地铁盾构区间穿越既有构筑物风险应对及监测分析

地铁盾构区间穿越既有构筑物风险应对及监测分析

左可胜

中铁隧道局集团路桥工程有限公司 天津市 300000

摘要：随着盾构区间施工水平的提升，很多地铁工程建设过程中会运用盾构区间施工方式，能够有效降低地铁建设期间对既有构筑物产生的不利影响。因此在开展地铁工程建设的时候，施工单位应该重点评估盾构区间穿越构筑物的风险，提前设计一些风险应对措施，在经过监测确定地铁施工中存在问题的实施，及时采取合适的应对措施处理现有风险，对于提高地铁工程的建设质量具有促进作用。本文首先分析盾构施工风险的处理方式，其次探讨地铁盾构施工情况的监测分析方式，以期对相关研究产生一定的参考价值。

关键词：地铁盾构区间；既有构筑物风险应对；监测分析

引言：在地铁轨道交通水平不断提高的背景下，合理运用盾构区间穿越既有构筑物，可以降低施工中产生风险问题的可能性。为了提升地铁工程盾构施工的安全稳定性，应该提高对施工安全的监测管理力度，在监测到风险后，需要立即处理盾构施工风险，防止风险对地铁工程施工质量产生不利影响。

1地铁盾构施工对于既有干渠产生的变形影响

技术人员利用MIDAS GIS有限元软件应用地层结构法可以仿真模拟分析双线盾构隧道施工方式对于既有干渠位置产生的影响，确定施工会导致干渠位置受到变形影响。在盾构掘进处理的时候，施工单位应该控制好掘进处理速度、出土量大小，按照规定要求在盾尾位置同步开展注浆操作，将由于盾构施工造成的地表沉降值控制在0.5–1厘米的范围内。

2盾构施工风险的处理方式

2.1洞内径向注浆方式

在完成隧道开挖操作以后，沿着地铁隧道径向开展的钻孔注浆操作，能够在一定程度上增加地铁工程围岩结构的承载能力以及安全稳定性，可以使盾构达到安全穿越既有构筑物的目的。通过合理运用洞内径向注浆方式，能够发挥出加固地铁盾构隧道的作用，此时需要使用多个注浆管，注浆管长度、直径应该依照地铁盾构施工要求选取，保证土体在经过注浆加固处理以后均匀性比较强，抗压强度不低于0.8兆帕。

2.2地面注浆加固措施

事实上，地面注浆加固措施属于地铁工程中常使用的地面加固方式之一，通过综合运用地面旋喷注浆法、前进式注浆法，利用而二重高压旋喷技术进行施工，对盾构区间穿越干渠结构的3米内土地提前开展地面注浆加固处理，然后使水泥浆液开展填充处理，将注浆压力控制为不高于0.5兆帕，在干渠结构3米以外、8.5米以内的位置使用高压旋喷加固方式，考虑到地铁盾构四个对于既有干渠会产生变形影响，通过提前进行加固处理，尽量降低盾构施工过程对既有建筑产生的不利影响[1]。

2.3设置监测点

在开始使用盾构施工方式之前，可以通过设置试验段，不断优化调整掘进处理参数，确保掘进处理速度、刀盘扭矩控制效果能够达到最佳组昂台，在展开实验的时候，需要在地面位置设计一些沉降监测点，通过对试验段盾构施工参数、沉降情况展开全面分析，能够确定最为合适的掘进处理参数，可以在保证盾构施工的可靠性的基础上，最大限度地降低盾构施工对周围环境产生的不利影响。

在实施地铁盾构施工以前，相关工作人员需要对盾构穿越既有构筑于的范围开展雷达探测，检查该范围内地下是否存在空洞问题、地质输送问题，便于施工人员及时解决这些问题，能够在一定程度上避免由于检查工作落实不到位影响盾构施工质量的情况。

3地铁盾构施工风险规避方式

3.1提升对盾构隧道注浆加固处理的控制力度

施工单位在开展地铁盾构施工的时候，应该采取同步注浆方式，结合实际情况确定是否需要进行补注浆操作，尽量在地铁地层出现较大变形情况以前开展盾构施工作业，寻找和地铁盾构施工地层情况相似的工程，分析这类工程的施工经验，在盾构穿越构筑物施工路段严加控制浆液注入量，避免由于填充操作缺乏及时性、密实度不足问题导致的地层损失问题，在注浆处理的时候，应该将地面变化作为主要参考依据，尽量将注浆压力控制在低于0.5兆帕的区间范围内[2]。

在盾构施工过程中，应该在每次推进距离达到10厘米后，采取同步注浆方式，并依照推进速度以及注浆总量调整好单次注浆数量，通过不断优化调整浆液配比情况，需要将浆液凝固时间控制在3–3.5小时，在盾构推进只差10厘米完成的时候，应该暂停同步注浆操作，还需按照规定要求开展管路冲洗操作，结合具体情况设计二次补注浆量，遵循对点原则、少量原则、多次原则、均匀原则顺利完成注浆施工操作。

3.2在盾构机壳外部位置采取注浆减阻措施

在地铁盾构施工推进过程中，应该在盾壳外部位置添加一些浓度比较高、粘度比较高的膨润土泥浆材料，保证机壳以及土地能够形成薄膜，将克泥效工法运用在地铁隧道施工中，通过对设备进行优化改造增加盾构机的克泥效功能，能够直接在盾体以及地层空隙位置注射强度比较大的塑性材料，此时能够一边进行掘进处理一边进行填充处理，有助于降低盾构施工穿越构筑物时引发的沉降问题。通过盾构径向孔注射塑性胶化体可以提高盾体的润滑效果，能够在盾体和图纸逐渐的缝隙位置发挥出填充支护管理作用。

3.3风险应对措施

在地铁工程中，盾构机掘进操作以及注浆操作大都处于同步开展的状态，注浆操作流程往往会受到掘进操作产生的影响，此时注浆液可能会在土体分层间隙位置掘进过程中产生流失问题，使得缝隙并未顺利获得填充处理。在注浆处理的时候，水泥浆液在凝固为固态的时候会出现收缩变形情况，周边土体也会受到收缩变形影响出现变形问题、位移问题，可能会导致盾构施工时周边土体产生坍塌问题、沉降问题的可能性增大。在开展管片拼装操作的时候，施工人员应该再次对土体变形位置、塌陷位置再次开展注浆操作，在压力方面保证二次注浆压力低于首次注浆，方能避免地铁盾构施工时周边土地不会产生二次塌陷现象[3]。

4地铁盾构施工情况的监测分析方式

在地铁工程盾构施工时，应该立刻对盾尾间隙位置进行填充处理，重点加强对掘进流程的沉降控制，在盾尾脱出后，提升对上方土体结构变形情况的控制力度，及时使用二次补浆处理使土体获得抬升，能够控制住干渠受沉降影响的程度。基于实测数据能够基本确定，沉盾尾脱出环节极易出现沉降问题，此时施工单位可以借助同步注浆系统加强控制，使用少量多次注浆方式，可以保证盾构能够安全穿越既有构筑物。

通过加强对盾构施工情况的监测管理，通过数据比对，可以比较快速地确定施工过程中是否存在风险问题，若是施工风险已经威胁到盾构区间穿越既有构筑物的建设质量，施工单位应该尽快处理这类风险。施工单位需要总结归纳地铁盾构施工常见风险和风险应对方式，将其整理为应急处理预案，在应对施工风险的时候可以直接按照预案展开处理，有助于提高风险处理效率[4]。

结论：综上所述，在地铁工程中使用盾构施工方式，盾构区间会穿过既有构筑物，此时容易导致周边土体出现沉降问题、塌陷问题，为了避免出现这种状况，施工单位需要在盾构施工之前，提前采取加固处理措施，对盾构穿越干渠的土体开展注浆加固处理，在盾构机壳外部位置使用注浆减阻措施，能够在一定程度上降低盾构施工风险的出现概率。通过加强地铁盾构施工监测管理，可以及时检查出盾构施工期间产生的安全问题，便于及时进行施工风险处理，避免施工风险蔓延为更为严重的安全事故。

参考文献：

[1]黄松.地铁盾构区间隧道连续穿越既有铁路桥影响研究[J].现代城市轨道交通，2023(02):60-65.

[2]冯玮光.地铁盾构区间穿越既有构筑物风险应对及监测分析[J].建筑技术开发，2022，49(16):105-107.

[3]吴纯保，徐国庆.地铁盾构区间穿越高铁桥梁设计方案分析[J].工程与建设，2022，36(04):952-953.

[4]张晓宾.地铁盾构区间穿越输油管道影响分析研究[J].安徽建筑，2022，29(06):147+154.