡视检查，若是发现异常状况，需要立即采取应急预案的相关措施。

在盾构下穿段作业时，因为会对既有线结构造成一定影响，从而具有较大风险，此时，不仅需要对盾构隧道的掘进施工做日常监测，还要在既有线隧道周围安设自动化监测设备，基于自动全站仪来实现对出入线段的结构与道床的全方位、全天候监测。并且，要按照监测计划，事先布置好每一处监测点，从而能够在开始监测工作之时，监测元件能够迅速进入至稳定的运行状态。监测所得数据可经由远程操控系统直接传输至计算机，以此作为施工指导依据。监测的周期需按照施工具体情况随时使用计算机做出调整，所设置的最小监测频率为1次/h。

结合风险评估分析结果，并联系设计需求，可实施以下措施予以保护：为保证既有线区间隧道能够继续安全的运行，需要对既有轨道进行专项保护，详细实施措施为，先对钢轨、扣件以及道床等实行全面细致的检查，保证既有轨道结构处于稳定、牢固的状态。在对区间下穿出入段线区段以及两侧各ID（出入段线区段隧道跨度）范围段落装设轨距拉杆防护设施，同时在下穿作业正式开展之后将其限速运行，尤其是下穿出入段线要尽可能的在列车停止运行时进行施工[3]。

结语：

综上所述，地铁作为一项便民设施，受到了老百姓们的喜爱，随着城市的逐渐发展，地铁路线增加，变得错综复杂，在实际的隧道施工中，要采取合理的安全控制措施避免对既有地铁线路造成影响。

参考文献：

[1]王道钢，杨钟凯.分析隧道近距离下穿既有线地铁线路安全控制对策[J].城市建设理论研究（电子版），2019（13）：140.

[2]张军荣.隧道近距离下穿既有线地铁线路安全控制[J].建筑，2018（16）：71-73.

[3]张福忠.地铁隧道超近距离下穿既有线安全施工技术[J].山西交通科技，2015（03）：87-90.