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

　　關(guān)鍵詞：地鐵區間；盾構施工；技術(shù)措施

　　廣州西場(chǎng)站—西村站地鐵區間施工標段，沿線(xiàn)兩側為密集民居、酒店、辦公樓、商店等，交通繁忙，上部地面為環(huán)市西路，區間線(xiàn)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(chē)站—草暖公園區間段下穿過(guò)廣州火車(chē)站廣場(chǎng)，到達草暖公園，施工難度大。根據現場(chǎng)實(shí)際情況，做出相應的盾構施工技術(shù)措施。

　　1、盾構通過(guò)巖溶和溶蝕空洞

　　本工程隧道左右線(xiàn)均存在巖溶和溶蝕空洞，左線(xiàn)溶蝕空洞約為0.8m高，右線(xiàn)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，對盾構掘進(jìn)造成極為不利的影響，極有可能發(fā)生突泥、突水、地面沉陷、盾構機被卡等嚴重事故。

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

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

　�。�2）對盾構機適當改造，針對地質(zhì)情況，盾構機增設超聲波探測系統。盾構掘進(jìn)施工時(shí)通過(guò)發(fā)射超聲波，可對刀盤(pán)前方30m范圍內的巖溶裂隙、砂土層中的孤石等分布情況進(jìn)行探測，利用專(zhuān)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）根據超前地質(zhì)預報的資料，對分布于盾構周邊的巖溶裂隙，通過(guò)地面注漿的辦法進(jìn)行超前注漿加固或回填。對巖溶裂隙要提前確定注漿方案，根據其位置、形狀、充填物性質(zhì)，確定實(shí)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。

　�。�4）盾構通過(guò)巖溶空洞位置時(shí)，要制定嚴格的盾構施工計劃和實(shí)際可行的掘進(jìn)參數，調整合理的泡沫添加參數，使所注入的泡沫能在開(kāi)挖面形成良好的泥膜，保持其充填物的穩定。

　�。�5）掘進(jìn)通過(guò)后，在管片背襯及時(shí)施作二次補強注漿，控制巖溶裂隙內充填物的變形，使圍巖保持穩定。

　　2、盾構通過(guò)環(huán)市內環(huán)高架橋樁基本區間段在西村站—廣州火車(chē)站段下穿內環(huán)高架橋樁基礎

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

　�。�1）合理控制推進(jìn)速度，保證連續均衡施工，避免較長(cháng)時(shí)間的擱置；

　�。�2）嚴格控制出土量，防止不合理的超挖和欠挖；

　�。�3）盾構在穿越這些建（構）筑物的過(guò)程中，變化不可過(guò)大、過(guò)頻，每次縱坡變化不得超過(guò)0.2%；

　�。�4）同步注漿要及時(shí)、適量，以有效控制地層沉降；

　�。�5）根據地面沉降情況，必要時(shí)可針對性地進(jìn)行二次補壓注漿；

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

　�。�7）通過(guò)預先設置的觀(guān)測點(diǎn)對建（構）筑物進(jìn)行監測，如果發(fā)現異常變形，必須立即停止施工，根據實(shí)際情況采取調整施工參數或對建（構）筑物進(jìn)行適當處理。

　　3、盾構通過(guò)球狀風(fēng)化體地段（風(fēng)化深槽）

　　地質(zhì)剖面圖顯示本區間內中風(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全、強風(fēng)化帶內可能還存在未被揭露的中、微風(fēng)化巖球狀風(fēng)化體。盾構施工時(shí)要采取的主要技術(shù)措施如下：

　�。�1）盾構進(jìn)入砂巖區段后，要嚴格監測推進(jìn)油缸和盾構機姿態(tài)的突然變化及土倉壓力和出碴量的變化，如發(fā)現異常，應進(jìn)入土倉進(jìn)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(pán)的位置關(guān)系。

　�。�2）利用土倉內安裝的超聲波探測系統時(shí)刻監視掌子面前方的變化，提前發(fā)現前方的孤石，根據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(jìn)過(guò)程中隨時(shí)監測刀具和刀盤(pán)受力狀態(tài)，確保其不超載并觀(guān)測刀盤(pán)是否受力不均，以防刀盤(pán)產(chǎn)生變形。

　�。�4）針對球狀風(fēng)化體巖質(zhì)較硬的特點(diǎn)，刀具應以盤(pán)形滾刀為主，掘進(jìn)時(shí)采用高轉速將其切削成碎塊。若掘進(jìn)速度相當慢或球狀風(fēng)化體隨刀盤(pán)一起滾動(dòng)時(shí)，應進(jìn)入土倉進(jìn)行人工處理。

　�。�5）在工作面穩定性差的情況下，進(jìn)入土倉時(shí)必須建立一定的氣壓，此時(shí)應按相應的規程進(jìn)行工作。

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

　　4、泥質(zhì)粉砂巖段掘進(jìn)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。盾構掘進(jìn)時(shí)可能會(huì )在刀盤(pán)特別是刀盤(pán)的中心部位產(chǎn)生“泥餅”，當產(chǎn)生泥餅時(shí)，掘進(jìn)速度急劇下降，刀盤(pán)扭矩也會(huì )上升，大大降低開(kāi)挖效率，甚至無(wú)法掘進(jìn)。

　�。�1）刀盤(pán)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?chē)鷪A環(huán)都是靜止不轉并設攪拌棒。掘進(jìn)時(shí)，刀盤(pán)面板與隔板之間存在相對運動(dòng)，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(kāi)口率大，且中心刀可及時(shí)更換成片式刮刀，使開(kāi)口率進(jìn)一步增大。中心刀盤(pán)面板和中心隔板之間存在相對運動(dòng)，借助于攪拌棒充分攪拌碴土，不易產(chǎn)生泥餅。

　�。�3）通過(guò)面板上的泡沫注入口，向刀盤(pán)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(pán)上的中心滾刀更換為片式刮刀，進(jìn)一步增加刀盤(pán)的開(kāi)口率。

　�。�2）加強盾構掘進(jìn)時(shí)的地質(zhì)預測和泥土管理，特別是在粘性土中掘進(jìn)時(shí)，要更加密切注意開(kāi)挖面的地質(zhì)情況和刀盤(pán)的工作狀態(tài)。

　�。�3）在這種地層掘進(jìn)時(shí)應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(shí)采取對策，必要時(shí)采用人工處理的方式清除泥餅。

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

　　5、盾構在上軟下硬段

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

　�。�1）適當放慢掘進(jìn)速度，使盾構刀盤(pán)能對正面堅硬巖層進(jìn)行充分破碎；

　�。�2）合理利用盾構鉸接千斤頂，改變刀盤(pán)傾角以加強對硬巖部位的切割，提高盾構掘進(jìn)過(guò)程中的軸線(xiàn)控制能力；

　�。�3）調整盾構機推進(jìn)千斤頂的區域油壓，硬巖區域推進(jìn)千斤頂油壓較軟巖部位適當加大，以控制千斤頂的合力作用點(diǎn)、抵消上拋力，控制好盾構軸線(xiàn)位置和隧道坡度。

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

　�。�5）如果上部太軟掘進(jìn)時(shí)出現塌陷，則應考慮地表注漿加固。一般情況下可以通過(guò)保持一定的土壓防止上部掌子面坍塌。

　　6、小結

　　在廣州，地鐵施工正在大面積地推進(jìn)，施工中遇到很多特殊地段，地鐵施工者特別情況特別處理，做出相應的施工措施，并不斷地在實(shí)踐中總結經(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(hù)放心工程。

　　參考文獻：

　　[1] 城市快速軌道交通工程項目建設標準[S]。

　　[2] 地下鐵道設計規范（GB50157-2003）[S]。

　　[3] 地下鐵道工程施工及驗收規范（GB50299-1999）[S]。

　　[4] 鐵路隧道施工規范（TB10204-2002）[S]。