泥水盾构穿越浅覆透水层施工关键技术研究分析

常 勇

中铁十四局集团大盾构工程有限公司，江苏南京 210000

1 泥水盾构穿越浅覆透水层施工中的要点分析

1.1 注重线路的有效设置

在城市地下通道工程建设中，为了落实好泥水盾构穿越浅覆透水层施工作业，发挥出其施工技术的应用优势，则需要注重施工中隧道线路的有效设置。具体表现为：（1） 结合工程的实际情况及隧道线路的功能特性，落实好其线路有效设置分析工作，从而为隧道线路实际作用发挥提供保障；（2） 在计算机网络与信息技术的支持下，通过对计算机三维空间中动态模拟分析法的合理使用，实现泥水盾构穿越浅覆透水层施工中隧道线路布置的科学分析，促使最终得到的线路布置方案更具科学性；（3） 泥水盾构穿越浅覆透水层施工中对隧道纵断面进行布置时，需要设计人员能够设置好隧道纵坡的坡度、盾构始发段的最小覆土厚度、正常掘进段厚土等，并在计算机三维空间中绘制出隧道纵断面布置图，从而为泥水盾构穿越浅覆透水层施工作业开展提供科学指导。

1.2 加强施工区域的地质状况分析

在泥水盾构穿越浅覆透水层施工中，因盾构隧道穿越地层可能包含着砂质粉土夹粉砂、淤泥质黏土层等，使得项目施工难度加大，影响着施工进度及施工效率。因此，需要在专业的设备、丰富的实践经验及理论知识等要素支持下，加强泥水盾构穿越浅覆透水层施工区域的地质状况分析，以便为工程后期施工作业开展提供支持，进而降低工程施工风险。

1.3 施工中的重难点

（1） 盾构始发。在不同类型土质、地下水位等要素的影响下，使得泥水盾构穿越浅覆透水层施工中的始发端头地层施工风险加大，影响盾构设备性能可靠性的同时可能会引发工程施工安全及质量问题。因此，在泥水盾构施工中需要加强其始发安全状况分析，避免给后期施工计划实施埋下安全隐患。

（2） 盾构隧道下穿路桥。在泥水盾构穿越浅覆透水层施工中，若其需要下穿路桥，则会受到路桥段复杂地质条件的影响，可能会引发地面沉降问题，影响路桥交通安全的同时会加大泥水盾构施工中的问题发生率。因此，需要加强盾构隧道下穿路桥中的控制分析，避免给路桥交安全带来潜在威胁。

（3） 泥水处理系统的有效选型及净化处理。在落实泥水盾构穿越浅覆透水层施工作业的过程中，受到细颗粒土体的影响，会降低分离设备中旋流器与振动筛的性能，致使工程施工中难以实现旋流分离。针对这种情况，需要在工程施工中注重泥浆处理系统的有效选型，且在性能可靠的泥水分离设备支持下，实现泥浆的净化处理。

2 泥水盾构穿越浅覆透水层施工始发技术

2.1 确定端头加固设计方案

在泥水盾构穿越浅覆透水层施工过程中，受到粉砂土、淤泥黏土等不同土质的影响，会降低工程结构稳定性，且在地下水渗漏问题的作用下，会导致地面塌陷现象出现。针对这种情况，为了提高泥水盾构施工质量，确保施工区域的交通安全，则需要做好盾构施工始发处理工作，确定其端头加固设计方案。该方案形成中应做到：（1） 为了降低泥水盾构施工中塌陷事故出现的概率，需要确定最佳的端头加固范围，满足盾构穿越浅覆透水层的施工要求；（2） 选择有效的施工工艺。在隧道盾构施工中，需要在施工区域地质勘查作业的基础上，从施工场地、环境状况、施工成本经济性等方面入手，加强三重高压旋喷桩加固施工工艺使用，使得项目施工中的安全问题发生率得以下降，完善工程施工中的端头加固设计方案；（3） 注重加固效果检测与评估。实践中应通过对加固功能的深入分析，确保盾构刀盘作用下的切削作业得以顺利进行。

在此期间，为了增强端头加工设计方案适用性，则需要对该方案作用下的端头加固体强度、抗渗系数等实践作用效果进行检测与评估，并在钻孔取芯试验、水平探孔试验的配合作用下，确保端头加固后能够达到盾构始发要求。某泥水盾构施工中的钻孔取芯试样示意图如图1所示。

图1 某泥水盾构施工中的钻孔取芯试样示意图

2.2 实践中的洞门密封优化改造分析

在提升泥水盾构穿越浅覆透水层施工水平的过程中，需要在其始发技术的支持下，实现洞门密封优化改造，确保其性能可靠性。具体表现为：（1） 加强钢板焊接加工制作方式使用，得到所需的预埋洞门钢环，且在锚固钢筋的作用下，避免钢环吊装过程中出现变形问题，进而通过对槽钢的合理设置及焊接处理，实现对板的有效加固；（2） 结合实际情况，确定洞门密封优化改造方案，从而为相应的改造工作开展提供科学指导，从而提高泥水盾构施工质量。

2.3 加强始发段掘进参数优化及注浆技术分析

在对泥水盾构穿越浅覆透水层施工始发段进行分析时，需要了解其掘进参数，落实好相应的参数优化分析工作。具体表现为：（1） 通过对始发段开挖面松弛状况及渗水量的分析，确定盾构施工中的泥水压力；（2） 加大泥浆测试力度，实现泥水质量控制；（3） 通过对掘进中刀盘扭矩变化情况的分析，调整好推进速度，实现掘进参数的有效控制。在注浆技术使用中，应做到：（1）在盾构全部进洞后，开始对管片和土体的间隙采用双泵四管路（四注入点） 对称、智能化同步注入水泥砂浆，并根据地表沉降监测结果，合理调整同步注浆量；（2） 洞门封堵注浆以双液浆为主，洞门封堵二次注浆采用延长洞门和洞门钢环上预留的注浆孔进行注浆，建立有效注浆压力的同时降低盾构施工作业完成后地面塌陷事故发生的概率。

3 泥水盾构穿越浅覆透水层施工的路桥变形预测

为了避免泥水盾构穿越浅覆透水层施工中引发路桥变形问题，则需要加强其施工中的路桥变形预测分析。具体表现为：（1）在有限元计算分析方法及理论的支持下，在计算机三维空间中实现盾构施工中的隧道与路桥关系的建立，并得出相应的仿真模型，使得有限元模型支持下的路桥变形预测分析结果更加准确，进而保持良好的盾构施工状况；（2） 通过对分段掘进的增量法的合理使用，并考虑同步注浆压力和盾构掌子面压力等因素，在计算机三维空间中实现盾构开挖过程模拟，并建立路桥实体模型，从而为盾构施工中路桥变形预测分析工作落实提供参考信息；（3） 通过对路桥沉降情况、受力状况的分析，对泥水盾构穿越浅覆透水层施工是否对路桥结构造成损坏做出科学评价，从而提升盾构施工技术水平。

4 泥水盾构穿越浅覆透水层施工的泥水分类系统及适应性改造

为了使泥水盾构穿越浅覆透水层施工作业开展能够达到预期效果，增强其施工中的泥水分离效果，则需要在其施工中加强泥水分离系统及适应性改造分析。具体表现为：（1） 结合项目实际工况及成本经济性，选用性能可靠的泥水处理系统，且将其一级旋流器处理颗粒粒径及二级旋流器处理颗粒粒径大小控制在合理的范围内，保持泥水分离系统实践应用中良好的功能特性；（2） 针对泥水筛分不充分和过流能力不足等工程实际问题，对泥水分离设备进行适应性改造。改造过程中应从这些方面入手：在预分筛上层增加棒条，同时增加高压水冲洗管路，确保泥水筛分有效性；（3） 把下层筛板改成竖向，安装一定斜度的棒条，提高过流能力； （4） 延伸筛板的长度，其运动面均设置为棒条，在棒条的下方设置回浆槽，从而增强旋流分离效果，提高渣土运输效率。

5 结语

综上所述，实践中若能加强泥水盾构穿越浅覆透水层施工关键技术研究分析，提高这类施工技术的利用效率，则能为泥水盾构施工质量提供保障，实现对泥水分离系统的高效利用，并完善该系统的服务功能。因此，实践中在进行泥水盾构穿越浅覆透水层施工时，施工企业及人员应强化自身的责任意识，提升其所需施工关键技术的整体认识水平，并将这类施工关键技术渗透于项目施工全过程中，增加工程施工中的经济与社会效益。

[1] 羌培. 超大直径土压平衡盾构最佳施工参数匹配研究[D].上海：上海大学，2015（12） .

[2] 王颖. 富水砂卵石地层大直径泥水盾构施工引起的地表沉降研究[D].北京：清华大学，2014（6） .

[3] 张忠苗，林存刚，刘俊伟.泥水盾构施工引起的地面固结沉降实例研究[J].浙江大学学报 （工学版），2012（3） .

[4] 陈晓阳. 泥水盾构隧道始发段施工土体扰动分析[D].武汉：华中科技大学，2012（1） .