摘    要：西安地铁1号线汉城路站—开远门站盾构区间隧道近距离下穿西安市重要交通干道西二环立交桥，穿越前对立交桥基础采取了加固措施，穿越过程中采取了有效、必要的技术措施，确保了盾构机安全顺利穿越西二环立交桥。

关键词：盾构；穿越；施工技术

 

      西安地铁1号线TJSG-6标汉城路站—开远门站为单圆盾构区间隧道，双线全长3403.6m。本区间采用两台日本小松TM614PMX 土压平衡盾构机先后从开远门站始发掘进，汉城路站吊出。西安市西二环立交桥位于开远门站西侧40m，南北走向，与盾构隧道正交里程为ZDK14+834.253～817.753(26环～38环),处于盾构区间始发段掘进。

 

      西安市西二环立交桥全长240m,双向6车道，现浇钢筋混凝土箱梁结构，基础为Φ1.2m钻孔灌注桩，桩长35m，与隧道左线净距为1.13m，右线净距1.58m。（见图1）。

      穿越西二环立交桥段内盾构隧道埋深13m左右，地下水位埋深约9m，地下水丰富。该段洞身范围内自上至下依次为粉质黏土局部夹杂粉细砂、中粗砂地层，地层受外力的扰动后自稳性差，易坍塌，形成流砂通道。

 

      西二环立交桥是西安市重要交通干道，车流量大且密集，盾构穿越的过程中不能中断交通，必须保证桥梁的安全和车流畅通。根据地质情况分析和业主单位组织的风险源评审会议专家组的意见，确定盾构穿越西二环立交桥前要采取合适的施工加固措施，穿越的过程中要采取有效、必要的技术措施，为重要的施工风险。

      经地铁设计单位计算，并咨询桥梁的设计单位，确定盾构穿越的过程中对立交桥的基础及地面进行全过程不间断的监测，立交桥基础的变形控制标准为：基础的隆起≤5mm，沉降≤10mm。

 

      盾构下穿西二环立交桥为盾构始发段，盾构始发段盾构机的各项掘进参数处于不稳定状态，极易对立交桥桩基础周围土体产生扰动，造成桩基础沉降和位移。为确保安全，在盾构机穿越前对立交桥基础进行加固，在盾构机穿越的过程中，加强监测，调整优化盾构机各项掘进参数，保证顺利穿越。

      （1）旋喷桩加固：为确保盾构机穿越的过程中，立交桥桩基础的稳定，必须保证盾构机对土体产生扰动而造成桩基础变形位移值在控制范围内。在左右线隧道26～38环洞身范围内，对立交桥桩基础周边土体采取双重管旋喷桩进行加固，桩径Φ800mm，桩长10m，桩间搭接200mm，桩垂直度小于1/300。加固完成后，为确保加固土体的均匀性、密封性和自立性，对加固土体钻芯取样进行了检测，28d单轴无侧限抗压强度大于0.8Mpa，满足加固要求。

      （2）预埋注浆管：在左右线隧道与立交桥桩基础间各预埋一排注浆管，盾构机穿越过程中，根据对立交桥基础和周边地面实时监测结果，必要时及时进行二次注浆加固。

      （1）盾构机掘进速度控制在20mm∕min，盾构机千斤顶总推力控制在700～800T，刀盘转速0.9rpm，刀盘马达扭矩控制在总扭矩的45%～60%，保证盾构机平稳通过。

     （2）严密监控盾构机土压平衡模式的各项参数，盾构机土仓压力控制在0.2MPa以内，波动不宜太大，出土量控制在每环52m³以内。

      （3）盾构机穿越的过程中调整同步注浆压力，但不宜过大，保持同步注浆量每环4～4.5m³。

      （4）盾构机在穿越的过程中，严格控制盾构机掘进姿态，每环盾构机水平和垂直姿态变化不超过5mm，尽量杜绝盾构机纠偏，减少对地层的扰动。

      （5）在桥墩的基础上布置监测点，从盾构机刀盘到达桥墩里程前20m开始监测桩体，频率为每天一次，从盾构机刀盘到达桥墩里程前5环开始每4h监测一次，从盾构机刀盘到达桥墩里程后每掘进一环监测一次，根据监测情况及时调整盾构机掘进参数。

      （6）加密对影响范围内的地面沉降监测点，并加大监测频率。

      （7）盾构机穿越前过程中，经常检查盾构机和后配套台车工作状况，确保性能完好，杜绝因停机检修造成的施工风险。

      （8）加强控制管片拼装的质量，确保管片螺栓连接紧固。

      （9）盾构机穿越的过程中，及时对距离盾尾5环以后的管片进行二次注浆，浆液配比采取初凝时间在2h内的改性水玻璃加水泥砂浆的双液浆，注浆范围为21～43环，注浆压力控制在0.3MPa，达到压力3min后停止注浆，确保管片周边的土体空隙被浆液充盈饱满，保证盾构隧道成型管片的稳定。

      编制详尽的专项应急预案，作好突发事件的应急准备工作，并进行了演练。提前和供电部门、交管部门进行了联系沟通，防止突然停电造成停机，防止载重过大的货车对桥梁产生过大的扰动。

      汉城路站～开远门站盾构隧道左线2010年9月27日～9月29日顺利穿越西二环立交桥，右线2010年11月10日～11月12日再次顺利穿越。根据监控量测数据显示，左线穿越后桥梁基础的累计最大沉降2.6mm，右线穿越后桥梁基础的累计最大沉降2.5mm。在盾构机穿越西二环立交桥过程中，对穿越范围内的桥面、桥墩、桥基础、地表进行了专项监测，依据监测情况及时修正调整盾构机的掘进参数，进一步保证了穿越过程中桥梁的安全。监测数据统计见图2、图3。

      西安地铁1号线TJSG-6标汉城路站—开远门站盾构隧道在始发阶段成功近距离下穿西安市西二环立交桥，通过施工监测数据显示，立交桥基础累计最大沉降为2.6mm，满足沉降控制标准要求。根据该盾构区间隧道的工程和水文地质情况，盾构机穿越立交桥前采取的施工措施和盾构机在穿越立交桥的过程中采取的技术措施是非常有效的，保证了桥梁安全。所采取的施工技术措施在盾构隧道下穿城市既有建筑物施工现场具有借鉴价值。

 

[1] 陈馈，洪开荣，吴学松等.盾构施工技术[M]。北京：人民交通出版社，2009

[2] 竺维斌，鞠世健，史海欧.广州地铁三号线盾构隧道工程施工技术研究[M].广州：暨南大学出版社，2007