摘要：盾構(gòu)在地鐵區(qū)間的特殊地段施工，必須作好充足的施工準備和施工技術(shù)措施。

　　關(guān)鍵詞：地鐵區(qū)間；盾構(gòu)施工；技術(shù)措施

　　廣州西場站—西村站地鐵區(qū)間施工標段，沿線兩側(cè)為密集民居、酒店、辦公樓、商店等，交通繁忙，上部地面為環(huán)市西路，區(qū)間線路穿越廣茂鐵路，地形平坦，略有起伏，其中有巖溶和溶蝕空洞、內(nèi)環(huán)高架橋樁、基巖球狀風(fēng)化體地段（風(fēng)化深槽）、泥質(zhì)粉砂巖、上軟下硬巖段等特殊地段。其中廣州火車站—草暖公園區(qū)間段下穿過廣州火車站廣場，到達草暖公園，施工難度大。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，做出相應(yīng)的盾構(gòu)施工技術(shù)措施。

　　1、盾構(gòu)通過巖溶和溶蝕空洞

　　本工程隧道左右線均存在巖溶和溶蝕空洞，左線溶蝕空洞約為0.8m高，右線在YCK7 522和YCK7 576處存在溶蝕空洞，其中較大的溶蝕空洞為2.7m高，對盾構(gòu)掘進造成極為不利的影響，極有可能發(fā)生突泥、突水、地面沉陷、盾構(gòu)機被卡等嚴重事故。

　　為保證盾構(gòu)掘進順利通過，必須提前探明隧道穿過的巖溶裂隙的位置、形狀、尺寸大小、充填物性質(zhì)等，并及時處理。施工采取以下措施探測和處理：

　�。�1）開工前，進行補充地質(zhì)勘探，在左右線溶蝕空洞地段加密勘探，在勘探場地允許的前提下，使部分鉆孔間距達到10m，進一步查明該段條件地層地質(zhì)條件，對可能出現(xiàn)巖溶裂隙的段落、巖溶裂隙的規(guī)模、充填物等情況，提前作出盾構(gòu)掘進方案。

　　（2）對盾構(gòu)機適當(dāng)改造，針對地質(zhì)情況，盾構(gòu)機增設(shè)超聲波探測系統(tǒng)。盾構(gòu)掘進施工時通過發(fā)射超聲波，可對刀盤前方30m范圍內(nèi)的巖溶裂隙、砂土層中的孤石等分布情況進行探測，利用專業(yè)軟件對接收到的反射波分析，即可精確查明巖溶裂隙或孤石的位置、形狀、尺寸大小、充填物性質(zhì)等。

　�。�3）根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報的資料，對分布于盾構(gòu)周邊的巖溶裂隙，通過地面注漿的辦法進行超前注漿加固或回填。對巖溶裂隙要提前確定注漿方案，根據(jù)其位置、形狀、充填物性質(zhì)，確定實施超前注漿的里程位置、注漿品種及配合比、注漿壓力、注漿量等參數(shù)。

　�。�4）盾構(gòu)通過巖溶空洞位置時，要制定嚴格的盾構(gòu)施工計劃和實際可行的掘進參數(shù)，調(diào)整合理的泡沫添加參數(shù)，使所注入的泡沫能在開挖面形成良好的泥膜，保持其充填物的穩(wěn)定。

　�。�5）掘進通過后，在管片背襯及時施作二次補強注漿，控制巖溶裂隙內(nèi)充填物的變形，使圍巖保持穩(wěn)定。

　　2、盾構(gòu)通過環(huán)市內(nèi)環(huán)高架橋樁基本區(qū)間段在西村站—廣州火車站段下穿內(nèi)環(huán)高架橋樁基礎(chǔ)

　　其中有3處4根樁基侵入隧道，需要進行樁基托換，其余樁基大多在隧道左、右線之間。盾構(gòu)機通過樁基礎(chǔ)除采取一般措施外并進行特殊處理。

　　（1）合理控制推進速度，保證連續(xù)均衡施工，避免較長時間的擱置；

　�。�2）嚴格控制出土量，防止不合理的超挖和欠挖；

　�。�3）盾構(gòu)在穿越這些建（構(gòu)）筑物的過程中，變化不可過大、過頻，每次縱坡變化不得超過0.2%；

　�。�4）同步注漿要及時、適量，以有效控制地層沉降；

　�。�5）根據(jù)地面沉降情況，必要時可針對性地進行二次補壓注漿；

　�。�6）配備必要的機動設(shè)備，一旦發(fā)生意外情況則迅速投入搶險；

　　（7）通過預(yù)先設(shè)置的觀測點對建（構(gòu)）筑物進行監(jiān)測，如果發(fā)現(xiàn)異常變形，必須立即停止施工，根據(jù)實際情況采取調(diào)整施工參數(shù)或?qū)�建（�?gòu)）筑物進行適當(dāng)處理。

　　3、盾構(gòu)通過球狀風(fēng)化體地段（風(fēng)化深槽）

　　地質(zhì)剖面圖顯示本區(qū)間內(nèi)中風(fēng)化巖層中有存在微風(fēng)化的情況，強風(fēng)化地層中存在部分中風(fēng)化地層。詳勘報告認為該巖區(qū)全、強風(fēng)化帶內(nèi)可能還存在未被揭露的中、微風(fēng)化巖球狀風(fēng)化體。盾構(gòu)施工時要采取的主要技術(shù)措施如下：

　　（1）盾構(gòu)進入砂巖區(qū)段后，要嚴格監(jiān)測推進油缸和盾構(gòu)機姿態(tài)的突然變化及土倉壓力和出碴量的變化，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)進入土倉進行檢查，以判斷是否存在球狀風(fēng)化體，并確定球狀風(fēng)化體與刀盤的位置關(guān)系。

　�。�2）利用土倉內(nèi)安裝的超聲波探測系統(tǒng)時刻監(jiān)視掌子面前方的變化，提前發(fā)現(xiàn)前方的孤石，根據(jù)情況采用提前加固孤石旁地層或用沖擊鉆提前破碎的方法處理。

　�。�3）掘進過程中隨時監(jiān)測刀具和刀盤受力狀態(tài)，確保其不超載并觀測刀盤是否受力不均，以防刀盤產(chǎn)生變形。

　�。�4）針對球狀風(fēng)化體巖質(zhì)較硬的特點，刀具應(yīng)以盤形滾刀為主，掘進時采用高轉(zhuǎn)速將其切削成碎塊。若掘進速度相當(dāng)慢或球狀風(fēng)化體隨刀盤一起滾動時，應(yīng)進入土倉進行人工處理。

　　（5）在工作面穩(wěn)定性差的情況下，進入土倉時必須建立一定的氣壓，此時應(yīng)按相應(yīng)的規(guī)程進行工作。

　�。�6）在工作面穩(wěn)定性極差的情況下，如條件允許可從地表采用注漿加固的方式進行地層加固，然后再進行處理；如條件不允許，可以應(yīng)用配備在盾構(gòu)機上的超前注漿孔對工作面進行注漿加固，然后再進行處理。

　　4、泥質(zhì)粉砂巖段掘進本標段

　　從始發(fā)到吊出，中間多段穿越泥質(zhì)粉砂巖。粉砂巖遇水易軟化崩解。盾構(gòu)掘進時可能會在刀盤特別是刀盤的中心部位產(chǎn)生“泥餅”，當(dāng)產(chǎn)生泥餅時，掘進速度急劇下降，刀盤扭矩也會上升，大大降低開挖效率，甚至無法掘進。

　�。�1）刀盤面板與后部土倉密封隔板共同組成土倉，隔板上的中心圓餅和周圍圓環(huán)都是靜止不轉(zhuǎn)并設(shè)攪拌棒。掘進時，刀盤面板與隔板之間存在相對運動，攪拌棒可充分攪拌碴土，從而可減少在土倉中產(chǎn)生泥餅的可能。

　�。�2）中心開口率大，且中心刀可及時更換成片式刮刀，使開口率進一步增大。中心刀盤面板和中心隔板之間存在相對運動，借助于攪拌棒充分攪拌碴土，不易產(chǎn)生泥餅。

　　（3）通過面板上的泡沫注入口，向刀盤面板和土倉中注入泡沫劑，一方面清刷刀具上糊的粘土，降低刀具溫度，也可以改善土倉內(nèi)的碴土性能，增加碴土的流塑性，防止形成泥餅，堵塞土倉及螺旋輸送機。

　　其次，施工中采取以下技術(shù)措施：

　�。�1）在到達這種地層之前把刀盤上的中心滾刀更換為片式刮刀，進一步增加刀盤的開口率。

　�。�2）加強盾構(gòu)掘進時的地質(zhì)預(yù)測和泥土管理，特別是在粘性土中掘進時，要更加密切注意開挖面的地質(zhì)情況和刀盤的工作狀態(tài)。

　�。�3）在這種地層掘進時應(yīng)適量增加泡沫的注入量和選擇比較大的泡沫加入比例，減小碴土的粘附性，降低泥餅產(chǎn)生的機率。

　�。�4）一旦產(chǎn)生泥餅，及時采取對策，必要時采用人工處理的方式清除泥餅。

　�。�5）必要時螺旋輸送機內(nèi)也要加入泡沫，以增加碴土的流動性，利于碴土的排出。

　　5、盾構(gòu)在上軟下硬段

　　巖層掘進在軟巖和硬巖分界處，部分區(qū)段內(nèi)堅硬巖層僅在隧道開挖面下半部分出露（半軟半硬）。本區(qū)間大部分地層均上軟下硬。盾構(gòu)在穿越上軟下硬區(qū)段時，由于上下巖層強度相差較大，盾構(gòu)容易上拋，此施工段施工重點是盾構(gòu)機的使用控制。

　　（1）適當(dāng)放慢掘進速度，使盾構(gòu)刀盤能對正面堅硬巖層進行充分破碎；

　�。�2）合理利用盾構(gòu)鉸接千斤頂，改變刀盤傾角以加強對硬巖部位的切割，提高盾構(gòu)掘進過程中的軸線控制能力；

　　（3）調(diào)整盾構(gòu)機推進千斤頂?shù)膮^(qū)域油壓，硬巖區(qū)域推進千斤頂油壓較軟巖部位適當(dāng)加大，以控制千斤頂?shù)暮狭ψ饔命c、抵消上拋力，控制好盾構(gòu)軸線位置和隧道坡度。

　�。�4）利用刀盤邊緣的擴挖刀，對下部硬巖部分適量擴挖以避免盾構(gòu)上拋。

　　（5）如果上部太軟掘進時出現(xiàn)塌陷，則應(yīng)考慮地表注漿加固。一般情況下可以通過保持一定的土壓防止上部掌子面坍塌。

　　6、小結(jié)

　　在廣州，地鐵施工正在大面積地推進，施工中遇到很多特殊地段，地鐵施工者特別情況特別處理，做出相應(yīng)的施工措施，并不斷地在實踐中總結(jié)經(jīng)驗提高施工技術(shù)水平，提高工效創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程，創(chuàng)用戶放心工程。

　　參考文獻：

　　[1] 城市快速軌道交通工程項目建設(shè)標準[S]。

　　[2] 地下鐵道設(shè)計規(guī)范（GB50157-2003）[S]。

　　[3] 地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范（GB50299-1999）[S]。

　　[4] 鐵路隧道施工規(guī)范（TB10204-2002）[S]。