零沉降下穿有轨电车的施工控制研究

陈 刚

中铁十四局集团隧道工程有限公司，山东 济南 250000

1 工程概述

盾构区间左线下穿珠江段里程为ZDK55+715.42～ZDK57+111.91，区间右线下穿珠江段里程为YDK55+668.02～YDK57+119.34，过江段长度约1600m。区间左、右线主要穿越地层为中风化、微风化泥质粉砂岩、微风化砾岩，线路最小转弯半径为600m，最大纵坡为15‰，隧道拱顶最大埋深为25.5m。其在区间左线里程为ZDK56+600～ZDK56+6263，在区间右线里程为YDK56+627.0～YDK56+690.0，侧穿猎德大桥，以直径为2500mm的钻孔灌注桩作为桥桩，隧道管片与桥桩的净距为6.02～11.95m。其中，距离珠江大堤近和确保有轨电车零沉降是施工中的重难点。

2 施工组织注意事项

（1）掘进模式选择。掘进前根据埋深及之前总结的掘进数据，合理计算掘进土仓压力，综合详勘资料合理选择掘进模式（土压模式、气压辅助模式），<8-3>中风化泥质粉砂岩、<9-3>微风化泥质粉砂岩层覆土厚度超过0.5倍洞径时，为防止掘进过程中刀盘结泥饼，选用气压辅助模式掘进。气压辅助模式掘进停机期间严格控制土仓压力，掘进期间通过调整泡沫管路气体流量、辅助气压装置及仓内渣土高度控制土仓压力。推力保持在23000～27000kN，扭矩为3000～6000kN·m，土仓压力为180～230kPa，推进速度为30～50mm/min。

（2）掘进渣土改良控制。每环掘进期间通过渣温监测了解舱内情况，渣温一般控制在30～34℃，高于40℃时刀盘判断出现结泥饼情况。每环对渣样进行分析，判断地层是否与图纸相符，尤其要注意渣土中是否含砂，实际与图纸基本相符。渣土改良可直观通过螺旋扭矩判断，螺旋机扭矩小于理想值时加大土仓内泡沫和水注入量，在螺旋转速、螺旋扭矩、掘进速度有明显提高时，加大泡沫和加水量，尽量保证仓内渣土改良，同时要注意此时的螺旋机闸门开度不要过大，避免出现突然喷涌关闭不及时而漏渣的情况。

（3）掘进出渣量控制。掘进期间至少建立1/3仓渣土，通过气压辅助模式掘进该段地层，快速通过，避免欠压造成地层水进入土仓，导致微风化泥质粉砂岩失稳坍塌，同时避免仓压过高造成上部砂层和淤泥质粉细砂地层击穿连通土仓，掘进期间严格保压掘进，渣斗理论掘进行程为270mm左右。出渣称重控制<9-3>微风化泥质粉砂岩地层，称重数据第一时间反馈至值班领导，根据掘进油缸行程和土仓压力变化合理分析，是否存在超方情况，根据前期掘进参数统计，出渣量控制在每环理论出渣量的140%～150%，重量约250～280t。如有超方、超重情况，工作人员要对方量进行计算，脱出盾体后增加同步注浆和二次双液注浆施工。

（4）同步注浆控制和双液注浆控制。同步注浆要保证与隧道掘进油缸行程同步，每斗掘进同步注浆注入量为1.5～2m3，每环同步注浆量在12～14m3，同时控制注浆压力小于400kPa，注浆时通过注浆量和注浆压力双控。双液浆根据壁后同步注浆饱满程度进行拱顶补浆液，平均每环双液二次注浆量为1～2m3，注浆压力小于400kPa。双液浆施工控制管片上浮和管片壁后填充空隙，减小汇水通道作用，双液浆注入前需做试验确定凝固时间，选用凝结时间在15～20s，双液浆配合比如表1所示。

表1 渣土改良用量

（5）盾构机姿态控制。掘进期间严格控制盾构机掘进姿态，避免因盾构机蛇形摆动造成对底层的非必要性扰动。盾构机姿态水平前后点控制在±20mm，垂直前点控制在-40～-30mm，后点控制在-45～-40mm，纠偏原则遵循勤纠、缓纠原则。勤纠：姿态正常情况下也要不断对盾构机姿态进行调整，把姿态控制在要求范围内；缓纠：在盾构机出现过大变化时，不要急于调整，避免出现大趋向、大俯仰掘进，盾构机掘进姿态每环调整量在-5～5mm，这可以保证成型隧道管片质量，避免出现错台。穿越前对盾构机进行维保和检查，着重于密封系统、拼装系统、空压机系统、注浆系统及刀盘主驱动系统的检查，避免设备故障造成长时间停机。

（6）巡检工作。停机前在地面刀盘、盾体前后30m范围内布设监测点，停机过程中每天进行地面监测。停机地面位置每天安排专人进行白晚班地面巡视，如发现异常立刻通知值班领导进行上报处理。

3 施工组织过程控制

（1）组织到位。成立专门通信联络组，由专人负责盾构机下穿工作。

（2）方案准备。盾构掘进施工前，先后组织相关经验丰富的专家对安全专项施工方案进行论证。

（3）节点验收准备。①盾构始发、掘进前，由业主监管部主持节点验收，第三方监测、勘察单位各方负责人参加。②监测方案已审批，监测点已按监测方案布置好，且已测取初始值并经第三方监测单位复核，控制值已确定。③珠江南岸江堤沉降监测点布设完成，并经第三方监测单位和监理单位验收完成，测取初始值。猎德大桥6项监测项目为第三方监测单位自动化监测项目，海心沙地表和建筑物沉降监测点在盾构到达前100m测取稳定的初始值。④为了保证下穿珠江高风险管控力度，计划沿江布设3～4个高清摄像头，设距500m，监控有轨电车和珠江河道，后期再根据施工情况安设剩余摄像头，计划安装位于猎德大桥和海心沙。管理层、作业层准备就绪，人员均经过培训交底，均持证上岗，能够达到掘进施工要求。

（4）物资准备。现场施工物资由监理、施工单位联合检查准备齐全。

4 施工效果总结

（1）管片成型监测。管片成型监测表如表2所示，由表2可知，管片上浮量均在控制范围内。

表2 管片成型监测表

（2）地面沉降监测。通过各个参数的控制，最终形成监测数据。盾构到达前，沉降值为1.67mm；盾构机通过后，整体沉降在-1.95mm以下，均在有轨电车预警值2.6mm以下；3～4d土体逐渐稳定。11月8日—11月9日对有轨电车进行自动监测，位移量均在正常范围内，未超出预警值，截止到后期（11月23日）进行跟进监测，位移量均处于正常范围内。

5 结束语

盾构下穿有轨电车风险较高，公司领导和项目部应着重强调保障施工安全和施工质量，领导和监理部要对现场施工参数、流程进行精细管理，预防事故，使施工平稳有序进行。现场测量监控应及时、细致，安全和质量管理要到位。