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      盾构穿越重大风险源风险及对策

      摘要:文中结合某区间隧道周边的复杂环境,对盾构下穿引起的不同风险进行了分类和风险分析。为对盾构下穿期间引起的风险进行控制,采纳了具体的风险控制对策措施。结果表明,采取的风险控制措施有效,盾构区间顺利贯通。

      关键词:盾构穿越;重大风险源;风险分析;控制措施

      本工程位于南通市港闸区,包含1站2区间,车站为永兴大道站。永兴大道站~深南路站区间起于永兴大道与长泰路交叉的永兴大道站南端头,呈直线型和曲线型在长泰路和永和路下穿。区间隧道周边存在建(构)筑物、道路、河流、交通管线等,环境复杂。

      1穿越重要建(构)筑物引起的沉降变形

      1.1风险分析。① 盾构区间下穿南通威和船用配件有限公司办公楼,其结构为地上2层,砖混结构。盾构区间左线侧穿220kV高压电塔,与隧道水平距离2.80m。盾构区间右线侧穿十里坊大桥,桥桩基与隧道水平距离约3.7m。盾构施工时主要以粉砂为主,稳定性较差。盾构掘进过程中引起的地层扰动,建(构)筑物结构将产生沉降和差异沉降,故对建(构)筑物结构的变形控制是本工程施工的难点[1]。1.2风险控制对策。(1)施工前进行沿线周边建(构)筑物调查,做好监测初始值测定和商品砂浆、管片、螺栓等材料的储备,确保盾构机能够连续、平稳地穿越建筑物,避免在建筑物下停机。(2)盾构穿越建(构)筑物过程控制措施a.穿越过程加强对土压、注浆等参数的控制;b.盾构正面土压力控制;c.推进速度控制;d.出土量控制;e.同步注浆控制;f.严格控制盾构纠偏量;g.改良土体。(3)做好监测初始值测定,穿越前50环作为模拟段,认真分析掘进数据,作为穿越段掘进参数调整的依据。穿越过程中,加密监测频率,专人进行巡视。同时根据监测结果,及时优化施工参数及进行二次注浆。(4)采用优质盾尾油脂,并增加油脂的注入量,注入量为正常地段的1.2~1.5倍。(5)做好应急预案、应急物资储备及应急响应。

      2下穿河流引起的涌水、涌砂

      2.1风险分析。本区间在盾构施工时,隧道顶部存在③1粉砂夹粉土层、③2粉砂层,地层水量丰富,可能发生盾尾漏水漏砂、铰接密封失效漏水以及螺旋机喷涌等现象。同时,若施工控制不当对周围土体扰动过大,可能上下形成流水通道,一旦渗流至隧道内将危及盾构、隧道及人员的安全[2]。2.2风险控制对策。(1)盾构穿越前,全面检查螺旋机紧急闸门、铰接、盾尾密封性状,确保设备运转正常。(2)穿越河流前对河流位置、深度、宽度做详细调查,并把到达水域之前50环作为试推进段,通过分析掘进数据来反馈指导施工,优化掘进参数。(3)在掘进过程中根据现场情况,通过膨润土、泡沫剂、高分子聚合物等进行碴土改良,达到降低碴土内摩擦角及刀盘扭矩、降低土体强度以利于开挖、减少碴土的透水性、增加碴土和易性的目的。(4)采用优质盾尾油脂并增加油脂的注入量,注入量为正常地段的1.2~1.5倍。(5)推进过程中,,严格控制盾构机姿态,及时进行纠偏,确保盾尾与管片之间的间隙均匀。同时,在推进过程中严格铰接管理,铰接使用必须征得总工程师同意。(6)穿越过程中,加强渣土改良,合理调整土压力,同时降低渣土改良的通气量,避免出现气压冲穿河床,形成水流通道。(7)确保盾构机同步注浆管路畅通,优化同步浆液的配比。并增大注浆量,充盈系数控制在150%~250%之间。(8)同步注浆时,4路注浆管道同时注入,确保周边注浆压力均衡。(9)穿越河流过程中安排专人在地面及隧道内进行巡视。(10)针对施工过程中可能发生的险情,编制好应急预案并组织演练。

      3穿越重要管线引起的沉降变形

      3.1风险分析。本区间在进行盾构施工时,主要穿越DN1000雨水管、DN800污水管、DN500给水管、DN325中压燃气管,管道主要在道路下方。盾构区间侧穿220kV高压电塔和十里坊大桥。盾构施工时主要以粉砂为主,稳定性较差。若盾构施工控制不当,对周围土体扰动过大,建(构)筑物结构将产生沉降和差异沉降,可能引起管道沉降、变形爆裂等破坏。3.2风险控制对策。(1)盾构掘进前,对管道的材质、连接方式、埋深等情况再次进行调查,并建立管线产权单位的联络机制。(2)在盾构穿越前设置试验段,通过试验确定盾构下穿管线的掘进施工参数。(3)穿越管线时将同步注浆量提高至150%~200%,并严格控制盾构机浆液质量,做到“不注浆、不掘进”。(4)在掘进过程中根据现场情况通过膨润土、泡沫剂、高分子聚合物等进行碴土改良,达到降低碴土内摩擦角及刀盘扭矩、降低土体强度以利于开挖、减少碴土的透水性、增加碴土的和易性的目的。(5)穿越过程中,加强渣土改良,合理调整土压力,同时降低渣土改良的通气量,避免出现气压冲穿河床,形成水流通道。(6)严格控制盾构机姿态,及时纠偏。(7)穿越时加密监测频率,并根据监测结果及时优化施工参数及进行二次注浆。(8)完善施工预案,针对施工有可能发生的险情,编制好相应的预案,并组织演练。细化安全技术交底,在施工前做到交底到作业层。应急物资准备充足并联系好相关应急物资厂家,与厂家签订协议,保证应急物资能够及时进场。

      4结束语

      本文对某区间隧道盾构下穿引起的复杂周边环境变化进行了风险分析,并针对不同的风险采取了多项具体风险控制措施。结果表明,通过分析具体风险因素并采取相应的风险控制措施有效,最终盾构区间双线顺利贯通。

      参考文献

      [1]葛世平,廖少明,陈立生,等.地铁隧道建设与运营对地面房屋的沉降影响与对策[J].岩石力学与工程学报,2008,27(3):550-556.

      [2]黄巍.盾构下穿河道施工技术探究[J].工程技术研究,2019,4(24):46-47.

      作者:吴嘉彬 单位:南通城市轨道交通有限公司

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