淺析盾構接收橫通道大斷面開挖支護

張銀

【摘 要】 隨著經濟的發展，城鎮化腳步的加快推進，地鐵建設日益重要。盾構已成為區間正線的首選，受地面管線、交通導改等影響有些盾構接收井不能設置在正線上方，需在橫通道平移后側位接收。本文針對盾構平移接收橫通道雙側壁法開挖超大斷面施工進行了探討。

【關鍵詞】 盾構橫通道接收、大斷面、雙側壁導坑

1、工程概況

某區間盾構接收段位于公路上方，地下主要管線較多，采用盾構到達在橫通道接收后，從橫通道平移至側面盾構吊出井分解拆除?？紤]盾構機整體平移，盾構接收井開挖斷面達到15.6m，施工風險極大。盾構接收井基坑開挖尺寸為17.5m×12.3m，基坑深度為27.571m，橫通道開挖斷面尺寸為15.6×14.632（寬×高），通道采用雙側壁導坑法施工。

2、主要施工措施

2.1 馬頭門施工

（1）馬頭門施工前，進行洞口處地質注漿加固，馬頭門開洞時連立三榀鋼格柵，并與切斷的豎井圍護樁鋼筋焊接成整體。

（2）分部破除馬頭門處的圍護樁

注漿完畢待土體穩固后，隨即破除馬頭門處的圍護樁，采取水鉆先破除左上導洞斷面的圍護樁、并清渣，然后依照工序依次進行左上導洞的土體開挖，架立左上導洞馬頭門處首榀格柵，與樁體預留鋼筋進行焊接并及時組裝型鋼臨時支撐；待左上導洞掘進3～5m后，破除右上導洞斷面圍護樁，重復左上導洞施工過程。依照上述施工過程及橫通雙側壁導坑法施工工序要求依次破除其余導洞斷面的圍護樁。

橫通道斷面破圍護樁時，保留中間圍護樁不破除，起到中央支撐作用，先破除兩側的圍護樁，待兩側全部破除完畢后最后破除中央圍護樁，及時架立馬頭門處的鋼格柵及臨時支撐，將第一榀鋼格柵鋼筋與圍護樁預留的鋼筋焊接在一起，及時噴射混凝土。馬頭門的格柵一定要架到位，務必保證橫通道結構凈空，并在馬頭門處采用三榀格柵密拼加固馬頭門。圍護樁破除過程如下表2-1所示，每步具體破除位置如下表中第一列示意圖所示：

2.2 橫通道施工

2.2.1 橫通道施工概述

根據設計圖紙的結構形式，支護參數及所經圍巖類別，采用雙側壁導坑法施工，橫通道施工參數如表4-1。施工中嚴格貫徹“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、勤量測、早封閉”的方針。

開挖前，先沿橫向通道拱圈施作超前小導管，并注漿加固圍巖，環向間距根據地質狀況控制在300mm之內，注入水泥漿，然后環行開挖左上導洞土體。采用環形導坑留核心土，以發揮掌子面的三維支撐作用，保證掌子面的穩定，其正面投影面積不少于左上導洞開挖面積的一半，初噴5cm厚混凝土，架鋼格柵，掛網噴混凝土，為防止拱腳下沉，拱腳可放置鋼板增大受力面。

2.2.2管棚施工

在豎井開挖至距橫通道拱部下1.5m左右時（即豎井開挖至橫通道第一層臨時仰拱位置時），豎井按照橫通道臨時仰拱的做法，進行豎井臨時封底。待豎井封底噴射混凝土達到強度后，進行橫通道拱部管棚的施工。

2.2.2.1管棚設計要求

橫通道管棚設計呈“拱”形分布，長度為37m。

（1）管棚規格：采用φ121×6mm無縫鋼管，要求薄厚均勻。

（2）管棚連接采用矩形螺紋連接，焊接加強的方式。

（3）管棚間距300mm；管棚中心距暗挖初支結構外皮輪廓線為150mm。

（4）傾角：管棚走向與通道拱部平行。考慮大管棚采用的打設工藝首先要求能夠保證足夠的精度，不至因下垂進入開挖斷面，同時也不能過度上抬。施工過程中依據具體情況可再做調整。

（5）注漿材料：1：1水泥砂漿漿液。

2.2.2.2管棚施工技術質量要求

（1）本工程質量標準按中華人民共和國國家標準，以及工程施工規范和技術說明，設計規定的標準執行。

（2）管位入口偏差應≤2cm。

（3）單根管棚打設的有效長度誤差≤5cm。

（4）管棚打設偏斜誤差向上應小于0.5%，并避免棚管向下偏斜至隧道開挖線以內。

（5）管棚打設采取間隔跳打的方式，每根棚管打設完后必須及時灌注水泥漿，并保證管外環狀間隙漿液充填飽滿。注漿量不小于理論值的1.2倍。

（6）為保證同一開挖段承載力，打設棚管同一截面內的接頭數不超過管數的50%。

（7）做好施工記錄，施工完畢進行測斜，并繪制每根棚管的走向，為后期開挖提供必要的數據。

2.2.2.3工藝流程

（1）鉆孔流程

人員設備進場→平臺搭設→通水、電→設備組裝調試→管位復測→鉆機定位（方位、仰俯角）→鉆具組裝、進孔→沖洗液循環→鉆進→導向儀監測鉆進偏斜狀況→通過鉆頭出水口與鴨板位置與角度調整鉆進方向（糾偏）→測斜（驗證自然偏斜角度）→鉆進→終孔

（2）注漿流程

漿液攪拌→儲漿池→注漿泵→注漿管→注漿接頭→棚管→鉆頭出水口→管外環狀間隙→出氣孔冒漿→注漿終止。如圖10-2所示。

（3）注漿工藝控制

1）徹底沖洗鉆孔，保持孔內均勻充滿泥漿液；盡量減少孔內殘余鉆渣。

2）注漿要求：穩定、流暢、不得中斷、連續注漿，孔口出水泥漿后，封住孔口，然后再加壓注漿1-3次；（加壓控制在0.4～0.6Mpa）。

3）注漿時，可根據孔內情況，來回旋轉或拉動鉆具，一邊注漿一邊放氣，以保證管外“環狀間隙”注漿飽滿。

4）預先計算出注漿量，注漿時不得小于理論注漿量的1.2倍。

5）注漿漿液擬采用素水泥漿，其具有可灌性好、沉淀析水緩慢、滲透性較好，與砂、土層有較好的親合力。易與周圍土層、棚管形成整體結構性能。

2.2.2.4管棚實施控制關鍵要點

（1）棚管連接選擇矩形扣，絲扣長度60mm。管材加工，單節長度采用定尺，通用棚管長度每節2.0m、3.0m或4.5m，具體加工計劃嚴格按各個斷面配管表定量加工。

（2）注漿漿液擬采用水泥砂漿，合理配置的水泥砂漿是我公司總結以往工程注漿經驗，經過反復進行漿液配比試驗，并經工程應用檢驗而成注漿漿液類型，其具有可灌性、沉淀析水緩慢、滲透性較好，與一般土層有較好的親合力。易與周圍土層、管棚形成整體的性質。另外混合漿灌注較有益于所選用施工工法的操作。

（3）棚管打設順序為間隔跳打的原則，在施工中根據現場情況變化，可進行相應的調整。

（4）為了提高單步開挖段管棚的承載能力，相鄰棚管接縫應錯開，縫距≥1m為宜。

（5）設備組裝前要進行逐一檢查，保證其應有的完好率。

（6）根據現場條件，合理布局泥漿制作、循環系統、水泥漿制作、注漿系統等。

（7）電器設備、電纜（電線）要規范架設。

（8）施工前，技術人員對已預埋的套管管位、角度進行認真復測，誤差超限者提請甲方共商妥善解決方案。

（9）開孔定位，調試角度必須由專人負責，并且做好復檢，確保無誤，其給定值要記錄存檔備查。

（10）為防止地面沉降，嚴格控制出（泥）沙量，始終保持回水（漿）量小于進水量。

（11）在施工中，根據對地層情況的了解，對技術參數進行適時調整。

（12）棚管打設終止后，立即注漿。其中水泥標號選用425#普通硅酸鹽水泥。

（13）注漿泵壓≤0.6MPa為宜。根據單孔孔內情況靈活控制泵壓，孔內壓力保持在0.4～0.6MPa范圍內。

2.2.3小導管施工工藝

橫通道開挖時超前預支護采用小導管注漿加固地層。采用DN32×3.25注漿小導管，小導管沿開挖輪廓線從格柵腹部穿過，環向間距30cm，小導管單根長均為2m，仰角及外插角10°～15°（角度過小影響下榀格柵的架設，極易造成侵限，角度過大，出現超挖現象嚴重），縱向間距每榀打設一排小導管。

橫通道馬頭門采用雙排超前小導管沿輪廓線范圍布置，小導管環向間距按設計為0.3m，外插角5°～10°。

2.2.3.1橫通道小導管結構型式和布置

小導管采用熱軋鋼管，長度為2m。注漿管一端做成尖形，另一端焊上鐵箍。在距離鐵箍0.5～1.0m處開始鉆孔，鉆孔沿管壁間隔150mm，呈梅花型布設，孔位互成90°，孔徑6～8mm，見圖10-3。

2.2.3.2注漿工藝參數

（1）注漿壓力及注漿類型

注漿壓力應根據地層致密程度決定，為0.2～0.5MPa。

粉細砂及細中砂層采用改性水玻璃漿，其它地層采用單液水泥漿。

（2）注漿材料及漿液配比

小導管注漿材料及配合比根據地質不同情況和要求采用以下幾種：

1）改性水玻璃漿：配合比為硫酸：水玻璃=1∶1.8～1∶2.2，PH=3.1～3.5。

2）純水泥漿：原材料為摻入10%微膨脹劑的普通水泥，水灰比0.45～0.6。

3）水泥-水玻璃雙液漿：水泥采用32.5R普通硅酸鹽水泥，水玻璃為35Be'。水泥漿液水灰比為1∶1～1∶1.2；水泥漿液與水玻璃體積比為1∶1。

（3）注漿數量

2.2.3.3注漿施工流程

注漿工藝見圖10-4。

（1）打孔布管：小導管在打管前，按照設計要求放出小導管的位置。風鉆作動力，用專用頂頭將小導管頂入。小導管尾部置于鋼架腹部，增加共同支護能力。小導管安裝后用塑膠泥封堵導管外邊的孔口。

（2）封面：注漿前，噴5～10cm厚混凝土封閉工作面，以防止漏漿。

（3）注漿：用KBF-50/70注漿機進行注漿，采用注漿量和注漿壓力雙控原則進行注漿時間的控制。

2.2.3.4注漿機具

小導管注漿機具設備表見表10-2。

2.2.3.5小導管注漿注意事項

（1）配制漿液時，操作工人戴膠手套、護目鏡、防護帽，穿長筒膠鞋，不允許工人穿短袖上衣、短褲上班。

（2）注漿時，作業工人不準站在注漿口附近。

（3）發現壓力表有異常情況時，停止注漿，查找故障。

（4）配制漿液即用即配，剩余漿液倒掉，并清洗儲漿桶。

（5）每次注漿前，在現場做簡易膠結試驗，確定膠結時間和早期強度。

2.3 橫通道雙側壁導坑法施工工序

橫通道雙側壁導坑施工分為9導洞十步，具體過程詳見下表3-1橫通道施工流程。

豎井基坑及橫通道開挖時應做好開挖與外運的協調，組織好運輸車輛，并安排做好運輸線路的調查，及時調整調度方案，使盾構接收井開挖如期完成，及時轉入區間正線的施工，保證施工工期滿足施工的要求。

2.4、監控量測

橫通道的主要監測項目有：洞內外觀察；凈空收斂；拱頂下沉；地表下沉；臨近建筑物、地下管線及構筑物的變形；側向土壓力；襯砌、鋼架應力和底部隆起等內容。

3、結束語

雙側壁導坑法是比較成熟的施工工藝，具有較高的安全性。盾構側位接收，能較好的解決將盾構接收區間上方交通和管線問題，減少地鐵施工與地面交通和管線的矛盾，產生較好的社會和經濟效益，同時減少交通導改和管線改移的費用和時間，為盾構施工創造有利條件。

參考文獻

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[2] 《建筑基坑支護技術規程》

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[4] 現狀施工環境并結合我單位可以調用投入的施工隊伍、機械設備等資源

[5] 《北京市市政工程施工安全操作規程》（DBJ01-56-2001）

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