淺談大直徑土壓盾構中間豎井管片拆除施工技術

摘要：負環拆除施工在盾構施工中較為傳統的施工項目，然而，在莞惠城際軌道交通工程GZh-12標項目中，盾構過電力井采用“先隧后井”施工，需要對盾構中間豎井管片進行拆除施工，由于該豎井靠近東江，地層富水，而且該處地層與東江存在水力聯系。該處管片拆除風險大，難度大，本文詳細的闡述了盾構中間豎井工程概況及相關的各項施工技術。

關鍵詞：大直徑土壓盾構；中間豎井；管片拆除；

隨著城市化的發展，目前我國各大城市都在大力發展城際軌道交通，隧道盾構施工項目隨之增加，受使用功能的要求，大直徑土壓平衡盾構施工也有增多的趨勢。且各項施工要求均提出了更高的要求。

工程概況

莞惠城際軌道交通項目工程GZH-12標盾構區間采用直徑8.8米的海瑞克土壓平衡盾構機進行施工，區間在GDK100+100處設防淹門兼電力井，該豎井位于惠州市云山西路與文昌一路交匯路口西南側，場地處屬沖積平原，地勢平坦，地面高程15.91-16.14m，基坑長32.53m，寬12.6m，采用明挖法施工，開挖深度35.7m。電力井基坑在盾構通過后由回填砂土、細石混凝土與洞門分層進行了回填如下圖所示。

電力井管片拆除施工前具備開挖條件，需要對每個洞門的洞門處及洞門外各6環管片進行補充注漿，共計24環。電力井開挖施工時，要對電力井內的管片進行拆除，左右線共16環管片需要拆除。

二、總體施工方案

1、洞內注漿施工方案

根據開挖及洞門鑿除期間情況分析，電力井漏水點主要集中在管片與連續墻之間的空隙局部存在注漿不密實形成的通道，因此注漿主要對通道進行封堵，并對連續墻外一定范圍管片外進行加強注漿。

（1）連續墻內的管片注漿

在連續墻內的管片，主要采用雙液漿進行補漿。該處管片在預制時已增加注漿孔，要求依次打穿所有孔進行注漿，注漿壓力控制在0.5～1MPa。注漿順序為先上后下，打注漿孔時要求打穿至注漿孔外150mm，即總共打入550mm（含管片厚度）。每個洞門有2環，合計8環。

（2）連續墻外管片注漿

連續墻外的管片，隧道上半部分處于砂層中，地下水豐富、滲透性高，需要擴大注漿范圍。注漿前，先打入帶球閥的鋼花管，并封堵花管與注漿孔之間的空隙后進行注漿。鋼花管總長度1m，注漿先采用單液漿，注漿壓力控制在0.5～1.0MPa，當每個孔注漿量超過4m3時改注雙液漿，直至壓力滿足要求。隧道下半部分處于巖層中，只需打開注漿孔直接注漿，每個洞門處有4環管片，共計16環。

2、洞內加固施工方案

由于在拆除管片時，管片剛體在卸載后產生移位變形，影響隧道成型管片質量。為避免此類事情發生，必須在管片拆除前在洞內一定范圍內（在電力井洞門往內各5環，總計20環）進行管片加固，使得該處管片形成整體，避免管片移位變形。洞內加固方法分兩種：第一種，縱向加固，第二種環向加固。

（1）縱向加固

3、管片拆除施工方案

（1）鑿除中間環管片

由于盾構掘進時掘進力較大（20000KN），管片間嵌固的比較牢靠，拆除第一環管片比較困難。

第一步：開挖至露出上半部分管片時，然后對中間環（第一環）封頂塊進行鑿除。先對中間環封頂塊選擇合適吊點位置（每塊為2個）處混凝土鉆孔機在管片上方進行人工鉆孔，洞內架設預制三角架，孔洞大小為能穿過鋼絲繩即可；對20T龍門吊、鋼絲繩穿過吊裝孔進行懸吊保護，保證不發生脫落，然后解除封頂塊螺栓，在管片上方對封頂塊沿著管片環縫、縱縫周圍進行鉆孔切割，直至脫落。

第二步：拆除中間環上半部分管片。

采用相同方法進行剩余上半部分管片的拆除。

第三步：待開挖到底，設置臨時支撐見本節4）和圖2-7

第四步：利用炮機進行鑿除中間環下半部分管片。

開挖到底，對需要進行鑿除的管片，解除相連螺栓，200挖機更換炮頭進行鑿除。

（2）鑿除剩余環管片

拆除順序為依次從中間環向兩邊洞口方向進行由于此處拆除方法相同，以拆除第二環為例進行說明。

（1）拆除管片，必須從上到下順序進行逐塊拆除。

（2）對20T龍門吊、鋼絲繩穿過吊裝孔進行懸吊保護，保證不發生脫落，并解除該塊管片周邊的連接螺栓。洞內架設預制三角架，松開螺栓后即可進行管片吊出。

（3）采用相同方法進行剩余上半部分管片的拆除。

（4）待開挖到底，設置臨時支撐見本節4）和圖2-4

（5）拆除剩余下半部分管片。

（3）拆除洞口環管片

1、拆除施工方法

拆除洞口環管片根據管片嵌入洞內深度不同分為兩種情況：

第一種情況：洞口環管片嵌入洞內深度小于20cm。

由于洞口環管片部分嵌入電力井端墻內，首先用20T龍門吊將最上方管片塊垂直吊住，然后解除此塊周邊的連接螺栓，在該塊管片與第1環管片銜接處用風鎬、大錘打入3個鋼楔塊，利用鋼楔塊將該塊管片頂松動，即可順利將該塊管片拆除，再依次從上向下將剩余管片拆除。

第二種情況：洞口環管片嵌入洞內深度大于20cm。

由于洞口環管片嵌入電力井端墻內深度過大，拆除困難，而且存在滲漏危險。需要對洞口環管片進行沿著端墻面環向切除。

2、防滲漏措施：

由于洞門口管片環拆除時，洞門仍然存在滲漏風險，連續墻與管片之間采用鋼板封堵。挖出一塊封一塊。鋼板要固定在連續墻面上，貼在管片，并在管片上打入膨脹螺栓卡住。在鋼板上留注漿管，一旦出現漏水，可注漿。

①材料準備：鋼板采用（400mm+450mm）×500mm梯形；10mm厚鋼板，并進行開孔處理。（每塊鋼板開4個?22mm的膨脹螺栓割孔），并每個洞門內預留六塊鋼板為有預留?60mm注漿管孔的鋼板。如圖2-4。

②測量放線：盾構隧道采用管片外徑為8500mm，400mm厚鋼筋混凝土襯砌。在電力井鑿除洞門時，為了盾構能順利通過，鑿除洞門直徑為9100mm。則連續墻與管片外徑縫隙徑向長300mm。如圖2-5所示測放出鋼板螺栓孔的軌跡線并標識。第一排膨脹螺栓孔軌跡線直徑為8400mm，第二排膨脹螺栓孔軌跡線直徑為9200mm。

③固定鋼板：拆除洞口管片時每拆除一塊管片，則立即固定該范圍內的鋼板。采用沖擊鉆在測量出的軌跡線上鉆孔，使用龍門吊機進行鋼板吊裝，吊裝至位置時，使用M22膨脹螺栓固定。重復上述工序，直至完成所有鋼板貼墻固定工作。

④注漿孔預留：在12點，2點，4點，6點，8點，10點方向各留一塊鋼板并預留?60mm帶球閥的注漿管孔的鋼板。一旦出現漏水，可采取及時注漿方法進行堵漏。

（4）設置臨時鋼管支撐

在拆除電力井內所有上半部分管片后，及時在管片上安裝臨時鋼管支撐安裝。具體做法如下：待完成所有管片的上半部分拆除工作并土方開挖至底后，及時進行臨時鋼管支撐安裝，臨時鋼管支撐共有4根，采用直徑600mm（壁厚16mm）的無縫鋼管，單根長度為12.4m，為了減少支撐的跨度，在每根支撐的中部設置一根豎向支撐，立柱采用直徑600mm，（壁厚9mm的螺旋焊鋼管）。為減少應力集中，保證管片受力均勻，在洞口環管片上部220°范圍內安裝一層用型鋼加工的箱型結構，然后將支撐頂在箱型結構上。

三、結語

經過周密的施工準備和科學合理的現場組織，該項目的16環管片順利進行了拆除，且洞門處理也順利完成，此次大直徑土壓盾構中間豎井管片拆除施工，不僅節約了工期，為后期電力井主體結構施工提供了有利條件，也為以后類似工程的大直徑、大重量的中間豎井管片拆除積累了豐富的經驗。

參考文獻

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