既有运营轨道交通专项保护措施

高丽娜

（中铁十八局集团第四工程有限公司 天津 300222）

1 工程概况

梅林路站～渌水道站区间自梅林路站出发后沿渌水道向东敷设，区间设置一座联络通道。本段区间结构型式为圆形隧道，采用盾构法施工。本区间小里程端梅林路站为已建成车站，且已开通运营。在车站建设过程中，预留盾构接收井并在井口上方设置预制盖板进行覆盖，盖板上方回填土方并恢复道路交通。因此，本区间左、右线盾构推进均为渌水道站始发、梅林路站接收。

图1 区间平面图

2 现状调查

6号线梅林路站已开通运营，先期施工时为后期梅渌区间预留盾构接收条件，为方便二期施工，大里程盾构井处顶板采用预制板施工。为避免盾构接收施工对既有线运营产生影响，距离接收端17.15 m处，设置一道分隔封堵墙，将接收井与运营区隔开，即接收井为半密闭空间，运营区车档距离封堵墙约60 m，停车调头位置距离隔墙约120 m，接收洞门钢圈内采用钢筋混凝土浇筑填实。

图2 左线封堵墙照片（端头井向运营区看）

图3 右线封堵墙照片（运营区向端头井看）

3 地铁保护区施工措施

3.1 做好洞门探水

盾构接收前，对洞门范围内的加固体进行探水作业，并且对加固区域土体进行取芯检测，确认其质量，合格后方可破除洞门。

3.1.1 水平探孔打设

在洞门凿除前，为了明确前方土体的加固质量，在洞门上下左右及中心部位共设置9个样孔，并根据样孔检验情况适当增加样孔。在加固区达到设计加固要求及样洞无明显漏水漏泥现象后，才能进行施工，否则应采取二次加固。探孔要求如下：

（1）“死角”探孔

“死角”探孔一般宜距洞门边缘350 mm布置，上部布置3个，下部布置5个，探孔规格为Φ 63 mm。探孔应为布置，角度宜为25°～45°，各斜向探孔深入加固土体不小于1.2 m。探孔布置应结合加固体所处土层及承压水分布情况在合适位置适当增加探孔。

（2）洞圈内正面探孔

探孔程“田”字型合理均匀布置，数量不少于9个，探孔规格为Φ40～63 mm，探孔深入加固土体不小于3 m。

图4 盾构接收洞门探孔布置图

3.1.2 打孔步骤：

（1）测量布孔：钻孔前根据设计图的孔位的坐标用测量仪器准确测量放线，并用红漆标注。

（2）设备就位：放样完毕后，安装设备，联通个设备，通风、通水。

（3）对正孔位，固定钻机:将钻具前端对准放样的的孔位，调整钻机位置，使其钻机固定牢固。

（4）开孔、安装孔口管:孔口管安装坚固可靠。

（5）成孔验收：检查成孔质量，经现场技术人员检查满足要求后方可停钻终孔。

图5 探洞布设图

3.2 制作、安装洞门止水密封装置

由于工作井钢环直径与盾构外径存有一定的间隙，盾构外径6440 mm，洞门圈内径为6.700 m，单边间隙为0.13 m，盾构到达前，为了缩小盾体与洞圈的间隙、便于塞填海绵条以防止盾构接收时洞圈产生涌水、涌砂等问题，在洞门钢环焊接两整环3 mm厚、200 mm高花纹钢板，钢板之间填充100 mm×100 mm的海绵条。为确保盾构机靠上钢板时，钢板顺利外翻，在钢板一圈以100 mm间距开缝，缝深约120 mm。

图6 接收洞门密封装置示意图

3.3 盾构接收段技术措施

完成以上准备工作后，盾构方可进行最后的接收段的掘进，为确保盾构顺利接收，需采取如下技术措施：

（1）在接收段盾构施工过程中必须严格控制出土量、推进速度、总推力、实际土压力等参数，严格控制土仓压力，尽量减少土仓压力的波动。在盾构施工进入土体加固区后，土压和总推力适当减小，保证洞门的安全。依据现场情况，根据式（1）计算土仓压力（未进加固区）得到理论土仓压力。

式中：P:土仓压力；φ—土体内摩擦角；γ：土体的重力密度；h：隧道中心埋深。

表1 接收段掘进参数设置表

当盾构进入加固区以后根据检测的结果及时调整设备参数，并派专人值班观察洞门情况。当盾构刀盘前部靠上洞门以后，逐渐降低土压力值至0。

（2）盾构接收段施工时，严格控制，加强检测，发现问题马上进行纠偏，确保盾构贯通准确。盾构纠偏应该注意多次缓慢，每次的纠正量不宜超过5 mm。

（3）盾构接收时，首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速，防止土仓压力变化剧烈，引起地表隆陷。根据地质条件调整推进参数，保持刀盘前方土压平衡。贯通前5～6环，继续降低盾构总推力，时刻注意盾构机的掘进速度、推进压力及出土情况。在贯通前的最后2环，总推力进一步降低，推进速度应该在10～20 mm/min之间，当出现推力突然降低或推进速度加大的情况时，必须立即停机分析原因，并加以解决。

（4）增加盾构测量频率，不断校核盾构的推进方向。为防止盾构盾头穿越洞门后下沉，致使盾尾间隙过小而导致盾尾挤坏管片或造成接收基座变形，在开挖面至接收洞门10环距离时，测量人员必须通过人工测量逐步调整盾构姿态，确保盾构盾头高出洞门轴线30 mm为宜。

（5）加大地面监测频率，并依据监测结果及时调整推进参数。（6）对盾构接收洞门进行监视，发现异常情况立即通知盾构停机。（7）保持泡沫系统和循环水系统状态良好，保证出土顺畅。

3.4 二次接受工艺

（1）盾构第一次接收

洞门内钢筋混凝土破除后，洞门范围内剩余的残存物质及时清除，盾构马上进行推进，抵达地连墙时不宜出清仓渣土，确保盾构机推进时的安全。在刀盘脱出加固土体后，前方无土层存在，故此时推进无出土，每推进1.5 m应立即拼装管片，尽可能缩短到达施工工序循环时间。当盾构机前盾超出车站内衬墙50 cm时，刹车停止，在主体结构预埋的洞门钢环与盾体之间安装一整圈弧形钢板，焊接完毕后用速凝水泥封堵弧形钢板、盾体、钢圈之间的缝隙。

洞圈封堵完毕后，利用对管片后方的空隙进行注浆填充，水泥浆配比为1:1，注浆过程中浆液的压力值控制在0.2 MPa左右。为了避免隧道内注浆过程中，为了防止其从盾壳和管片间的间隙流出，导致孔隙出现，需要在钢板上、下、左、右4个位置开设注浆孔，在洞圈外进行补压浆。

图7 盾构第一次接收示意图

（2）盾构第二次接收

第一次管片后注浆完成后，对其效果进行检查，注浆效果满足要求后，支撑的弧形钢板拆除，启动盾构机进行掘进作业，确保其完全推上接收托架。如果在这个过程中仍出现漏水现象，有必要进行油溶性聚氨酯压注，待聚氨酯在水流的作用下体积膨胀，从而将渗水的孔道封闭堵死。

管片与盾构机完全脱离后，在利用棉絮对最后两节管片和支撑钢环之间的缝隙进行封堵，并用木楔子将其固定。预埋在管片中的钢板和支撑钢环用弧形钢板焊接。通过压注水泥-水玻璃双液浆对孔隙进行封堵。为了排除空隙中的空气和水，在弧形钢板顶部、底部、两腰共设置4个φ50阀门，在压浆过程中打开阀门泄压、泄水。

图8 盾构第二次接收示意图

接收过程440环～446环施工参数如表2：

表2 440～446环掘进参数表

（2）完成洞门破除后，尽快完成447环推进，并确保同步注浆量。此环推进完成后，盾体穿过弧形止水板。

（3）448～452环。继续推进，确保同步注浆量，禁止转动刀盘。448环推进完成后，盾体穿过洞门止水帘布，拉紧洞门止水帘布，使帘布与盾体紧密贴合。继续推进449～452环，每推进1环对脱出盾尾的管片进行二次注浆，做止水环箍，注浆压力控制在2～2.5 bar。做好洞门处的管片拉紧装置。此时盾尾距离脱出洞门钢环0.8 m。

（4）待451环完成二次注浆后，观察洞门渗漏水情况，并打开盾尾后5环管片吊装孔观察渗漏（打孔深度不小于50 cm），无渗漏水后，封住吊装孔，继续推进，将盾体脱出管片，盾体脱出管片后立即拉紧洞门帘布，使其与管片紧密贴合，持续观察洞门渗漏水情况，完成盾构接收。

为避免盾构接收施工对既有线运营产生影响，距离接收端17.15 m处，设置一道分隔封堵墙，将接收井与运营区隔开，即接收井为半密闭空间。

图9 盾构施工示意图

4 结语

综上所述，盾构接收阶段是盾构施工的重要环节，其施工质量差导致洞门发生渗漏水，对既有运营车站造成影响。通过开展洞门探水、安装密封装置、接收技术措施等关键措施，有效避免了渗漏问题的发生，确保了施工的顺利完成，为相关工程提供可借鉴的经验。