摘要：本文主要对地铁盾构下穿施工中的掘进施工技术进行了分析，结合具体案例从多角度和层面探索了具体施工要点，希望对地铁工程质量的提升提供合理参考。
关键词：盾构下穿；地铁；掘进施工
引言：该技术主要是为满足地铁工程的稳定性、承载力等要求，在适当条件下使用盾构施工技术能够促使整个工程达到理想的施工效果，尤其是当前我国经济水平提升，城市轨道交通发展迅速，因此，对盾构施工技术的研究尤为重要。
一、地铁盾构下穿建筑群的掘进施工技术重难点
地铁盾构下穿技术当中的重难点要按照工程实际要求和现场情况确定，主要有三方面。首先是根据地铁工程的方案要求和整体长度，考虑整个工程是否可以避开周围建筑物，同时满足设计要求。其次是要结合工程实际情况与建筑群结构判断，是否需要进行二次注浆。最后是要考虑工程中建筑群的桩基础是否会对地铁工程产生影响[1]。
二、地铁盾构下穿建筑群的掘进施工技术分析
（一）盾构掘进施工方向控制
盾构下穿工程穿过建筑群的过程中需要对施工方向进行控制，避免在施工过程中破坏建筑群下方地基以及管道等，对居民生活造成不便。首先是盾构施工的掘进方向，实际施工所在位置与隧道设计产生的偏差，技术人员可以在主控室中对整个工程进行动态和全面的控制，根据实时监测施工数据，技术人员可以再次进行人工测量，将两种数据对比判断是否需要调整掘进方向，以及如何调整掘进方向。例如：某地铁掘进工程的技术人员在建筑群下穿时进行上坡操作时，为避免工程接触建筑群地下排水管道，将工程整体路线向左偏离了20mm，同时略微降低速度，并保持施工进度和油缸推进力度处于平稳状态，直到工程到达平稳路段。
其次是盾构工程中掘进姿态的调整，盾构掘进工程需要给注浆凝固预留时间，此期间中容易产生管片上浮的情况。为杜绝此类现象产生，在施工过程中需要控制施工位置靠下，以固定的俯仰角进行作业，为保障不对拼装管片和盾构结构尾端密封产生破坏，所以姿态调整工作需要小幅度进行。同时盾构机的油缸推进模式有两种，分别为主推模式和低压跟随模式，下半坡在施工时需要增加掘进工程一侧的跟随油缸数量，而上半坡施工则刚好与下半坡相反。
最后是此项工作应注意掘进施工需要避免过快或大幅度增加油缸压力，此做法是由于突然增加压力会导致管片受力状态不平衡产生损坏。而在切换刀盘转动方向时需要严格按照标准顺序进行，待掘进工作完成后再关闭刀盘转动，坚决杜绝在进行推进的过程中直接切换刀盘方向。且在施工过程中，需要根据实际情况随时调整导向系统参数，依据方向主要有两种，一是工程的地层情况，二是工程设计图中的限制。在进行工程掘进方向纠正时应确保盾构机的管片状态良好，一般在工程推进30cm时就要进行一次纠偏。总之，盾构下穿建筑群的掘进施工必须按照标准规范对工程进行精确定位，控制掘进方向，避免对建筑群造成影响。
（二）管片拼装技术
在地铁施工中管片拼装是必要的工作内容，在前期准备的过程中，需要将管片运输至工程隧道内，工作人员要先对管片质量、型号等参数进行检测，待保障管片合格后方可按照安装顺序摆放再运送平台上，盾构施工结束后可将部件进行安装。在实际进行拼接前，工作人员要先检查安装设备是否可以正常运转，并保持管片清洁。管片安装需要严格遵守相关的工作顺序，保障管片拼装工作安全且高效，同时拼装时还要注意管片安装是否对称。除此之外，要注意管片安装开始前先将掘进设备进行回收，再指挥管片抓取设备就位，同时管片安装需要按照自下而上的顺序进行，注意左右对称。
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以某地铁下穿建筑群的工程为例，该工程为保障管片拼装质量，将此项工作完全交由经验丰富的工程团队负责，同时派遣监理人员实行监督工作。同时该工程所用的管片进入施工现场皆由专业技术人员进行检查，杜绝破损、质量不达标的管片材料进入施工场地，同时在安装前还彻底清洁了管片，确认无误才正式开始安装工作。
（三）土压及出渣土改良
地铁盾构下穿建筑群掘进施工中的土压需要根据建筑群附加应力以及隧道上部损失土壤的实际情况设定。可以对每个施工环节产生的实际土量于理论上应产出的土量进行对比分析，保障工程的土压平衡避免由于土体扰动导致建筑群安全性受到影响。在正穿建筑群时，也要根据实际的路面变化对预设土压进行调整。除此之外，渣土改良工作对地铁盾构下穿建筑群的掘进施工也有重要意义，改善渣土压力可以降低地表沉降量，保障工程开挖的稳定性。且工程渣土切削后迅速进土仓也能够改善工程地下水流失的现状。以某地铁工程为例，该工程的渣土改良技术采用的是在刀盘、土仓等设备中添加泡沫剂、膨润土泥浆等添加剂的方式，该工程的技术人员在设备中添加了泡沫添加剂与水所占比例分别为3%和97%的溶剂，保障了工程整体的安全性以及效率。
（四）工程推进速度
地铁盾构下穿建筑群时，应适当降低工程的推进速度，同时兼顾盾构推力等参数与建筑群安全系数处于正常水平，避免掘进施工速度过快导致商上层建筑群受到影响。以某工程为例，该工程根据地铁隧道上层土壤承载力以及建筑群产生的压力，将掘进工程的推进速度控制在2-5cm/min以内，并保持工程总推力和扭矩不大于14000kN以及3500kN/m，按照上层建筑群的实时变化情况进行动态调整。
（五）浆液配比及注浆压力
地铁盾构在穿过建筑群时，需要同步进行注浆操作，使用此种技术施工是由于在地铁盾构施工的过程中，使用同步注浆的方式减小施工产生的空隙以及压力，可有效避免地铁隧道在施工过程中变形。随着注浆施工的进行，地铁隧道结构的沉降变形情况会有效得到改善。以某工程为例，在此过程中该工程使用的注浆浆液为水泥砂浆，该浆液的凝固至少需要2h45min，该数据为工程穿过建筑群前进行浆液抽样测试所得，且在实际施工过程中技术人员还根据实际情况对浆液配方进行了优化，保障浆液质量。
（六）盾构下穿施工控制
在地铁盾构施工的过程当中，想对管道进行保护需要结合实际情况使用相应技术避免工程底层变形。一方面需要控制盾构掘进的实际参数，此类参数包含刀盘运行效率等。以某工程为例，该工程在施工过程中实时记录刀盘压力变化情况，并及时按照施工效果反馈进行调整。另一方面是盾尾同步注浆工作以及隧道内的二次注浆，在管片衬砌环在盾尾拆卸后，工程应及时进行注浆作业，并根据实际情况判断是否需要进二次注浆。地铁盾构下穿建筑群地下管道时，需要匀速通过，且要控制掘进姿态，避免或减少超挖情况，同时还要注意土压，避免工程产生沉降。一旦工程产生较严重沉降现象，施工人员应及时使用二次注浆的方式进行补救，防止沉降面积进一步扩大。
如：某工程在地铁隧道内的盾构管片上开设注浆孔，在隧道内进行二次注浆，注浆管采用的是Φ43mm×3.5mm的钢化管，材料为水泥单液桨。该工程采用二次注浆的方式对填土密实度一般的盾构隧道和土层之间进行了注浆，填补盾构尾、超挖缺失等位置的不足，避免了地基位移情况产生[2]。
结束语：总之，在地铁工程施工的过程当中，盾构结构不可避免的要穿过建筑群，因此轨道交通施工质量必将受到影响，为保障工程的安全性，在进行地铁施工时，工作人员应按照实际情况将盾构掘地技术应用其中，保障工程整体安全系数。
参考文献：
[1]韩健.地铁盾构下穿建筑群的掘进施工技术分析[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2019,37(05):695-697+732.
[2]玄龙德.富水砂层盾构下穿西宝高铁道岔涵洞施工技术研究[D].西安建筑科技大学,2018.
论文作者:郭向青
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：盾构论文; 管片论文; 工程论文; 建筑群论文; 地铁论文; 注浆论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第32期论文;