1 概述

　　xx水底隧道有五種主要的施工方法: 圍堤明挖法、氣壓沉箱法、岩鑽法、盾構法和沉管法。盾構法是修建隧道的一種重要施工方法, 尤其是在軟土地層中自從1843年第一條盾構法隧道在倫敦泰晤士河下建成以來, 盾構法隧道的設計和施工技術得到了很大發展, 出現了泥水加壓式和土壓平衡式盾構, 襯砌由鑄鐵轉向鋼筋混凝土或鋼材組成。

　　盾構法施工的主要特點：可在盾構的掩護下安全地進行土層開挖和襯砌的支護工作
；進行水底隧道施工時, 不影響航道通航；盾構推進、出土、拚裝襯砌等主要工序循環進行, 施工易於管理, 施工人員也較少
；施工不受風雨等氣象條件影響。

　　盾構法存在的一些問題是：當隧道曲線半徑過小時, 施工較為困難
；在水下作業時, 覆土太淺則不夠安全；盾構施工中采用全氣壓方法以疏幹和穩定地層時, 對勞動保護要求較高, 施工條件差
；在飽和含水層中, 盾構法施工所用的拚裝襯砌, 對達到整體  結構防水性的技術要求較高。

　　2 淺覆土區域盾構掘進時存在的安全問題

　　2.1 淺覆土易產生冒頂通透水流

　　為(wei)了(le)減(jian)少(shao)線(xian)路(lu)的(de)坡(po)度(du)，一(yi)般(ban)河(he)底(di)段(duan)覆(fu)土(tu)極(ji)淺(qian)。在(zai)淺(qian)覆(fu)土(tu)區(qu)域(yu)，在(zai)高(gao)水(shui)頭(tou)壓(ya)力(li)情(qing)況(kuang)下(xia)，大(da)刀(dao)盤(pan)前(qian)方(fang)土(tu)壓(ya)平(ping)衡(heng)不(bu)容(rong)易(yi)建(jian)立(li)。河(he)水(shui)常(chang)從(cong)擾(rao)動(dong)土(tu)體(ti)的(de)裂(lie)縫(feng)中(zhong)經(jing)大(da)刀(dao)盤(pan)開(kai)口(kou)及(ji)盾(dun)尾(wei)進(jin)入(ru)盾(dun)構(gou)機(ji)，造(zao)成(cheng)盾(dun)構(gou)淹(yan)水(shui)。這(zhe)種(zhong)機(ji)損(sun)人(ren)亡(wang)事(shi)故(gu)時(shi)有(you)發(fa)生(sheng)。

　　2.2 隧道上浮

　　水域下淺覆土中推進的盾構，上下受到的力不均衡，盾構姿態上揚，壓坡困難、隧sui道dao上shang浮fu
，軸zhou線xian難nan以yi控kong製zhi。拚pin裝zhuang完wan成cheng的de隧sui道dao環huan脫tuo開kai盾dun尾wei後hou，由you於yu上shang部bu壓ya載zai及ji自zi重zhong無wu法fa抵di抗kang地di下xia水shui引yin起qi的de浮fu力li使shi隧sui道dao上shang浮fu。如ru果guo不bu采cai取qu相xiang應ying加jia固gu對dui策ce
，極ji易yi引yin起qi隧sui道dao局ju部bu開kai裂lie
，漏水。

　　隧(sui)道(dao)穿(chuan)越(yue)飽(bao)和(he)土(tu)層(ceng)，會(hui)受(shou)到(dao)水(shui)的(de)浮(fu)力(li)，當(dang)浮(fu)力(li)超(chao)過(guo)隧(sui)道(dao)上(shang)覆(fu)土(tu)重(zhong)量(liang)和(he)隧(sui)道(dao)及(ji)隧(sui)道(dao)內(nei)設(she)備(bei)自(zi)重(zhong)時(shi)，隧(sui)道(dao)將(jiang)上(shang)浮(fu)。當(dang)管(guan)片(pian)脫(tuo)離(li)盾(dun)尾(wei)時(shi)，隧(sui)道(dao)被(bei)包(bao)圍(wei)在(zai)壁(bi)後(hou)注漿dejiangyezhong，shoudaojiangyedefulibizaibaohetuzhongshoudaodefuliyaodadeduo。tongshi，dungoutuijinwachutufangdaozhidijixiezai，pinzhuanghaodesuidaohuishoudaodijihuidandezuoyongxiangshangpianlizhongxinzhouxian。zaifulihedijihuidangongtongzuoyongxia，suidaoshangfutuchanshenglongqi，ruozuidalongqizhidebudaoyouxiaokongzhi，futucengjiangbeidinglie，chanshengtoushuiliefeng，heshuiyantoushuiliefengyongrudunweijiangyanzhongyingxiangsuidaohesuidaoshigongdeanquan。

　　3 廣州地鐵三號線瀝～大區間盾構淺覆土區域施工難點

　　廣州地鐵三號線瀝?～大石北盾構區間工程，共分為2個區間段構成：大石北始發井~廈?站，區間隧道長1429.791m；廈?站~瀝?站，區間隧道長1621.75m。共有2次xx。

　　其中，隧道在YCK13+780~YCK14+098處過三枝香水道
，水道河麵寬度約為300m。隧道包括左
、右線各一條，采用2台泥水加壓平衡盾構機施工，先施工隧道右線，盾構機由三枝香水道南岸往北岸方向推進
，當右線盾構推xx後
，隧道左線由三枝香水道南岸往北岸方向推進施工。

　　隧道在過三枝香水道的斷麵內存在著強風化岩
、中風化岩和微風化等粉砂質泥岩的複合地層，拱頂以上主要為淤泥、淤泥質細砂和粘土。xx段隧道總長約為312m
，存(cun)在(zai)風(feng)化(hua)夾(jia)層(ceng)，強(qiang)度(du)較(jiao)高(gao)，岩(yan)體(ti)較(jiao)為(wei)破(po)碎(sui)
，地(di)表(biao)水(shui)與(yu)砂(sha)層(ceng)及(ji)基(ji)岩(yan)裂(lie)隙(xi)水(shui)聯(lian)係(xi)較(jiao)為(wei)密(mi)切(qie)，且(qie)隧(sui)道(dao)上(shang)方(fang)存(cun)在(zai)軟(ruan)弱(ruo)地(di)層(ceng)，對(dui)盾(dun)構(gou)破(po)岩(yan)能(neng)力(li)及(ji)防(fang)冒(mao)漿(jiang)的(de)能(neng)力(li)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)。盾(dun)構(gou)機(ji)穿(chuan)越(yue)三(san)枝(zhi)香(xiang)水(shui)道(dao)，隧(sui)道(dao)洞(dong)身(shen)圍(wei)岩(yan)水(shui)文(wen)地(di)質(zhi)條(tiao)件(jian)受(shou)其(qi)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da)。三(san)枝(zhi)香(xiang)水(shui)道(dao)的(de)水(shui)位(wei)主(zhu)要(yao)受(shou)北(bei)江(jiang)洪(hong)水(shui)和(he)潮(chao)汐(xi)的(de)影(ying)響(xiang)
，而(er)且(qie)兩(liang)個(ge)相(xiang)鄰(lin)的(de)高(gao)潮(chao)或(huo)低(di)潮(chao)的(de)潮(chao)位(wei)和(he)潮(chao)流(liu)曆(li)時(shi)均(jun)不(bu)相(xiang)等(deng)
，一(yi)般(ban)曆(li)年(nian)最(zui)高(gao)潮(chao)位(wei)多(duo)出(chu)現(xian)在(zai)汛(xun)期(qi)，最(zui)低(di)潮(chao)位(wei)則(ze) 出現在枯期，漲潮曆時短，落潮曆時長，高潮平均水位為5.85m
，低潮平均水位為4.33m。

　　隧道過三枝香水道是在YCK13+780~YCK14+098處
，河麵寬約312m。隧道洞身岩層全部為岩石全~微風化帶，地質均勻
，地下水亦較為豐富
，且xx段覆土厚度較薄，土層軟弱，江中水壓較高，故盾構掘進時風險較大。

　　三枝香xx段地質條件複雜多變
、風險極大，xx段覆土厚度較薄（僅為7.4m），江底780環到840環覆土厚度一般都在6～7米的範圍內，即使是最厚處也僅有8.6米，略大於1倍盾構直徑，地質條件極差，上部為透水性差的砂質土
；840環附近風險最大
，隧道頂部全部為穩定性極差的淤泥層，容易塌方，盾構機容易抬頭
，稍有不慎，將導致噴湧、江底塌方

、江水灌入隧道等重大安全事故，後果不堪設想。而且受潮汐等影響，隧道穩定難度大。xx段是關鍵地段
，直接影響到盾構施工的成敗
，為了保證盾構機順利穿越難度極大的三枝香水道，在整個施工過程中必須運用信息化施工、控製隧道變形
，並對盾構掘進中的各類施工參數進行動態管理。

　　為確保xx成功，避免重大事故的發生，地鐵總公司多次組織國內外著名地鐵盾構施工方麵的專家對《盾構xx專項方案》的安全性進行審查、論證、分析和研究。經過與會專家科學、嚴肅、認真地論 證，提出了“護頭保尾”、“xx監測”
、“作業預案”、“管片上浮監測”等有針對性的意見。

　　施工單位在xx前(qian)對(dui)盾(dun)構(gou)機(ji)進(jin)行(xing)了(le)檢(jian)修(xiu)保(bao)養(yang)並(bing)更(geng)換(huan)了(le)刀(dao)具(ju)，避(bi)免(mian)了(le)江(jiang)底(di)換(huan)刀(dao)的(de)風(feng)險(xian)。在(zai)施(shi)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，采(cai)用(yong)感(gan)應(ying)器(qi)法(fa)和(he)聲(sheng)納(na)法(fa)的(de)監(jian)測(ce)技(ji)術(shu)
，保(bao)護(hu)了(le)河(he)道(dao)的(de)安(an)全(quan)。此(ci)外(wai)
，還(hai)結(jie)合(he)實(shi)際(ji)製(zhi)定(ding)了(le)xx應急預案
，確保萬無一失。

　　 4 江底淺覆土區域盾構掘進安全防範措施

　　4.1 防止盾尾漏漿（防漏）措施

　　（1）提高同步注漿質量與管理

　　每環推進前
，對同步注漿的漿液進行小樣試驗，嚴格控製初凝時間，初凝時間為13～15秒。在同步注漿過程中，合理掌握注漿壓力
，注漿出口壓力＝切口水壓+60～100KPa，使注漿量
、注漿流量和推進速度等施工參數形成最佳匹配。

　　（2）加強盾尾艙的管理

　　在(zai)推(tui)進(jin)過(guo)程(cheng)中(zhong)，因(yin)設(she)備(bei)故(gu)障(zhang)和(he)操(cao)作(zuo)失(shi)誤(wu)往(wang)往(wang)引(yin)起(qi)切(qie)口(kou)水(shui)壓(ya)的(de)波(bo)動(dong)，在(zai)每(mei)次(ci)調(tiao)高(gao)切(qie)口(kou)水(shui)壓(ya)後(hou)，必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)試(shi)推(tui)進(jin)，並(bing)安(an)排(pai)專(zhuan)人(ren)觀(guan)察(cha)盾(dun)尾(wei)漏(lou)漿(jiang)情(qing)況(kuang)，確(que)定(ding)無(wu)漏(lou)漿(jiang)後(hou)再(zai)正(zheng)式(shi)調(tiao)高(gao)切(qie)口(kou)水(shui)壓(ya)，進(jin)行(xing)正(zheng)常(chang)掘(jue)進(jin)。同(tong)時(shi)還(hai)應(ying)注(zhu)意(yi)盾(dun)構(gou)機(ji)本(ben)身(shen)要(yao)增(zeng)加(jia)盾(dun)尾(wei)刷(shua)保(bao)護(hu)及(ji)其(qi)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi)盾(dun)尾(wei)油(you)脂(zhi)的(de)壓(ya)注(zhu)
；在使用時對盾尾艙進行定期檢查，平均每30 環全麵檢查一次；並且在管片拚裝前必須把盾殼內的雜物清理幹淨，以防對盾尾刷造成損壞。

　　（3）盾尾漏漿對策

　　發現盾尾漏漿情況比較嚴重時，則配製初凝時間較短的雙液（A、B 液）進行襯砌（管片）壁後注漿，壓漿部位為後5~8環
，並適當調低切口水壓，但調整量不大於0.5 Kg/cm2。若此時漏漿情況仍得不到有效控製
，則在後6~8環處用聚氨酯進行壓注予以封堵。為了防止在隧道內的漏漿和漏水、積水情況的發生，在隧道內加大型抽水水泵，以備必要時使用。

　　4.2 防止江底地層沉降措施

　　 （1）控製切口水壓穩定性

　　zaituijinguochengzhong，anshejizhishedingqiekoushuiya

，gengzhongyaodeshihaiyaogenjutuijinshichaoweidebuduanbianhuaqingkuangduiqijinxingxiangyingdetiaozheng。yinci
，zaidungoujituijinguochengzhong，yaoyangekongzhihaoqiekoushuiyadebodongfanwei，yibankongzhizaishedingzhide±5％以內，以保證切削麵穩定。特別是在盾構機穿越覆土厚度僅為7.48m的江中段時，應采用手動控製切口水壓，並設定切口水壓值為120KPa。必要時采用人工調整施工參數，對開閉VE閥
、轉旁路狀態時的切口水壓上
、下限控製參數進行設定，並做好記錄。每天推進施工前，先檢查VE閥開
、閉情況和PLC係統工作狀態。在確定係統對切口水壓上、下控製的工作情況良好的前提下
，再進行正常掘進。同時擬定在設計隧道軸線就近進行潮位測量，平時每隔20min記錄一次潮位
，在潮位變化較快的漲急、落急時段加密至10min，以保證潮位資料的準確性。

　　（2）提高注漿量

　　若發現江底沉降量較大（>5cm）時，則適當的增加同步注漿量
，必要時更要進行襯砌（管片）壁後補注漿。注漿量爭取達到理論建築空隙的130%以上。

　　4.3 防止隧道上浮措施

　　（1）嚴格控製盾構機和管片姿態

　　在盾構掘進過程中
，加強隧道監測是防止隧道上浮的積極措施，對盾構機和管片進行姿態控製，能夠有效的控製隧道上浮：

　　a 對盾構機的掘進方向進行自轉測量
，自轉角度控製在0.3度
；

　　b 利用千斤頂行程儀對千斤頂進行測量，並對測量數據作演算處理、方向修正值的解析和對千斤頂的選擇；

　　c 測量垂直、平麵位置
，為了能準確測量盾構機的位置，在每推進2環進行一次檢查和修正，不斷的將現行的位置設置在新 坐標的已知點上。盾構機的垂直
、平麵偏差控製在±50mm以內
，盾構姿態變化不可過大、過頻。推進時不急糾
、不猛糾，多注意觀察管片與盾殼的間隙，以減少盾構施工對盾尾密封效果的影響
；

　　d 管片姿態須嚴格控製，高程和平麵偏差控製在±50mm以內，每環相鄰管片平整度控製在4mm以內，縱向相鄰管片平整度控製在5mm以內。

　　（2）管片選型具體責任化

　　利用盾構機的導向係統以及人工測量的方法，精確的測量出盾尾和最後一環管片之間的間隙值，該盾尾間隙值分別從上、下
、左、右四個方向測出，在盾構xx時，嚴格控製每一個值均要控製在＜40mm，然(ran)後(hou)把(ba)測(ce)得(de)的(de)數(shu)據(ju)結(jie)合(he)導(dao)向(xiang)係(xi)統(tong)的(de)隧(sui)道(dao)線(xian)路(lu)數(shu)據(ju)，從(cong)而(er)選(xuan)擇(ze)下(xia)一(yi)環(huan)的(de)管(guan)片(pian)類(lei)型(xing)
，確(que)保(bao)管(guan)片(pian)姿(zi)態(tai)跟(gen)隨(sui)盾(dun)構(gou)機(ji)的(de)姿(zi)態(tai)，並(bing)與(yu)盾(dun)構(gou)機(ji)盡(jin)可(ke)能(neng)的(de)在(zai)同(tong)一(yi)條(tiao)軸(zhou)線(xian)上(shang)。

　　（3）提高同步注漿質量

　　提高注漿與盾構推進的同步性，使漿液能及時充填建築空隙，同步注漿的位置在第四環管片的11點和5點、1點和7點的位置
，具體注漿的順序可根據對管片測量的結果來確定，當注漿充填量＜110%時,采用二次補壓雙液注漿的措施，補壓漿要求均勻，壓漿後漿液成環狀，注漿範圍5～8環。

　　4.4 防止形成泥餅

　　（1）中央控製室人員強化責任製

　　tongguoxianyoudedizhiziliao
，xiangxiyuxianfenxinibingxingchengdekenengdiduan
，bingzaidungoujuejinzhigaididuanshi，yaoqiuzhongyangkongzhishirenyuanyangejiancedungoujidegezhongcanshu，ruofaxianyouyichangqingkuang（排泥比重增大、流量減少，送泥壓力增加和推力、扭矩的變化情況），及時判斷有無形成泥餅。

　　（2）嚴格控製操作規範

　　嚴(yan)禁(jin)單(dan)純(chun)為(wei)了(le)進(jin)度(du)，實(shi)行(xing)野(ye)蠻(man)操(cao)作(zuo)，嚴(yan)格(ge)按(an)操(cao)作(zuo)規(gui)範(fan)科(ke)學(xue)合(he)理(li)地(di)進(jin)行(xing)中(zhong)央(yang)操(cao)控(kong)，在(zai)掘(jue)進(jin)時(shi)
，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)泥(ni)餅(bing)形(xing)成(cheng)的(de)可(ke)能(neng)地(di)段(duan)
，需(xu)控(kong)製(zhi)好(hao)泥(ni)漿(jiang)的(de)比(bi)重(zhong)，以(yi)防(fang)止(zhi)降(jiang)低(di)泥(ni)餅(bing)的(de)形(xing)成(cheng)。

　　（3）技術措施

　　如發現有異常苗頭，應及時降低泥漿比重並利用高壓水進行衝擊，及時降低泥餅形成的機會
，並化解已初步形成的泥餅。

　　5 結束語

　　淺覆土區域施工是盾構xx隧道工程成敗的關鍵，製定嚴密的施工方案
，加強施工過程的信息化管理，並重點控製防漏
、防沉

、防浮和防磕等四個方麵，可以確保淺覆土段施工的安全。2004年7月17日廣州地鐵三號線線瀝?～大石北盾構區間工程順利穿過三枝香水道，近30天的施工過程中沒有出現重大安全問題。此次盾構穿越三枝香水道難度之大、速度之快實乃全國罕見。瀝～大區間盾構工程左線和右線要兩次xx，此次成功xx為下一階段盾構穿越517米寬的南珠江水域打下了良好的基礎，也對三號線2006年全線開通具有十分重要的意義。