廣州地鐵某盾構(gòu)區(qū)間為雙線圓型隧道,，內(nèi)徑5.4m,，外徑6m，采用刀盤直徑6.28m的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工,。在臨近吊出井時(shí)要經(jīng)過(guò)一“三區(qū)”特殊地段,，即：隧頂覆砂區(qū)、樁基礎(chǔ)群區(qū)和地面密集建筑物區(qū),。為安全通過(guò)該特殊段，項(xiàng)目部編制了一套詳細(xì),、針對(duì)性強(qiáng)的施工方案,，并在施工中逐一落實(shí)，最終盾構(gòu)機(jī)安全到達(dá)吊出井,。

1 特殊地段的工程情況
1.1 地質(zhì)水文情況：
該地段長(zhǎng)約300m,，隧道覆土14～23m，洞身經(jīng)過(guò)地層主要為7,、8,、9泥質(zhì)砂巖，夾部分6全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,；洞頂主要為32細(xì)砂層,，夾少量42、52 地層,，32砂層厚3.5～9m,，平均厚5m以上；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),，9微風(fēng)化地層平均單軸極限抗壓強(qiáng)度16.0MPa左右,。本區(qū)段地下水有第四系孔隙水及基巖裂隙水，第四系孔隙水埋深0～3m,，水量豐富,，由大氣降水及江、河水補(bǔ)給,?；鶐r裂隙水主要賦存于基巖強(qiáng),、中等風(fēng)化帶的裂隙中，埋深隨基巖面而起伏,，一般為 15～20m,，32中細(xì)砂層富水性中等及滲透系數(shù)較大。

1.2 地面建筑物及樁基礎(chǔ)情況
該段隧道頂部及其影響范圍內(nèi)主要有45棟建筑物,，絕大部分是民房,，層高3～7層，為框架結(jié)構(gòu),；有8棟是一層高的制衣廠廠房,，為磚混結(jié)構(gòu)。房屋基礎(chǔ)除12棟房屋是天然基礎(chǔ)外,，其余為r500～r600鉆孔樁砼基礎(chǔ)及r120的木樁基礎(chǔ),。有16棟房屋的樁基礎(chǔ)侵入隧道或接近隧頂，另有兩棟房屋被鑒定為危房,。

2 控制沉降的技術(shù)措施
2.1 到達(dá)特殊段前的準(zhǔn)備工作
1）在該特殊地段增設(shè)3個(gè)補(bǔ)勘點(diǎn)以掌握更準(zhǔn)確,、全面的地質(zhì)情況。
2）對(duì)中軸線兩邊各30m內(nèi)發(fā)生較大傾斜和結(jié)構(gòu)老舊房屋進(jìn)行鑒定,，為危房的拆除或臨遷,。
3）對(duì)隧道上方建筑物進(jìn)行詳細(xì)的入室調(diào)查。對(duì)樁基侵入隧道或接近隧頂?shù)慕ㄖ锊扇⊥袚Q加固措施,，結(jié)構(gòu)面發(fā)現(xiàn)裂縫的則作詳細(xì)記錄,。
4）準(zhǔn)備支頂加固材料、注漿加固材料,、搶險(xiǎn)機(jī)具設(shè)備,、車輛、警戒標(biāo)識(shí)物等以備用,。
5）在到達(dá)特殊段前選擇一開挖面自穩(wěn)性較好的地段對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行全面檢修,，減少在特殊地段停機(jī)檢修的風(fēng)險(xiǎn)：①對(duì)破損較大的盾尾刷進(jìn)行更換；②全面檢測(cè)刀具,，對(duì)磨損超標(biāo)的刀具進(jìn)行更換,；③對(duì)堵塞的注漿管進(jìn)行疏通處理；④對(duì)分別通往開挖面,、土倉(cāng),、螺旋輸送器的主從泡沫管進(jìn)行疏通，并在刀盤面中心附近增設(shè)1根泡沫管,。
2.2 通過(guò)時(shí)的掘進(jìn)控制
2.2.1 掘進(jìn)模式,、盾構(gòu)機(jī)配置及掘進(jìn)參數(shù)
針對(duì)特殊段的情況，選用的掘進(jìn)模式，盾構(gòu)機(jī)械配置及掘進(jìn)參數(shù)詳見表1,。

2.2.2刀具配置
本段洞身地層主要為7,、8、9泥質(zhì)砂巖,、粉砂巖,，易結(jié)泥餅，根據(jù)以往類似地層施工經(jīng)驗(yàn),，采用全軟土刀具將會(huì)出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)推力增大,、扭矩增大、掘進(jìn)困難的現(xiàn)象,，嚴(yán)重時(shí)由于盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在一小范圍擾動(dòng),，隧道頂部的砂土層會(huì)塌落，進(jìn)而導(dǎo)致地面塌陷的事故,；若采用全硬巖刀具,，則刀盤面開口率減少，結(jié)泥餅的機(jī)會(huì)就會(huì)增加,。故過(guò)本段時(shí)采用了混合式刀具配置：64把刮刀,，16把鏟刀，5把邊緣雙刃滾刀,，8把正面雙刃滾刀,，6把中心雙頭齒刀。正面滾刀都高出刀盤盤面 175mm,，為開挖面破除下來(lái)的砟土留出了足夠的出砟空間，刮刀超出刀盤盤面140mm,，受到滾刀的保護(hù),，刀盤開口率約為29%。
2.2.3 掘進(jìn)過(guò)程的施工技術(shù)
要求盾構(gòu)在通過(guò)該特殊段時(shí)有序,、平衡,、平穩(wěn)。
有序
1）施工組織有序　人,、機(jī),、料的配置合理，工序的安排,、銜接有序,。
2）機(jī)械保養(yǎng)有序　機(jī)械保養(yǎng)定人、定期,、專業(yè),、規(guī)范，做到無(wú)遺漏、標(biāo)準(zhǔn)化,。
3） 信息管理有序　技術(shù)交底,、作業(yè)交底按部就班，自經(jīng)理部至作業(yè)面指令暢通,、反饋迅速,。
平衡
1）土倉(cāng)壓力與開挖面水土壓力平衡　嚴(yán)格控制土倉(cāng)壓力，盡量保持土壓平衡,，不要出現(xiàn)過(guò)大的波動(dòng),；考慮本段地下水水壓較高，土倉(cāng)壓力設(shè)置為上部1.3bar左右,，下部1.8bar左右,。
2）出土量與掘進(jìn)進(jìn)尺平衡　嚴(yán)格控制出土量，做到進(jìn)尺量與出土量均衡,。本隧道開挖直徑6.28m,，考慮盾構(gòu)姿態(tài)變化或其他原因引起的巖土損失和巖土的松散系數(shù)，每環(huán)出土量約66～69m3,即4.5節(jié)砟車,。除量的控制外,，還要堅(jiān)持對(duì)每環(huán)砟樣進(jìn)行地質(zhì)水文分析，發(fā)現(xiàn)與開挖斷面地質(zhì)情況不符（尤其是出現(xiàn)32砂層）時(shí),，則馬上采取措施,。
3）注漿壓力與水土壓力平衡　除考慮注漿處的水土壓力，還要考慮后方來(lái)水,、開挖面來(lái)水的水壓,，故注漿壓力是在注漿處水土壓力基礎(chǔ)上提高 1～2kg/cm2，且應(yīng)使?jié){液不進(jìn)入土倉(cāng)和壓壞管片和不因注漿壓力過(guò)大造成地表隆起,。特殊段注漿壓力設(shè)置：1＃,、4＃注漿孔控制在1.5bar左右，2＃,、3＃注漿孔控制在2.0bar左右,。
4）注漿量與進(jìn)尺平衡　考慮漿液失水固結(jié)、盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)殼體帶土使開挖斷面大于盾構(gòu)外徑,、部分漿液劈裂到周圍地層,采用理論值的150％～200％進(jìn)行注漿,，即為6～8m3。要保證漿液配置與地質(zhì)水文條件,、掘進(jìn)速度相適應(yīng),，過(guò)本段時(shí)漿液配比設(shè)置為：水泥∶粉煤灰∶砂∶膨潤(rùn)土∶ 水=180∶371∶780∶35∶400（kg）,漿液稠度控制在110～115mm，凝膠時(shí)間控制在5h以內(nèi),。
平穩(wěn)
1）盾構(gòu)姿態(tài)平穩(wěn)　推進(jìn)過(guò)程應(yīng)保持盾構(gòu)機(jī)有良好的姿態(tài),，避免蛇行,，每環(huán)姿態(tài)變化控制在±5mm內(nèi)。千斤頂A區(qū),、C區(qū)油缸油壓值差宜保持統(tǒng)一,、恒定性，不宜出現(xiàn)過(guò)大的波動(dòng),。
2） 管片姿態(tài)平穩(wěn)　做好管片選型,，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)盾尾間隙實(shí)測(cè)實(shí)量，控制下部盾尾間隙在70mm以內(nèi),，注意管片拼裝的橢圓度,，防止尾刷與管片碰撞導(dǎo)致盾尾密封、鉸接密封損壞及管片變形,。
3）推進(jìn)速度平穩(wěn)　掘進(jìn)過(guò)程中向土倉(cāng)內(nèi)及刀盤面注入泡沫等添加材料,，改善砟土性能，提高砟土的流動(dòng)性和止水性,，防止涌水流砂,、結(jié)泥餅和噴涌現(xiàn)象，有利于保持速度的穩(wěn)定,。推進(jìn)速度保持在25～40mm/min,，日均進(jìn)尺7～9m。
2.3　通過(guò)后的補(bǔ)強(qiáng)措施
1） 二次注漿　盾構(gòu)同步注漿后,，由于漿液的脫水,，漿液體積收縮會(huì)加劇地表的后期沉降量，又由于盾構(gòu)推力,，襯砌和土層間會(huì)相互分離,，二次注漿能有效地進(jìn)一步充實(shí)背襯和提高止水能力。特殊地段每推進(jìn)4環(huán)后補(bǔ)注雙液漿一次,，在破除樁基位置兩環(huán)管片的范圍內(nèi)增注一次,。
2）三次復(fù)緊　為防止因管片的變形引起地層的過(guò)度擾動(dòng)，對(duì)管片螺栓擰緊要求三次復(fù)緊,。
即拼裝管片時(shí)一次擰緊，推出盾尾后二次擰緊,，后續(xù)盾構(gòu)掘進(jìn)至每環(huán)管片拼裝前,，對(duì)相鄰已成環(huán)的3環(huán)范圍內(nèi)管片螺栓進(jìn)行全面檢查并復(fù)緊。
3）地表注漿　作為應(yīng)急預(yù)案,，在盾構(gòu)通過(guò)本段前,，對(duì)有托換的建筑物預(yù)埋袖閥管，如盾構(gòu)通過(guò)發(fā)生險(xiǎn)情能在地面緊急進(jìn)行地層注漿加固,。
3 施工監(jiān)測(cè)
3.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)
區(qū)段范圍布設(shè)監(jiān)測(cè)主斷面2個(gè),，次斷面36個(gè)，分別設(shè)置11個(gè)和7個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。
3.2 監(jiān)測(cè)在施工中的應(yīng)用
1）監(jiān)測(cè)-施工流程圖　為使監(jiān)測(cè)結(jié)果能順暢,、快速到達(dá)作業(yè)面,，作業(yè)面情況能迅速反饋到監(jiān)測(cè)組和技術(shù)部，承包商制定了監(jiān)測(cè)-施工流程圖,，以最大限度實(shí)現(xiàn)信息化施工的目標(biāo),，見圖1。

2）沉降排列圖　通過(guò)對(duì)右線盾構(gòu)經(jīng)過(guò)特殊地段的監(jiān)測(cè)報(bào)表數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)歸納,，采用排列圖對(duì)盾構(gòu)施工各階段的沉降進(jìn)行分析,。由圖2可見盾構(gòu)到達(dá)、盾構(gòu)通過(guò),、盾尾通過(guò)三個(gè)階段的沉降和占最終沉降量的81.82%,，是沉降變化的高峰期，必須采取有效和針對(duì)性的措施,，如盾構(gòu)機(jī)平穩(wěn),、快速通過(guò)；確保同步注漿壓力,、注漿量,、尤其是注漿質(zhì)量，堅(jiān)持二次補(bǔ)注漿,，及時(shí)填補(bǔ)襯背間隙和減少地下水流失,。監(jiān)測(cè)報(bào)表還顯示，盾構(gòu)機(jī)切割樁基時(shí)建筑物沉降最大,，最大一次達(dá)12mm/d,，要降低風(fēng)險(xiǎn)，搞好房屋樁基托換是前提,，切割時(shí)則應(yīng)貫徹小推力,，慢速度，立足于磨的原則,。
3）不均衡沉降　通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)報(bào)表數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),，距線路中心越近，沉降越大,，反之則越小,，這對(duì)上方建筑物會(huì)產(chǎn)生不均衡沉降。實(shí)際施工時(shí),，當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示同一建筑物橫向沉降差超過(guò)2mm/d時(shí),，應(yīng)嚴(yán)加關(guān)注和采取措施，嚴(yán)格控制沉降速率：嚴(yán)防盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)出現(xiàn)大的波動(dòng),，土倉(cāng)壓力要適當(dāng)加大和穩(wěn)壓,，注漿切忌不夠量,；快速通過(guò)，減少沉降高峰期時(shí)間,，如有必要應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)建筑物本身及地基進(jìn)行加固,。
4　結(jié)束語(yǔ)
由于準(zhǔn)備充分、措施到位,，盾構(gòu)機(jī)順利通過(guò)該特殊地段,，盡管監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)仍有3.8%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降超標(biāo)（允許沉降：-30～+10mm），有兩棟房屋傾斜率超過(guò)允許傾斜值的12%（允許傾斜率4‰）,，但經(jīng)鑒定超標(biāo)的房屋均可安全使用,，所以說(shuō)對(duì)該段的沉降控制基本取得成功。