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摘要：随着社会的不断进步与发展，我国越来越重视隧道的建设，尤其重视对水底隧道的建设，要想加强其建设作业，就应该对盾构隧道穿越水底浅覆土施工技术进行利用。阐释了水底隧道容易出现的问题，并且在此基础上，以南京的某项工程为例，对河底隧道抗浮控制以及盾构穿越水底浅覆土施工技术对策进行了论述。
关键词：盾构，隧道，浅覆土
1水底隧道容易出现的问题
在20世纪70年代以后，盾构隧道的浅覆土施工技术产生了很大程度上的进展，土压、泥水以及气压等平衡盾构的办法不断出现，让软土的长距离隧道变成了现实。但是，盾构办法的水下隧道施工的过程中，依然面临着一系列的难题与风险。
1．1浅覆土经常出现冒顶通透水流的问题
要想有效降低线路坡度，通常情况下，河底段的覆土情况非常浅。例如，修建的黄浦江复兴东路到大连路的隧道，其最浅的覆土只有5．5m，不到盾构的一半直径。德国的第四条易北河盾构隧道直径主要是12．33m，其最为困难的土层埋深是7m。在这样比较浅的覆土，高水头压的现象下，大刀盘的土压很难平衡。河水经常会在土体的裂缝中用过开口以及盾尾流入到盾构机，进而出现盾构淹水的情况，经常会出现机器损坏或者是人员伤亡的事故。
1．2隧道出现上浮的情况
在水域中比较浅的覆土中进行盾构的推进，其上下所受的力并不均衡，并且盾构的姿态也上扬，出现隧道上浮以及压坡困难的情况，很难对其轴线进行控制。经过拼装完成之后的隧道环在与盾尾脱开之后，因为上部分的压力与自重没有办法抵抗浮力，造成隧道出现上浮的情况，如若没有采取加固的措施，便容易造成隧道出现部分开裂或者是漏水的情况。
1．3流砂与管涌方面的问题
在砂土这样容易液化的土层中进行施工，因为盾构推动大刀盘进行旋转的时候，其水头的压力比较高，液化的砂土便会随着盾尾渗入到隧道中，如果不采取相应的对策，便会出现隧道的地基出现局部掏空的情况，使隧道下沉。
1．4选择盾构方面的问题
通常情况下，水域隧道在施工的过程中主要使用气压盾构以及泥水盾构的办法，对土体开挖的稳定性与可靠性进行保障，但是，全气压盾构对其操作人员产生着十分不利的影响，尤其是对他们的身体健康情况来说，长时间进行全气压盾构的工作人员十分容易出现关节炎以及气压病等，并且水泥盾构的造价较为高昂，与我国实际的国情之间并不相符。我国高速公路与地铁的建设已经进入了高峰阶段，大部分线路没有办法避开湖泊与河道等，因此，盾构隧道穿越水底浅覆土施工技术对河底隧道的建设产生着十分重要的意义。
2河底隧道抗浮控制
在隧道穿过饱和土层的时候，会在很大的程度上被水的浮力所影响，在其浮力超出隧道的覆土重量与自重的时候，隧道便会出现上浮的情况。在管片与盾尾脱离的时候，隧道便会被浆液所包围，被浆液的浮力所影响比在饱和的土体中所遭受的浮力要大。与此同时，盾构推动土方的挖出造成地基卸载，经过拼装的隧道会被地基回弹所影响而向上，进而偏离了中心的轴线，在地基与浮力公共的作用之下，隧道的覆土便会出现隆起的情况，如若最大的隆起没有被有效控制，覆土层便会出现被顶裂的情况，进而形成透水的裂缝，而河水沿着裂缝会渗入到盾尾，进而对隧道的施工情况产生十分严重的影响。
3盾构穿越水底浅覆土施工技术对策
在水底浅覆土的厚度存在某些问题的时候，应该使用水底覆土加固的对策，经常使用的办法主要有三种，分别是水底抛土增加覆土层的厚度、水底进行注浆加固以及设置抗浮板防止隧道上浮。
3．1全面增加覆土层的厚度
利用水底抛土有效增加覆土层的厚度，通常情况下，这样的办法主要用在深水的隧道加固方面，其中，主要包含德国的易北河隧道加固情况，其一方面可以满足隧道的安全性以及盾构推进的最小的覆土层厚度，另一方面也能够有效节省成本，使其更加的简便易行。
3．2水底进行注浆加固
因为排水与航运的相关要求，在浅水的河道中对隧道浅覆土的情况进行加固，不应该使用河道抛土的方法。所以，抗浮板的设置以及水底的注浆加固主要是浅水河道进行加固的第一选择。经过注浆，河底的覆土出现了不透水的一层硬壳层，与此同时，当覆土层是不透水层的时候，河水压力便会在覆土层进行作用，防止隧道出现上浮的情况，使用覆土层的实际重量对浮重度进行替代，也可以提高隧道覆土层的重量，防止隧道出现上浮的情况，使覆土层的厚度得以减少。
3．3设置抗浮板，防止出现隧道上浮的情况
对于比较浅的覆土层位置来说，既需要重视注浆的加固，也应该对抗浮结构进行加设，例如，抗浮板以及抗拔桩等，主要使用在盾构推进方面的土体出现侧向压力的平衡方面，让盾构推进力变得更加科学与合理，并且能够及时且快速的通过水下的危险区域。
4工程实例
南京地铁的一期工程项目的试验段是从饮马巷到三山街，主要由四部分构成，分别是暗埋段、敞开段、盾构的工作井以及盾构段，盾构段的长度主要是679．35m，此次施工的重点作业便是穿过秦淮河段，盾构所穿过的河道宽度主要是16．8m，河底到隧道顶部的距离主要是0．97m，没有达到隧道直径的1／6，其是最为典型的浅覆土层隧道施工的主要例子。
4．1最小覆土层的厚度
要想保障盾构的正常推进，其最小的覆土层厚度主要是2．83m，而隧道抗浮所需要的最小的覆土层的厚度主要是4．06m，所以应该采取相应的水底加固对策。
4．2加固对策
此工程项目由于航道与疏浚的相关要求，使用抗浮板以及抗拔桩加设以及河底注浆的办法。抗浮板与抗拔桩能够有效避免隧道出现上浮的情况，并且可以在盾构推进的时候为其提供反力避免盾构出现上漂的情况。注浆的深度主要是底板之下的7m，使用A，B液，A液主要是水灰0∶7的水泥浆，而B液主要是水玻璃，在将A，B液体进行混合之后，其初凝的时间应该控制在90s左右，注浆的目的主要是有效避免盾构推进过程中河水经过浅覆土层的缝隙进行倒灌，进而造成工程项目出现事故。除此之外，在盾构机与抗浮板之间形成比较坚硬的介质层，把盾构推进形成的压力或者是隧道出现上浮情况，把这样的浮力传输给抗浮板。
4．3盾构施工技术
盾构穿越到水底之前，应该组织监理、施工企业以及监测企业等对盾构的姿态实施复测，把盾构调整至最佳的状态中，盾构在进入到河底之后应该维持其掘进的平稳性，减少纠偏的出现，降低对土体的干扰，其出土量应该维持在97％，盾尾的油脂在加注的过程中防止出现涌水的情况，对注浆压力进行有效控制，防止压力过高使浆液残留在密封区域中，土仓所设置的压力对静止压力的改变不断进行调整，让其维持在被动和静止压力之间，防止出现欠挖或者是超挖的情况。
5结语
在经过浅覆土层河道的隧道施工过程中，应该对隧道全线的水文以及水质情况进行平衡考虑，之后应该根据选择的机型和河道覆土情况、航道要求等采用一系列的施工对策，保障施工的安全性，并且保障未来隧道的正常运转。对水底的浅覆土层隧道施工的过程中应该利用土压盾构机，进而对覆土层的厚度进行验算。
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作者:闫国华 单位:山西交通控股集团有限公司吕梁北高速公路分公司