郭荣
中交一公局西北工程有限公司陕西省 西安市 710000
摘要：为强化盾构下穿河流施工的安全性，需要进一步分析使用的关键技术。因此，本文针对盾构下穿河流安全施工关键技术给出了相应的分析，提出了关键技术把控，可提升施工安全性，为相关人员提供参考。
关键词：盾构机；安全施工；关键技术
当前，对于各大河流，已经建设了大量的城市水下盾构地铁隧道。但是，水下盾构隧道属于特殊的一种暗挖掘进工程，不能完全预见水下复杂的条件，所以工程有一定的危险性，一旦有危险发生，造成的后果非常严重。因此，本文针对盾构下穿河流安全施工关键技术给出了详细分析。
1、工程风险分析
1.1流砂、管涌风险
如果隧道顶部存在易液化砂质粉土，在盾构推进刀盘旋转、切削以及扰动的状态下，液化砂土会跟随地下水沿盾尾以及隧道接缝向隧道内部逐渐渗入，如不第一时间采取相应的措施，局部地基会发生掏空问题，导致隧道下沉，破坏隧道以及使螺栓发生断裂[1]。
1.2隧道上浮
在水下浅覆土当中，盾构推进过程中，会因为不均匀的受力情况，导致盾构姿态出现上扬问题，这时压坡会比较困难，且隧道出现的上浮，难以控制轴线。完成拼接的管片会与盾尾脱开，如上部压载以及自重不能对地下水产生的浮力进行抵抗，容易出现隧道上浮问题。
1.3浅覆土易有冒顶通透水流
因为覆土比较浅，通过高水头压力产生的作用，并不容易构建刀盘前方土压的平衡，河水容易在扰动土体的裂缝当中通过刀盘开口以及盾尾在盾构机中进入，如情况严重会出现水淹盾构机的情况。
2、水下盾构施工安全控制技术
2.1工作井基坑支护与防水工作
针对水下盾构隧道内容的开展，井基坑施工是对盾构始发出洞以及进洞接收给予保障的关键基础，工作井基坑作业的实施要对盾构机始发和接收过程中提出的吊装要求、安放要求等充分满足，且基坑横向侧壁支护结构的建设，需要对地层土压力、吊装过程中附加的荷载充分考量。其中，需要关注的问题是支护结构和隧道洞门之间要有良好的协调性。
工作井基坑端头中的加固质量会对盾构机始发和接收施工内容开展产生一定的影响，如果加固效果不理想，会造成端头地表发生漏气问题，也会有地面沉降和冒泡沫等情况，如情况严重，还会有涌砂涌水事故以及地层出现塌陷事故。此外，因为与江河的距离非常近，要格外关注卵砾石层等有较大渗透系数的地层，以防止坍塌事故的发生。如有必要，还要将降水工作、止水工作以及加固地层等相关工作完善[2]。
2.2控制水下掌子面水土压力
水下盾构隧道，从始发开始一直到接收，经过的施工区段单元各有各的不同，经过的区段包括：（1）始发端头区段（2）始发下穿河堤区段（3）U 型河床区段（4）接收河堤区段（5）接收端头区段。在不同的区段，因为盾构机上存在的地层有所不同，所以每个区段都有自己的地层突变，因此掌子面对于水土压力的承受在不同区段有不同的差异性，掘进当中要对油缸推力不断的调整，并且要对土仓压力进行调节。
掘进U型河床区段中，在不同的位置掌子面面对的水土压力会有相应的变化，针对河床底部进行掘进时，特别是覆土深度比较浅的区域，盾构机应用过程中非常容易发生的问题便是河床塌陷或者河面有冒气以及冒浆的问题。
2.3水下盾构隧道管片防水工作
因为不同的地层有不同的含水量，地下压力也有较大的差异性，所以水下盾构隧道对隧道防水要作出积极把控。其中，关键的工作内容包括：（1）盾构管片混凝土自防水（2）管片接缝防水。其中需要将盾构管片本身具有的防腐和抗渗能力提升，这也是强化防水工作的基础内容，更是根本所在。在预制管片时，需要使混凝土配合比得到优化，挑选高质量的防水性能水泥材料。
此外，浇筑时要确保振捣的密实性，使管片混凝土有良好的质量，在成型之后还要对管片边角的保护高度注意。
水下盾构隧道防水工作的关键点是要做好管片接缝防水内容，盾构管片接缝最长应用的密封垫为三元乙丙橡胶弹性密封垫，有理想的防水性能，但在拼装管片施工时，最常见的问题是没有良好的拼装精度，以至于管片有不同程度的张开以及错位，使成型后的隧道有渗漏问题发生。管片接缝当中的防水问题一直是需要关注的重点问题，且该项问题的克服有一定的困难。
2.4水下侧穿桥梁桩基施工作业
盾构隧道下穿河道施工内容的开展，最常遇到的一种情况便是侧穿桥梁桩基。掘进隧道过程中会对四周的桩基平衡性产生一定的破坏，并干扰周围的岩土体，使得掘进有附加应力产生，出现变形问题。施工过程中，桩体会有负摩阻力产生，大量的荷载会向桩端传递，进而出现桩基沉降的情况。此外，桩体上出现的弯矩和侧向变形会非常大，如有过大的干扰还会使桩体变形非常严重，最终失控，使得桥梁的正常应用产生不良影响。盾构侧穿桥梁过程中，要对桥梁变形监测认真实施，通过光纤监测、精密水准监测等现代化技术，将优势作用充分发挥，第一时间采集监控的数据，以便对盾构掘进施工内容开展同步指导。
2.5处理水下不良地质条件工作
水下盾构掘进时，经常会遇到一些不良地质情况，例如：孤石、溶洞、断层破碎带等等。施工过程中有极大的风险存在，在掘进时如果需要在松散砂卵石层中穿越，会严重磨损刀具。最常见的问题便是卡刀以及地层发生坍塌。在断层破碎带掘进过程中，最常见的一项问题便是水面容易冒气和冒浆，如情况严重还会发生地层塌陷。如果在岩溶发育区，通过盾构法下穿河道，会因为非常复杂的地质环境出现河床坍塌、盾构机磕头甚至发生坍塌等一系列的危险情况，且工程的进度会因为岩溶的发育情况产生严重限制。
3、工程案例分析
某市地铁需要在河道中穿越，该项工程对于设备的挑选应用了土压平衡盾构机。河流以及两侧防洪大堤的穿越长度，大概为350米，底部隧道最大埋深大概有34.02米，隧顶距河底最小竖向净距离大概有7.8米，且城市中的快速路正好处于施工的影响范围内。在施工过程中需要对各项影响充分考量，做好关键技术把控，严格施工过程管理以及做好施工效果检测。
3.1水下岩溶注浆处理
为了对盾构机掘进过程中的有序性、安全性等给予保障，在施工之前需针对溶洞开展必要的注浆处置工作。注浆孔要在溶洞底部穿越由底部逐步向上开展加固内容，浆液要有良好的抗分散性能和结石率。
路面施工当中的各项环节都有着自身的价值和作用。其中，工程质量的保障，对于高质量水泥的应用非常关键。在对水泥挑选时，有较长冷凝时间的水泥与施工提出的要求会更加相符，此外在运输水泥储存水泥时一定要科学进行，以防止有受潮问题发生，对其质量造成不良影响。通过水泥开展混合料的生产过程中，合理的配比非常关键，要对水分的加入量严格把控，对混合料的质量给予保障。
3.2强化施工当中的质量管理内容
双层摊铺沥青路面过程中需要对水泥的性能做好严格的把控，例如：水泥具备的水稳性以及抗冻性，且在施工时还要依照工艺需求开展规范操作，无论是前期准备还是生产混合料、摊铺、碾压阶段，都要做好科学控制。如有接缝，一定要严谨处理，以免上下层出现连接问题。
3.3完善施工效果检测内容
双层摊铺技术与之前使用的施工方法有所不同，所以要确保摊铺工作和碾压工作一起完成，所有项目内容结束之后，开展取芯试验，分析实验数据，以便对整体性能给予充分的保障。
4、结语：
总之，盾构隧道工程极其复杂，在具体施工内容开展时，在各项环节当中都会有施工风险存在，依照盾构机下穿河道提出的作业要求以及存在的施工环境，需要对施工技术进行把控的要点包括：（1）工作井基坑支护与防水工作（2）水下掌子面水土压力控制工作（3）水下盾构隧道管片防水工作（4）水下侧穿桥梁桩基施工工作（5）水下不良地质条件分析和把控工作。
参考文献：
[1] 孟昭晖, 裴书锋, 王松,等. 电力盾构隧道下穿河道的安全施工技术[J]. 市政技术, 2012(06):99-101.
[2] 曹振, 杨锋, 张宁. 黄土盾构下穿护城河拱桥FLAC3D预测与施工安全防控技术[J]. 隧道建设(中英文), 2015, 35(012):1264-1270.