金春荣

【摘要】通过对苏州轨道交通2号线盾构施工中的技术与管理经验的总结，归纳出在富水、粉土、粉砂地层中盾构穿越建筑物施工技术与管理经验。

【关键词】盾构；地表沉降

引言

地铁盾构隧道施工对周边建筑物的影响一直是地铁工程建设者所关注的问题，尤其是近年来全国许多城市地铁线路的大量修建，盾构掘进过程中穿越建筑物不断增多，该问题越发突出。目前在盾构施工过程中对建筑物的保护主要通过1）对建筑物预加固或施工隔离桩2）对盾构掘进过程的各项参数控制，从而达到减小对地层的扰动来实现。

苏州轨道交通2号线盾构施工过程中，借鉴现代工业企业管理中的ABC管理方法、调度会议制度和调度报告制度等方法加以管理；对地层及周边环境分析；对进场的机械设备、注浆材料加以管控，从而达到了在整个地铁盾构施工过程中，对地面众多建筑物保护的目的。

1、工程概况

苏州市轨道交通2号线线路全长约25.556km，其中有15个区间采用盾构法施工，长度约13.4双线公里。沿线多数区间下穿居民小区、工厂、市保护性建筑等共400余幢。施工环境复杂，工程安全风险控制难度大。

线路地层层序自上而下依次为：①3素填土、③1粘土、③2层粉质粘土、④1粉土、④2粉砂、⑤4粉质粘土、⑥1粘土、⑥2粘质粘土、⑥3粉质粘土、⑦粉质粘土夹粉土、⑧1粉质粘土。隧道主要位于④1粉土、④2粉砂层，其中粉砂层含量占约70%；含水量高、约36%，盾构在掘进过程中盾尾容易产生涌水、突泥现象。

2、盾构穿越建筑物段沉降控制区域划分

在对地面沉降计算中，最广泛的是利用Peck曲线预测沉降槽；Peck在分析大量地表沉降观测数据的基础上，提出了地表沉降槽符合正态分布曲线的概念。根据国内外的经验，隧道沉降一般在轴线10m范围内是盾构掘进时主要影响区域，据此考虑，将隧道线路上方有无建筑物作为不同控制要求的区分点。同时根据盾构施工对建筑物影响程度又细分为A区和B区（A区定义为盾构穿越建筑物前10环以及盾构穿越建筑物后管片脱出盾尾10环加上建筑物本身宽度三者之和，B区定义为盾构穿越建筑物前10环到前20环间的范围）。

3、盾构设备要求

（1）盾构机额定扭矩大于4000KN.m，额定推力大于3200t；（2）盾构刀盘为面板式或复合式，开口率在28%～43%；（3）具备超前注浆功能（刀盘上布置有超前探测孔）；（4）螺旋输送机有2道以上的土压计；（5）土舱内装有3个及以上的土压计；（6）刀盘上有4个以上添加剂注入口；（7）盾尾密封3道及以上，密封刷为国内具有良好信誉的知名品牌；（8）如采用铰接式盾构机，必须为主动铰接，具有1MPa及以上防水能力；（9）推进千斤顶最大可伸长量相等。

4、盾构机掘进施工

4.1盾构机状态：对盾构机进行自检，保证盾构机工作状态良好；穿越建筑物段掘进施工过程中，盾构机不允许停机。

4.2土仓压力的设定：通过将盾构土仓内的实际土压值Pi与设定土压值P0进行比较，将设定土压值P0控制在以下范围内：（水压力+主动土压力）4.3排土控制：合理的掘进速度控制在3cm/min左右，防止在富水、粉砂地层产生局部坍塌。

4.4渣土改良：添加钠基膨润土制成的泥浆，当粉砂断面大于1/2时，添加量应大于20kg/环；禁止使用肥皂水。

4.5盾尾刷：每次盾构始发前，重新更换3道盾尾刷。

4.6盾尾油脂：盾尾油脂必须使用满足盾尾密封要求的优质油脂，使用量原则上不小于35kg/环。

4.7盾构姿态控制与纠偏：（1）姿态控制。①盾构掘进曲线段，盾首或盾尾垂直偏差的绝对值不大于30mm，水平偏差的绝对值不大于28mm，盾首或盾尾偏差（水平或垂直）绝对值之和不大于40mm；②盾构掘进直线段，盾首或盾尾偏差（水平或垂直）绝对值之和不大于30mm。（2）常用的纠偏方法。①采用千斤顶推力修正；②采用楔形衬砌环修正。

5、同步注浆及二次补浆

同步注浆使用准厚浆，正常段每环注浆率210%；在盾构穿越建筑物段，每环注浆率不小于240%。在盾构穿越建筑物段（AB区）或沉降量达报警值时，开始二次补浆。二次补浆使用水泥、水玻璃双液浆，每环注浆量控制值为不小75%的注浆率。

6、管理制度

6.1盾构机验收制度：三次进行检查验收：（1）第一次验收：盾构机在进入施工现场前进行第一次验收，验收通过后方可进入施工现场（满足合同对盾构规定要求）；（2）第二次验收：盾构机在现场组装完成后、始发前进行第二次检查验收（满足施工前准备要求）；（3）第三次验收：盾构机在进入盾构穿越建筑物段前进行第三次检查验收（满足穿越建筑物段施工对机况的要求）。

6.2现场值班制度：（1）现场值班人员由业主、监理和施工单位三方共同组成。盾构掘进到达控制区B区前30环时，施工单位上报现场值班人员安排，上报的现场值班人员必须有现场指挥权。（2）进入AB区后，参建各方需24小时现场值班，值班人员不得离开值班监控室。如有特殊情况时需离开施工现场，施工、监理单位值班人员必须向业主值班人员请假；业主人员必须向部门负责人请假。（3）各方负责人及以上人员，须对管理区域内的值班情况进行巡查，主要检查值班人员的到位情况。

6.3会议制度：（1）现场碰头会：盾构进入AB区后，现场每日召开碰头会。会议由施工、监理、建设单位现场负责人员参加，对现场出现的问题及时进行协商解决。（2）专题会议：如现场协商不能确定解决方案，由施工、监理、建设单位主要负责人召开专题会议，必要时可召开专家咨询会。

6.4安全警示制度：地表及建筑物变形控制标准实行预警值、报警值和控制值三级警示制度，具体变形控制标准和管理方法见下表1（非AB区沉降标准按相关规范及设计要求执行）。

6.5突发事故应急与紧急疏散：（1）盾构穿越建筑物的风险因素众多，常见风险因素：加固质量差或效果不佳，导致建筑物沉降过大，影响工程及人身安全；盾构推进参数设定不合理，导致開挖面失稳，严重者可导致塌方；同步注浆和二次补注浆量不足，导致建筑物沉降过大；（2）突发事故应急预案。发生突发事故时，为能迅速、高效、有序地开展救护及善后工作，及时采取切实有效的措施控制事态的发展，最大限度地降低财产损失和人员伤亡，必须制订专项应急救援预案。

7、结语

苏州轨道交通2号线地下段盾构隧道施工于2010年9年开始，到2012年9完成，历时2年；建设过程中通过采用借鉴工业企业中ABC管理方法、调度会议制度和调度报告制度等加以管理；重点通过对地层及周边环境分析、对进场的机械设备、注浆材料提出了明确的要求并规定了各项管理制度，从而达到了在整个地铁盾构施工过程中对地面众多建筑物保护的目的，此类管理方法与技术可以借鉴到其他城市地铁线路盾构施工时应用。

参考文献

[1]苏州轨道交通2号线盾构施工管理办法.苏州市轨道交通有限公司，2010.11

[2]苏州轨道交通2号线盾构施工技术要求.苏州市轨道交通有限公司，2010.11

[3]徐盛华，陈子慧.现代企业管理学.北京：清华大学出版社，2004（7）316-317 345-346