浅论交叉施工风险管控——以盾构穿越既有运营地铁为例

杨洋昶

（上海城建市政工程（集团）有限公司，上海 200065）

超大城市的市域尤其是市中心，大型地下工程与周边既有城市复杂环境相互影响，项目建设周期短、任务重、工期紧，使工程原本就存在的风险出现显著集聚、放大效应，发生风险事故时，可能造成严重的经济损失、人员伤亡和广泛的社会影响。文章对北横通道盾构推进中与既有运营地铁线路的交叉施工过程进行论述，为相似工程的管理措施提供一定借鉴。

1 工程概况

北横通道西起北虹路，东至内江路，贯穿上海中心城区北部区域，全线经长宁路、长寿路、天目西路、天目中路、海宁路、周家嘴路，向西接北翟快速路，向东接周家嘴路越江隧道，长约19.1 km。

2019年，北横通道共施工完成两个交叉施工点，分别为穿越建运营地铁7号线和地铁11号线。文章探讨其穿越11号线交叉节点中的管控措施和实际效果。

盾构下穿处11号线隧道底标高-24.50 m、北横隧道顶标高-31.71 m（北横隧道覆土约28 m）、最小净距7.06 m，两隧道轴线夹角68°。

穿越节点的地层情况：

（1）11号线隧道位于⑤1层。

（2）11号线与北横隧道之间，7.06 m范围夹层有厚度约4 m的⑥号土。

（3）盾构切削断面上部为⑦1层，下部为⑧1-1层，中间夹层为⑦2层。

（4）北横隧道底部下卧⑧1-1隔水层。

2 针对性措施

2.1 施工参数优化

方案论证阶段，对大量类似穿越施工的工程案例进行分析与总结，参考“纵横号”在前期穿越房屋建筑施工的表现，结合穿越节点地层条件，确定本次盾构下穿11号线的节点，地铁隧道变形可以控制为-20～+20 mm。

施工过程参数要求如表1所示。

表1 施工过程参数要求

2.2 盾构机针对性设计

（1）开挖面的稳定易控。

带有特殊压力装置的密封系统符合最大工作压力要求，达到0.75 MPa。大渣土出口以使渣土易于流动，入口隔栅可以阻止大块渣土等进入泥浆管路，气泡调节功能可以保证对开挖面进行精确支撑。

（2）对地表构筑物沉降控制的精确性。

气压平衡调节系统可以控制盾构机对土体的扰动，盾构机配备数据采集与监控系统进行实时分析，有效协助工程人员进行正确判断和决策。盾构机配备8+2点同步注浆系统，可以及时充填建筑间隙，盾壳预留3道壳体注浆孔，可以进行应急注浆。

（3）较强的轴线控制能力。

盾构推进油缸按照圆周上的区域分为六组，盾构机配备高精度的自动导向系统，保证线路方向的正确性。

刀盘及进排泥泵设有转速传感器，进排泥闸阀设有流量计，推进油缸设有速度传感器，所有测得数据参与盾构掘进控制。

配备完善的管片选型系统，控制轴线和保护盾尾。

（4）盾构机的可靠性。

设备装备足够的扭矩和推力；刀盘采用中间支撑方式，刀盘主轴承设计寿命为14 700 h；夹层式钢结构可以适应高工作压力；盾构内，各液压、电气元器件均采用国际知名品牌产品，充分保证盾构机的部件质量；刀盘及进排泥泵设有转速传感器，进排泥闸阀设有流量计，推进油缸设有速度传感器，所有测得数据参与盾构掘进控制。

（5）连续施工保证性强。

①材料运输。

为保证管片以及同步注浆浆液运输的连续性，交叉点工程投入多台双头车和斯泰尔卡车，充分保证管片和浆液运输的及时性。

②空间安排紧密。

道路同步施工将紧跟盾构推进进行，及时进行上、下层混凝土路面施工，有效地抑制盾构上浮，增强隧道的整体稳定性。

（6）充足的备品备件。

做好充足的备品备件准备，及时更换，保证盾构推进的连续性。

2.3 信息化系统运用

在北横通盾构穿越轨道交通11号线期间，对11号线上、下行线隧道、地面和建筑物进行24 h自动监测，监测数据以及盾构实时推进各参数数据均通过信息化系统集成。

信息化施工架构如图1所示。

图1 信息化施工架构

对地铁隧道监护采用静力水准，实现数据实时采集与传输，将所有数据集中至中控室，由专家团队对数据进行集中分析，对施工参数动态调整。

3 交叉施工结果

北横通道穿越轨道交通11号线成功，下穿地铁11号线最大上抬量为12.58 mm。盾构穿越完成后，地铁隧道平稳回落直至稳定。隧道的变形量均在控制的标准内，未出现任何异常情况。

北横通道穿越期上、下行典型点沉降历时数据变化曲线如图1所示。

图2 北横通道穿越期上、下行典型点沉降历时数据变化曲线

盾构进入11号线的影响范围后，距离穿越区域较近的上行线表现为下沉趋势，11号线上行线最大上抬9.6 mm。下行线趋势与上行线趋势基本一致，下行线在推进过程中的最大上抬量达12.58 mm，随着盾构机远离，隧道结构逐渐开始下沉，最大下沉量2.2 mm。

4 结语

（1）有必要建立多方参与的定期沟通协调机制，对施工过程中存在的问题及时通报、及时会商、提前防控，对交叉施工点风险防控较有效。

（2）盾构数据的实时采集与传输、地铁7号线保护性监测信息、环境沉降监测信息的传递与共享对交叉点的风险控制十分重要。

（3）科学制定穿越施工方案，盾构机的优化方案是穿越交叉点的必要前提。