武汉市市政工程质量监督站 湖北武汉 430015
摘要：盾构法是地铁施工的重要方法，始发、接收是关键区段，也是施工重难点。为此，针对地铁盾构始发与接收面临的施工风险进行分析，明确其施工加固要求，并综合引入工程实例探析其关键技术。
关键词：盾构隧道；始发接收；端头加固；降水
1引言
随着城市经济的快速发展，轨道交通建设如火如荼。以武汉为例，截至2020年12月已开通运营的线路有9条，同时还有近10条线路在建，各条线路交错复杂日益网络化，相继出现了很多换乘站以及新建线路穿越既有线路的一系列复杂情况。
目前，国内外很多学者对盾构施工尤其是始发接收时的施工风险进行了相关研究。胡群芳[1]通过对近距离下穿越己运营工程施工过程的监测，讨论了M2线周围地层土体和隧道结构的沉降变形和规律。
本文以武汉市7号线某盾构隧道始发接收的施工为案例，介绍下穿始发接收过程中的风险控制和质量措施，以期为同类工程提供一定的借鉴意义。
2 工程概况
本区间线路从位于香港路与建设大道交叉口的香港路站以上下重叠隧道的方式出来后，线路以R=340m（左线R=350m）的曲线下穿长江航运总医院、移动通讯器材公司、司法局干警公寓等数栋1～6层房屋后到达澳门路，然后沿澳门路向东到达三阳路站。区间两端的香港路站为地下三层叠岛式车站，三阳路站为地下二层侧式公铁合建车站并与轻轨1号线换乘。本区间隧道采用盾构法施工。
3 工程施工特点及重难点
始发、接收前需凿除车站的围护结构（主要是处理钢筋砼结构），凿除围护结构后的土体在一定的时间段内必须保持自稳，不能有水土流失。始发、接收阶段盾构机主体在始发导轨上不能进行调向。始发、接收阶段的姿态及地面沉降的控制比正常推进阶段更困难。本区间曲线最小半径为340m。小半径区间施工需要有丰富小半径曲线段施工经验的操作人员，并需要在管片选型、管片连接螺栓拧紧方式、同步注浆量及浆液质量等几方面严格管理，小半径区间施工对于盾构机及操作人员、技术人员都有较高的要求，故盾构在小半径曲线地段掘进施工是本工程的难点。盾构在砂层掘进过程中，容易出现刀盘、螺旋机固结，土压难以建立。在富水砂层中容易出现流砂、喷涌，导致地层变形，危及地表的建（构）物。因此，盾构施工在富水砂层中掘进如何控制盾构开挖面的稳定性，是本工程的施工难点。
盾构在叠线施工的过程中，右线掘进时，必须严格控制切口平衡土压力。同时也必须严格控制与切口平衡压力有关的施工参数，如出土量、推进速度、总推力、实际土压力围绕设定土压力波动的差值等。因此，防止过量超挖、欠挖，尽量减少对左线的影响是本工程的施工重点。
4 始发接收方案
4.1盾构端头地基加固
为保证盾构进出洞、破除端头围护结构时隧道端头土体的自稳和防水要求，需在盾构进出洞前对洞口地基进行加固处理。根据设计要求本区间盾构出洞地基加固采用三重管高压旋喷桩加固，在加固体外侧施做四边素地连墙止水帷幕止水，在洞门处采用地面垂直冻结加固；进洞地基加固采用三轴搅拌桩加固，搅拌桩与车站围护结构（连续墙）间夹心层采用双重高压旋喷桩加强止水帷幕止水。
4.2盾构进洞处降水
为降低盾构在粉砂层进洞的施工风险，采用井点降水的方式防止进洞时可能出现的大量涌水。
具体措施如下：
根据武汉市类似地质地铁盾构进出洞施工经验，三阳路站加固区外在四周布设八口降水井，将承压水的水位降至隧道底板以下1m。降水过程中记录降水量以及观察水位，将地下水位降至隧道底板以下1m并稳定后，方可进行洞门破除作业。降水时间一直持续到盾构进出洞施工完成，降水期间加强地面建筑物及管线的沉降变形监测。
4.3垂直冻结施工
为确保盾构安全始发及保证3#线运营安全，确定采用“地面垂直孔局部冻结加固”的施工方案，即：在端头井外利用垂直冻结孔冻结加固地层，使盾构机前方洞门外土体冻结，起到破洞门时封水的作用。经过积极冻结期后，通过测温孔观测计算，确定右线冻结帷幕交圈、冻土和槽壁完全胶结后，开始破除右线洞口槽壁；洞门破除完成后，再将盾构区域内冻结孔拔至右线盾构范围外500mm，两侧盾构范围外的冻结管不拔除，随后进行左线冻结。
4.4盾构到达施工关键控制事项
盾构到达前检查端头土体加固质量，确保加固质量满足设计要求。到达前，在洞口内侧准备好砂袋、水泵、水管、方木等应急物资和工具。准备洞内、洞外的通讯联络工具和洞内的照明设备。增加地表沉降量测的频次，并及时反馈监测结果直道施工。橡胶帘布内侧涂沫油脂，避免到盘挂破帘布而影响密封效果。在盾构机刀盘距离洞门掌子面0.5m时应尽量出空土仓内的碴土，减小对洞门及端墙的挤压以保证保证凿除洞门混凝土的安全。在盾构贯通后安装的几环管片，一定要保证注浆饱满密实，并且一定要及时拉紧，以防引起管片下沉、错台和漏水。
5施工质量保证措施
5.1盾构推进质量保证措施
制定全面的测量计划，配置高精度仪器设备及资深测量工程师。对业主提供的导线网和水准点等，测量成果须有签证、复测及认可。施工地面监测由监理工程师认可的有资质分包商承担，以示公正。按要求布置测点，及时分析测量成果以指导施工；隧道轴线测量应准确严谨，拟在隧道掘进各施工阶段聘请专业测绘院经常对轴线进行复测；隧道推进过程盾构姿态的测量须每环进行，以保证隧道的经常误差小于30mm。
5.2地表沉降控制保证措施
现场技术部门须根据施工信息化管理的要求，严格执行签发掘进《指令单》制度。盾构掘进应按每班每环下达指令单的要求进行，严禁超挖或欠挖。施工时必须严格控制注浆压力及保证足够的注浆量，以减少对周围环境的影响。在管片出盾尾5环后，根据沉降监测的资料数据反馈，可对管片的建筑空隙进行二次注浆。注浆前对注浆孔、注浆管路和设备进行检查。在注浆过程中严格控制注浆压力，完工后及时将管路设备清洗干净。
控制地表沉降要加强信息反馈，并采取定期观察和施工跟踪观察相结合的方法，根据每天测量数据，及时分析、调整推进参数，从而有效地控制地表沉降。对于同步注浆控制，我司将做好拌浆记录和注浆记录，严格控制注浆质量和方量。根据前100m推进的参数，适当调整配比。每班结束后，须用膨润土浆液将注浆管彻底清理，防止可硬性浆液堵管。若不慎堵管，立即分析原因，若盾构机内浆管堵塞，则更换。
5.3始发防喷涌措施
始发掘进时隧道拱顶地层为粉土、粉砂、细砂层，在确定端头加固达到设计要求的情况下，做好防喷涌措施：控制螺旋机闸门以控制排土量，严格控制盾构姿态及排土量，每环足量及时进行同步注浆；
提前安装螺旋机手动阀门。防止液压阀门失效，不能及时关闭；若必要，向土仓中注入适量高分子聚合物，防止喷涌发生；盾尾每环加密封油脂，防止泥水渗入隧道内；对盾构脱出盾尾的管片进行及时注双液浆形成止水环，避免盾构尾部水头涌入土仓加剧喷涌。
参考文献：
1.胡群芳，黄宏伟.盾构下穿越已运营隧道施工监测与技术分析[J]，岩土工程学报，2006，28（l）：42-47.
作者简介：邹伟彪 男1988.10 工程师 研究生 2013年毕业于同济大学