安兜站—湖里法院站盾构区间施工重难点及应对措施

付 焜

（中铁五局集团有限公司，湖南 长沙 410117）

厦门市轨道交通3号线安兜站—湖里法院站区间盾构隧道工程起讫里程为DK10+846.478～DK11+503.607，双线长度为0.65km；中心里程为右DK11+308.486，该处设联络通道一座（兼作废水泵站）。工程需要近距离下穿众多建构筑物，风险极高。文章针对施工过程中的重难点进行分析，并提出针对性的解决措施。

1 工程概况

1.1 工程位置

安湖区间位于安兜社区枋湖北二路，西起安兜站，向东沿枋湖北二路敷设，在枋湖北二路与金尚路交叉口接入湖里法院站。工程位置如图1所示。

图1 安湖区间位置示意图

1.2 设计概况

安湖区间起点为安兜站，终点为湖里法院站，左线起点里程为DK10+846.478，终点里程为DK11+503.607。左线长度为647.336m，左线短链9.993m，右线长度为657.129m，区间总长度为1304.30m。区间线路呈V型坡，左右线路最小平曲线半径为350m。线间距为14～15m。隧道顶埋深7.8～14.5m。区间线路最大坡度为23.397‰。区间设1座联络通道兼废水泵房，采用矿山法施工，联络通道设计中心里程为右DK11+308.486。该标段区间隧道由2个单线盾构区间、1个联络通道（兼作废水泵站）、4个洞门结构及相关附属工程组成。

1.3 工程地质、水文地质

（1）地形地貌。区间隧道主要顺延枋湖北二路或其外侧敷设，线路原始地貌残积台地区，沿线地势基本平坦，地面高程17.5～29.0m。

（2）工程地质。场区沿线地层结构较为复杂，岩土层种类较多，岩土的埋深、厚度及性能变化较大。主要有：填筑土＜1-5＞，厚0.2-1.5m；素填土＜1-2＞，堆积时间达10年以上，厚0.3～3.4m；粉质黏土＜3-1＞，厚0.8～11.3m；残积砂质黏土＜11-1＞，厚9.4～15.9m；残积黏性土＜11-3＞，厚3.9～19m；全风化凝灰熔岩＜12-1＞，厚1.0～13m；散体状强风化凝灰熔岩＜12-2＞，厚2.3～15.8m；碎裂状强风化凝灰熔岩＜12-3＞，厚1.0～10.8m；中等风化凝灰熔岩＜12-4＞，厚0.5～6.1m；微风化凝灰熔岩＜17-5＞，厚3.2～5.3m；全风化花岗岩＜17-1＞，厚2.6～14.8m；散体状强风化花岗岩＜17-2＞，厚0.4～16.1m；碎裂状强风化花岗岩＜17-3＞，厚1.6～18.3m；中等风化风化花岗岩＜17-4＞，厚0.6～4.0m。该区间隧道主要穿越残积黏性土和全～强风化凝灰熔岩。

（3）水文地质。①地表水及地下水的类型及赋存环境。按赋存介质，地下水可分为3类：赋存于第四系填土层中的松散岩类孔隙水；赋存于残积层及全、强风化带中的风化残积孔隙裂隙水；赋存于碎裂状强风化带及以下的基岩裂隙水。②地下水补给、径流、排泄及动态特征。场区松散岩类孔隙水、风化残积孔隙裂隙水及基岩裂隙水均直接或间接接受大气降水补给，但补给程度有一定差异，另外尚可接受部分地表水体的下渗补给。

（4）沿线主要不良地质。该项目拟建安湖区间场区未发现不良地质作用，特殊性岩土主要为人工填土、残积土及风化岩。

1.4 周边环境

盾构下穿地面建筑物及管线情况如表1所示。

表1 盾构下穿地面建筑物及管线

1.5 主要工程数量

本盾构区间隧道工程可分为两大块——盾构隧道及附属工程。（1）盾构区间隧道工程双线总长1304.30m，土方开挖量约47609m3，管片共1088环。（2）附属工程包括1个联络通道（兼作废水泵站）及4个洞门。

2 重难点分析

2.1 工程特点

（1）本工区线路地面交通流量大、周边建筑物密集、地下管线众多（几乎涵盖所有市政管线），存在多次交通疏解和管线改迁。受前期工程复杂性和艰巨性影响，安兜站存在潜在工期风险，对项目的协调、组织能力提出更高要求。若车站工期延滞，则盾构区间工期也相应滞后。（2）厦门是全国文明城市、国家级园林城市，对文明施工、环境保护标准要求高。

2.2 工程重难点及对策

（1）盾构始发车到达。始发、到达是盾构施工的关键点，端头地层主要以粉质黏土、残积黏性土为主，端头加固为高压旋喷桩，地下水位、安全风险较高，保证盾构始发与到达的安全是盾构掘进的重点。应对措施：①采用三重管高压旋喷桩对始发、到达端地层进行加固并辅以降水井进行降水施工，确保加固效果。②洞门安装帘布橡胶板防水，进洞口处设置拉紧管片措施。③托架及反力架加固焊接时必须满焊并满足受力条件。④盾构施工时严格控制土仓压力，确保开挖面稳定。⑤加强测量及监控量测，信息化施工。⑥做好应急预案。

（2）盾构隧道穿越一般段。本区间隧道穿越地层主要为<11-3>残积黏性土、<12-1>全风化凝灰熔岩、<12-2>散体状强风化凝灰岩。推进过程中若参数选取不当、超挖、注浆不及时、不足量，易造成刀盘上方土体坍塌。应对措施：①采用复合式盾构，优化施工参数，保证开挖面稳定，加强同步压浆与必要的补压浆措施来控制土层沉降。②随时调整盾构施工参数，减少盾构的超挖与欠挖，以改善盾构前方土体的坍落或者挤密现象。③采用同步注浆，减少盾尾通过后隧道外围形成的空隙，减少隧道周围土体的位移。④加强监测，采取相应措施，包括对建（构）筑物的变形、沉降的监测。若发生较大变形，应及时反馈以及采取必要的措施。

（3）联络通道施工。联络通道开挖范围内地层从上至下为<11-3>残积黏性土、<17-1>全风化花岗岩和<17-2>散体状强风化花岗岩，进行洞内帷幕注浆，很难达到加固后土体具有良好的自立性、密封性和必要的强度的要求。进行洞内开挖时有可能出现掌子面失稳的情况，出现掌子面垮塌，以及突泥、突水现象，并造成地面塌陷，形成较大的施工安全风险。应对措施：①采用洞内全断面注浆加固地层，并在地面布设降水井及进行预加固。②开洞门时，对既有隧道做好临时支撑体系防护，并在洞门处安装封堵门。③联络通道开挖施工中坚持短进尺、早封闭、强支护、勤量测的施工原则。④洞提开挖完成后，做好壁后注浆，防止后期沉降。⑤做好应急预案。

（4）穿越地下矩形管沟。地下矩形管沟为上水管，2600mm×1800mm，埋深5.27～5.42m，隧道结构竖向距离为4.1m，与右线隧道结构线竖向距离为4m。已废弃使用。应对措施：①加强施工控制及监测，优化施工参数。②加强洞内的同步注浆和二次注浆。③根据监测情况，必要时实施跟踪注浆，并制定应急抢险措施。④地下矩形管沟变形控制指标：位移20mm，变化速率3mm/d，倾斜率控制值为0.005；警戒值由第三方监测确定。

（5）下穿燃气管10kV电力管。区间下穿燃气管，燃气管为Φ159钢管，地面埋深0.92m，与隧道竖向间距10.5m。10mV电力管，管径300mm×150mm，总2孔，用1孔，埋深约0.82m，与隧道竖向间距7.7m。掘进时可能对管线造成破坏。应对措施：①加强施工控制及监测，优化施工参数。②加强洞内同步注浆和二次注浆。③根据监测情况，必要时实施跟踪注浆，并制定应急抢险措施。

（6）盾构区间潜在的孤石。根据地质详勘报告揭示该工区项目区间存在球状风化体（孤石）的发育，孤石发育具有离散性，受钻探平面布置及孔径局限，无法完全揭示区间发育孤石数量及规模，在设计和施工中应充分考虑其不确定性，不可忽视未探明孤石的存在。分布于区间隧道的孤石，对盾构施工构成极大安全风险。应对措施：采用地质雷达结合地震反射波法及加密地勘孔对标段沿线内孤石情况进行详细勘察，初步明确孤石的位置及大小，对探明的孤石进行爆破预处理。①采用地面打孔预裂爆破处理。②在掘进中卡在刀盘面板前面无法进入土仓内的孤石，需考虑从洞内带压进仓进行处理，在仓内主要采用岩石分裂机或静态爆破方式对孤石进行处理。③爆破后注浆加固。孤石爆破处理后，爆破震动造成地层松散，在盾构掘进过程中渣土改良掺加泡沫剂，经爆破扰动过地层极易出现泡沫剂等沿松散孔隙或爆破孔涌出地面，造成污染和浪费，同时，破坏土压平衡。为确保安全，在孤石爆破处理后对隧道周边松动地层采用注浆方式充填加固，以提高盾构在掘进时周边围岩密实度和自稳力。注浆加固范围：垂直方向隧道底部至顶部以上5m，横向为隧道两侧以外2m，纵向为盾构切口后方1m至刀盘前方3m。注浆孔间距1.2m，尽量布置在爆破孔上，使爆破扰动最大的部位得到最强加固。

3 结束语

文章针对施工过程中的重难点进行了分析，并提出了针对性的应对措施，为工程实施提供技术支持，也可为类似工程提供技术参考。