轨道交通工程重叠段盾构施工技术研究
轨道交通工程重叠段盾构施工技术研究
摘要：本文结合深圳市轨道交通4号线三期工程主体工程观澜湖站～牛湖站区间实体工程盾构法施工程序，通过工程重叠段盾构施工过程，从掘进前的预处理，到掘进过程严控制，采取掘进时勤监测等一系列过程控制，施工质量安全、进度整体可控。最终，顺利完成了重叠段的掘进施工，施工后对出入线影响较小，可为后续类似施工提供经验借鉴和参考。
关键词：轨道交通；重叠段；盾构施工
1.工程概况
深圳市轨道交通4号线三期工程主体工程观澜湖站～牛湖站区间(简称观～牛区间，下同）采用盾构法施工，由两台中铁装备CTE6250盾构机从观澜湖站大里程端始发，至牛湖站盾构井吊出。盾构隧道管片内径5.4m，外径6m，管片厚度为0.3m。线路设计起点为观澜湖站，线路出观澜湖站后沿高尔夫大道由西往东敷设，在深德技工学校及观澜红木博物馆南侧侧穿长坑水库，随后再次拐入高尔夫大道下方敷设，到达牛湖站小里程端。本区间范围左线ZDK29+627.050～ZDK30+550.816，短链6.798m，长916.968m。右线YDK29+627.051～YDK30+547.493,长920.442m。区间最大坡度26‰，最小曲线半径450m，左右线间距12～28.5m。
2.相对位置关系
观～牛区间右线与观澜停车场出入线（简称出入线，下同）存在两次交叉重叠，约在正线右线DK30+302.873～DK30+394.525处，两线隧道平面交叉重叠，正线在上，出入线在下，平面上交叉重叠区域长度约为91.7m，隧道竖向垂直间距最小为1.98m，穿越时第一断面位于直线段，第二断面位于450m半径缓和曲线段。具体如图1-3所示。
图1正线上跨平面图
图2 上跨段第一断面位置关系图
图3 上跨段第二断面位置关系图
3.地质情况
上跨段正线穿越地层主要为⑨2-2块状强风化粉砂岩及⑨2-1土状强风化粉砂岩，与出入线间夹层主要为全断面⑨2-2块状强风化粉砂岩，含少量⑨3中风化粉砂岩，详见图4所示。
⑨2-1土状强风化粉砂岩：灰褐色、褐黄色等，原岩结构大部分破坏，岩石风化剧烈，局部夹少量碎块。本层进行标准贯入试验共13次，实测标准贯入击数为71～91击，平均75.8击。
⑨2-2块状强风化粉砂岩：灰褐黄、灰褐色，风化裂隙很发育，岩石锤击易碎，部分手可折断，为极软岩～软岩，岩体呈碎块状，岩体极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。本层进行重型圆锥动力触探试验共57次，实测动力触探击数为18～62击，平均41.3击。
⑨3中等风化粉砂岩：青灰色，深灰色，粉砂状结构，层状构造，节理裂隙较发育，裂面铁染严重，实测单轴饱和抗压强度值18.7～43.3MPa，平均值为26.9MPa，为较软岩～较硬岩。实测岩体完整性指数平均值为0.48，岩体较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
图4 上跨段地层情况图
4.重难点分析
由于观～牛区间距已施工完毕的出入线区间垂直最小间距仅为1.984m，观～牛区间隧道施工会对出入线隧道的管片产生挤压而造成变形，并对地面沉降造成二次扰动，由此引发出入线区间隧道发生偏移、管片出现错台、开裂，地面沉降等一系列问题。
5.处理措施
1）穿越段出入线管片采用的是3个注浆孔的加强型管片，将管片的标准块和邻接块每块管片上的注浆孔加密到3个，每个注浆孔打入长1.5m，φ32mm的钢花管施作洞内小导管注浆，注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆（浆液配合比1：1，水灰比1：1），注浆压力0.5～1.0MPa，每孔注浆量不小于1.8m³，要求加固后的土体无侧限抗压强度不小于0.4MPa，见图5所示。
图5 增设注浆孔管片
2）为防止管片出现错台、变形或位移，盾构机上跨前对出入线内管片搭设临时型钢内支撑进行加固，所有支撑与管片之间必须用木楔楔紧，加固形式如图6-7所示。
图6 内支撑搭设断面图
图7 内支撑搭设展开图
6.盾构掘进控制
1）穿越段隧道埋深为12.5～13m，初始掘进时根据隧道覆土埋深计算每环的土仓压力，掘进时土压比计算压力提高0.1bar，控制在1.25bar，并保持均匀性，波动范围尽量控制在±0.05bar，后续过程中根据沉降监测结果对土仓压力进行逐步调整，见图8所示。
图8 上跨段土压变化情况柱状图
2）掘进速度适当提高，减少速度的波动，达到快速匀速通过的目的，把对地层的扰动降至最小。
①同步注浆必须保证四路注浆管同时注浆，注浆时适当调低底部两条注浆管路的注浆速度和注浆压力，同时增加上部的注浆流量，保持总注浆量不变。
②严格控制出土量，做到按斗控制掘进距离，当前斗掘进行程不够的情况下，必须在下一斗进行纠正，确保整环不出现超挖，每环出土量偏差不允许超过2m³。
③加强施工监测，地面监测在原有每天一次的基础上加密至一天四次，及时指导区间内盾构施工。
7.结论
通过掘进的预处理，掘进过程严控制，掘进时勤监测的施工原理，安全质量进度整体可控，顺利完成了重叠段的掘进施工，施工后对出入线影响较小，可为后续类似施工提供经验借鉴和参考。
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作者简介：刘继红（1975-）男，本科，工程师，广东深圳人，研究方向：轨道交通工程。