城市隧道穿越建筑物施工的技术措施

　　摘要：随着我国国民经济的快速发展和城镇化建设进程的加速，城市轨道交通的发展建设也越来越快。在城市轨道交通建设中，为了缓解交通拥挤和占地面积大的问题，隧道工程越来越普遍，于是城市隧道穿越建筑物施工成了人们关注的焦点。为了使轨道交通能够以最快的速度形成网络并达到预想中的规模效应，城市轨道交通建设的步伐也在加速。随着城市的规划建设的发展，尤其是随着地铁建设线路的增加，交通工程建设需要面临的周边环境也变得越来越复杂，近距离的通过已经建成的建筑物或者穿越障碍物的情况越来越多。交通建设工程在施工的过程中不仅需要保护既有建筑物，还要保证工程项目本身的安全性以及进展的顺利，所以，针对不同的情况，采取有效的应对技术措施是十分必要的。本文以就以一些实际的工程实例，分别针对穿过既有隧道、穿过重点文物保护区以及河底施工的问题进行分析论证。
　　关键词：城市隧道、交通建设、盾构工法
　　
　　近几年，随着经济的发展，交通变得越来越拥挤，为了缓解交通的拥挤问题，地下交通工程建设越来越多，于是盾构施工技术逐渐成熟，在城市地下轨道交通工程建设中显示出其特有的优越性。但是，针对近距离通过已经存在的建筑物或者是穿越障碍物的施工，盾构施工技术还缺少一定的经验。近些年，我国的城市轨道交通建设得到了迅速的发展，但是，在周边环境越来越复杂、施工条件比较差的情况下，研究并制定相应的施工技术以及应对措施是非常必要的。
　　为了能够使城市轨道交通以最快的速度形成网络以达到预想中的规模效应，城市轨道交通建设的速度也在加速。随着初期阶段单条线的建成，后期线路的建设难度变得越来越大。与此同时，伴随着城市的规划建设，地铁建设工程沿线开发量的增加，城市轨道工程建设所需要面临的周边环境也变得复杂，穿越障碍物的情况越来越多。在工程施工中，不仅需要对已经存在的建筑物加以保护，还要保证工程自身的安全性以及进展的顺利，所以针对不同的情况采取有效的应对技术是十分必要的。接下来，本文就针对一些具体的工程实例对具体城市隧道穿越建筑物施工的技术措施做作分析介绍。
　　一、下穿既有隧道
　　（一）工程实例
　　某地铁工程先期建造成的隧道在该路段采用了明挖顺做法施工，围护的结构是SMW桩，主体结构在和地铁隧道相交路段采用的是钢筋混凝土框架结构，主体结构底板是900毫米厚的钢筋混凝土，垫层为200毫米厚的素混凝土。
　　（二） 风险分析
　　本工程隧道与盾构隧道间的最小净距为1.0米，隧道对盾构隧道影响的长度近28米，此种情况在国内的盾构施工中较少，其次，隧道施工的结束时间和地铁隧道穿越的时间仅相隔不到一个月，而且隧道还未稳定，施工过程中可能会对原有隧道造成破坏，带来运营的隐患，甚至可能会引起结构安全问题。
　　（三）应对技术
　　1、把隧道抗拔桩间的距离调大，避开盾构隧道，另外为了保证既有隧道的盾构隧道的受力要求以及抗浮要求，应加密在盾构隧道方向的抗拔桩。
　　2、由于盾构施工会不可避免的引起地面沉降，为保证隧道的安全，应将该段的底板加厚100毫米。
　　3、隧道底部的地质条件呈流塑性的粉质粘土与淤泥质粉质粘土，盾构隧道上半部分为淤泥质粉质粘土，而下半部分为粉质粘土，为减少地层损失，应通过盾构隧道进行全断面加固的处理。
　　4、在盾构机通过既有隧道之前，将隧道回填到地面的标准高度。
　　5、为了盾构机在通过既有隧道时，不形成太大的隆起与沉降，盾构土压的设定稍大于盾构正面土压。将土压力盒埋设在隧道底部，当盾构掘进时，对压力盒实时监测，用来指导盾构掘进的控制。
　　
　　
　　6、隧道的主体结构和抗拔桩形成门架式结构，在盾构机通过既有隧道时掘进速度不应太快，通常控制在30~40mm/min，使盾构机能够平稳的穿过该隧道。
　　7、由于盾构隧道断面经加固处理之后，使土体强度明显加强，掘进时加大了泡沫剂的使用量，来改良碴土的性能以及减少刀具的磨损。
　　8、严格控制盾构机的操作，以避免盾构机抬头。
　　9、加强盾构机和其配套设备的维护与保养，尽可能的避免非正常停机，力争做到连续并安全的通过既有隧道。
　　10、掘进时采取同步注浆的方式，及时填充管片和开挖面的间隙，并通过对注浆量以及注浆压力“双控”控制注浆效果，来减少地层的损失，从而降低地表的沉降，以避免既有开裂。
　　11、盾构机通过之后，根据测量数据对地层进行二次补强注浆，补强注浆压力(出口压力)应控制在0.03~0.05MPa。
　　12、施工过程中，要加强监控量测和信息反馈的监管，当盾构通过后，对既有隧道的跟踪测量直到既有隧道的沉降稳定为止。
　　二、下穿重点文物保护地段
　　（一）工程情况
　　文物是国家的重要文化遗产，是重点保护的对象，所以在实际施工中如果要在重点文物保护段穿过的时候要特别注意，不能破坏环境以及建筑。
　　（二） 应对技术
　　1、在施工中，分段计算隧道开挖处土体压力，并结合文物本身的结构特点。当进入文物包换地段影响的范围时(盾构机到达前15米)逐渐加大土仓的压力，而出文物保护段影响范围时，逐渐降低土仓的压力，以避免由于盾构推力不均衡而引起较大的地表隆起与沉降。
　　2、掘进时要缓、稳，并尽量减少刀盘切削木桩基的时候对墙体的扰动。
　　3、施工过程中加强对量测的监控，利用同步注浆以及二次补压浆填充盾尾和管片间的缝隙，以减少地层的损失。
　　4、在盾构通过之后的一段时间内继续监测，并进行二次补充注浆，注浆按“量少次多”原则，持续到监测显示城墙稳定为止。
　　三、下穿河底施工
　　（一）应对技术
　　1、提高盾构掘进的控制水平，并及时调整土仓压力，以确保土压平衡，保证开挖面土体的稳定。
　　2、在发生突水情况和涌砂时应及时关闭螺旋机，把水堵在盾构外，同时向土仓中加入膨润土或者泡沫剂，使碴土有较好的流塑性，一方面达到堵水的作用，另一方面有利于对碴土的排放。
　　3、由于岩土的分界线起伏偏大，地层不均匀，所以掘进过程中应控制掘进的速度，并严格操作各分区推进油缸，严防盾构掘进方向出现较大的偏离。
　　4、拼装管片时，防止盾构机后退，确保正面土体的稳定。
　　5、利用同步注浆填充环形间隙，使管片衬砌更早支承地层，有效的控制地层沉陷。
　　6、在盾构掘进过程中，不断的对盾尾密封钢丝刷注入油脂，避免破坏盾尾密封。盾尾发生渗漏的现象时应采取用初凝时间较短(30s以内)的水泥－水玻璃浆液进行注浆的措施，压浆范围在盾尾5~10米，主要针对渗漏部位集中进行压注盾尾油脂，并利用双快水泥、木楔和棉纱等堵塞材料进行封堵。
　　7、掘进过程中要做好出碴量的记录，保证出碴量和掘进速度一致，避免出碴量远远超于掘进量而引起的“冒顶”事故。
　　结束语：盾构施工在穿越已有建筑物或者其它障碍物的时候，在施工之前首先要进行调查，充分的了解工程边界的具体条件，这样才能做好准确的风险性分析；其次，要做好监控测量工作，监控测量是工程施工的重要环节，因为沉降以及变形监测具有一定的滞后性，所以，对于一些特别重要的建筑物，例如：保护要求较高、距离近等，要采用钢筋应力计等监测手段；最后要作好设备检查保养工作，在穿越障碍物之前对盾构机作一次检查保养，保证盾构机使用过程中设备能够正常运转。
　　参考文献：
　　1、李瑞英，城市隧道穿越建筑物施工的技术措施，安全，2011年12期；
　　2、黄宏伟，隧道及地下工程建设中的风险管理研究进展，地下空间与工程学报，2006年01期；
　　3、马笑遇，盾构隧道建筑物相互作用规律研究及其施工风险分析，铁道标准设计，2010年07期；

《城市隧道穿越建筑物施工的技术措施》

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