盾构下穿呼和浩特火车站站场段的施工难点与安全管理分析

刘国军

摘    要：本文結合项目的实际情况，主要对呼和浩特站～公主府站区间项目的具体工程项目概况、结构形式以及施工中存在的难点和风险等方面进行了重点阐述，仅供参考。

关键词：施工;盾构下穿;呼和浩特;结构形式

1  引言

本标段包括两站两区间，即呼和浩特站、公主府站、呼和浩特站～公主府站区间、公主府站～内蒙古体育场站区间。公主府站为始发站，呼和浩特站和内蒙古体育场站为接收站。盾构机先从公主府站大里程端向内蒙古体育场站小里程端始发，在内蒙古体育场站接收后吊出、运回公主府站，再从公主府站小里程端向呼和浩特站大里程端始发，最后在呼和浩特站接收、吊出。

盾构从公主府站始发，从北向南依次下穿多处多层建筑物、呼和浩特火车站站场股道、旅客进站天桥甲、旅客地道、呼和浩特火车站高架候车厅、呼和浩特火车站主站房后进入呼和浩特站。

2  工程概况

呼和浩特市城市轨道交通2号线一期工程呼和浩特站～公主府站盾构区间线路起止里程：左线里程：左DK14+733.647～左DK15+280.804，左线隧道长545.610m（短链1.547m）;右线里程：DK14+733.647～DK15+282.799，右线隧道长549.152m。

3  结构形式

区间采用盾构法施工，主体结构为由管片错缝拼装而成的环形结构，盾构管片内径为5.5m，外径为6.2m，管片厚度为0.35m，环宽1.5m，环间通过螺栓连接。

钢筋混凝土管片设计强度为C50，抗渗等级为P12。

4  施工风险及工程重难点

4.1  施工风险

4.1.1  施工自身风险

本区间穿越地段存在以下三个风险点：（1）盾构曲线、连续下穿风险源;（2）盾构区间全部位于地下水位线以下;（3）区间在下穿铁路股道地铁区段主要穿越中砂、细砂、粉砂、粉质黏土层，下穿土质复杂。

4.1.2  环境风险

施工前需对沿线施工影响范围内的建构筑物及地下管线的基础形式、埋深、结构现状情况进一步调查、核实，根据调查结果针对不同状况的建构筑物及管线采取不同的预防措施和处理方式。

4.2  工程重难点

4.2.1  盾构掘进的控制

盾构掘进主要地层为中砂、细砂、粉砂、粉质黏土为主，局部穿过粉砂层。掘进时我项目做出了对应措施。

（1）合理选择盾构机。①根据本项目地质状况，选择土压平衡盾构机，先进的刀盘及出碴系统的设计，能够有效地控制掌子面及地表沉降，减少刀盘、刀具及螺旋机的磨损，防止喷涌。②刀盘结构设计充分考虑了圆砾、砾砂、中砂、粉质粘土、粉砂的掘进要求，具有足够的刚度和强度用于支撑开挖面和承受掘进中的推力及扭矩，刀盘配置了足够的用于本工程地质的刀具。增大刀盘开口率以保证出土的流畅性。③独立渣土改良系统。在刀盘、土仓仓壁及螺旋输送机等部位设有泡沫和膨润土注入管路和注入口，用以对碴土进行改良，可以保证每个注入管路的压力都基本相同。

（2）加强盾构施工过程管理。①通过确定正确的施工运行程序和制定严密的管理措施，形成多方位的保证体系，使盾构施工始终处于受控状态。制定盾构施工队伍的管理体系和管理办法，加大项目部作业层的管理力度，做到令行禁止，保证盾构施工严格按照施工方案和操作规程实施。建立有效的监督机制，配置先进的盾构参数自动记录系统，消除人为因素。②制定详尽盾构施工异常情况的处理预案。由于地下工程的复杂性和不确定因素多，尤其是本工程隧道盾构施工难度大，对于在施工中可能出现的情况做全面、系统的分析，并制定详尽的处理预案，做到有备无患。

4.2.2  铁路路基的沉降或隆起的控制

（1）在下穿前，对该段落铁路采用“3-7-3”扣轨方式进行加固。（2）铁路公务部门利用维修天窗点上道对道床及轨道几何形态、尺寸进行检测，并根据检测结果及时整修。（3）通过穿越轨道前100m试验段，确定合理的土压力设定值、排土率及掘进速度等。（4）加强同步注浆管理。严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时填筑建筑空隙，减少施工过程中的土体变形，尽量做到填充而不是劈裂，注浆压力应控制在（1.1～1.2）倍的静止土压力。（5）对施工监控测量数据，应及时、认真地进行分析、处理，并需书面通知有关各方。

4.2.3  盾构穿越火车站站房等建筑物的控制

（1）盾构推进过程中，严格控制和调整盾构机的各项参数，使之对周围环境的影响保证在安全、可靠的要求范围内。（2）盾构掘进速度应与地表控制的隆陷值、进出土量、正面土压力平衡调整值及同步注浆等相协调。（3）配合地面量测及时进行壁后注浆，并严格控制盾尾同步注浆量和浆液质量。（4）盾构穿越车站段落时，施作二次深孔加强注浆（采用16孔特殊管片），以提高管片强度和稳定性，减少后期沉降。

5  施工现场安全管理

（1）加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。

（2）制定各工种安全生产规章制度，严格施工程序，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。

（3）严禁违规操作，不得违章指挥。

（4）定期或不定期组织安全大检查，及时发现、整改安全隐患，对违章作业人员进行处罚。

（5）施工材料堆放有序，不侵入运输通道施工界限。

（6）所有吊装装置必须定期维修管理。

（7）配电箱开关有操作指示和安全警示。

（8）机械定期维修，确保作业安全。

（9）危险品必须严格管理，其存放、运输、使用均要符合有关规定。

（10）临时设施及变压器等供电设施，应按《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，采取防护措施。凡可能漏电伤人或易受雷击的电器设备，均设置接地装置，并派专业人员检查、维护、管理。

（11）对隧道内大型电器设备（变压器、高压开关柜、变配电室）设置安全防护栅栏，设置警示标识，每处配备4kg干粉灭火器1～2个，其四周2m内禁止放置易燃易爆物品。向隧道内送风的鼓风机周围3m内禁止明火作业，以防明火被吸入鼓风机引起火灾。在隧道内斜、竖井口、横通道口明显处悬挂1～2个灭火器，以备用。其他无可燃物质位置，不大于100m放一组（2个）灭火器。

6  起重安全措施

（1）起重安装作业前清除工地所经道路的障碍物，做到工地整洁、道路畅通。（2）吊运机械使用前对钢丝绳、卡具等进行检查验收，符合要求时才使用。（3）起重挂钩工必须掌握统一规定信号、手势的表达，做到正确、洪亮和清楚，作业时必须鸣口哨。（4）起重挂钩工必须在上班前严格检查吊运使用的钢丝绳、索具、吊具，发现不符合安全使用规定的索具、吊具立即更换。（5）起重挂钩工必须严格执行“十不吊”并遵守“吊物下严禁站人”制度。各种起重机械起吊前，进行试吊。（6）起吊时必须按照规定的统一信号发出信号以警示人员及时避让。（7）吊运散件必须用索具及箱体，吊运检查安全可靠后，方可进行吊运工作。（8）起吊重物时，吊具捆扎牢固，以防滑脱。（9）在起吊时，司机认真操作，严禁吊斗撞击工作井内设施，吊机停止作业时，应安全制动，收紧吊钩和钢丝绳。（10）夜间施工有充足的照明，遇到暴雨、大风、地面下沉等情况时停止吊运。

参考文献：

[1] 龙喜安.盾构隧道近距离下穿在建城际车站影响分析[J].铁道勘察，2018（6）：83～87.

[2] 钱王苹，漆泰岳，乐弋舟，赵云建.盾构隧道下穿高速铁路的安全因素分析及应用[J].铁道科学与工程学报，2017（11）：2282～2289.