廣州地鐵八號線北延段盾構施工技術小節

馬維亮

中鐵濟南工程建設監理有限公司

廣州地鐵八號線北延段盾構施工技術小節

馬維亮

中鐵濟南工程建設監理有限公司

目前，各地大中城市都已經或正在實施地鐵工程，地鐵建設已經成為我國城市建設的一項重要組成部分，受到社會各界的普遍關注。由于地鐵工程大部分工程都在地面以下，地下施工的特殊性給地鐵項目工程建設帶來很多與其它交通工程截然不同的特點和問題。

地鐵；盾構施工；施工技術

廣州地鐵八號線北延段是廣州已建和在建地鐵線路中條件限制最為苛刻、工程建設風險最大的線路。廣州市建科委邀請中國工程院院士錢七虎在內的10名專家對此項目進行評估，八號線北延段的盾構施工經驗對其他地方施工有著重要指導意義。

1 項目簡介

廣州地鐵八號線北延段施工8標選用由海瑞克公司生產S-371、S-372的雙螺旋土壓平衡盾構機。石亭區間左線盾構自2016年4月22日始發，右線盾構自2016年6月28日始發，截至發稿左線完成375環、右線完成310環，共1027.5米。隧道先后成功穿越了全斷面富水砂層(局部砂層有液化現象)、多個大小不等的溶洞區域、200余米河涌段、穿越無基礎的磚砌廠房、下穿多層房屋、下穿高壓燃氣管線在內的各種管線、部分上軟下硬地層、城市次干道等重要地段。

2 施工技術

2.1 合理確定掘進參數

一是選取盾尾完全進入端頭地連墻時刀盤所處位置；二是選取盾構掘進75環時刀盤所處位置；作為土壓平衡模式掘進參數的計算斷面。通過理論計算結合以往的盾構施工經驗，盾構始發前我們擬定了如下的盾構掘進參數：推力1000t～1200t，刀盤轉速1.2～1.5，扭矩控制≤2500KN*m，土壓1.0～1.5bar，根據地層情況而定，注漿量控制≥6方，注漿壓力1.8～2.5 bar。

2.2 沉降控制

1.調整試驗漿液配比：為確保雙液砂漿的試驗效果，砂漿原漿中水泥量增減，調整砂漿自身凝固時間至4.2h。

2.調整掘進參數：土壓由1.0-1.2bar調整至1.4～1.5bar，嚴控出土量，通過掘進的推進距離，換算出土量，將每個土斗分三份統計，控制出土每斗在500mm左右。

3.盾尾同步注雙液漿：在盾尾第二環11～1點的拼裝孔開孔接好水玻璃管，待油缸行程推至800mm時采用氣動泵同步注入水玻璃縮短漿液凝固時間。水玻璃采用原液、1：1、1：2、1：3四個配比稀釋進行試驗。每個配比實驗20環。通過試驗段地表檢測對比發現1：1效果最為明顯。

4.試驗效果分析：后續打開吊裝孔位檢查，發現原同步注漿漿液(1～80環)由于地下水豐富，存在漿液的凝固時間較長甚至不凝固，通過采取同步注入雙液漿，在打開盾尾后5環位置9-3點位上部孔，發現漿液在3-5個小時左右就已凝固，很好的穩固了盾構隧道管片和周邊地層，達到了同步注漿快速凝固的目的。

2.3 管片拼裝質量控制

1.測量人員保證每天監測一次管片姿態，在管片未拖出盾尾時就進行測量，在拖出盾尾后再次進行測量，并根據管片沉降量進行跟蹤測量直至管片穩定，并將數據形成書面文字對盾構司機和值班技術員進行交底。堅持監測數據的收集，并做有效的對比，掌握不同地層條件下管片姿態變化情況，以便為后續施工做參考；

2.管片K塊拼裝前，采用肥皂水對止水條進行潤滑，保護K塊插入時止水條不被擠壞，K塊預留位置比設計管片寬度大3～5mm；K塊管片拼裝時，管片螺栓加裝PVC套管減少位移量；

3.管片在現場安裝前仍要進行一次檢查，在確認管片質量完好無缺、止水條粘結無脫落后，才允許安裝，管片拼裝成環時，其連接螺栓先逐片初步擰緊，脫出盾尾后再次擰緊。當后續盾構掘進至每環管片拼裝之前，對相鄰已成環的3環范圍內管片螺栓進行全面檢查并復緊。

2.4 衡盾泥輔助帶壓開倉換刀

1.停機前準備工作：在掘進最后一環時采取超壓掘進，土倉同步注入至少6m3膨潤土，同時確保鉸接油缸伸出至少100mm。

2.衡盾泥配備：衡盾泥A液配比為： 衡盾泥：水(1：2) 利用高速剪切泵進行攪拌， 衡盾泥A液與B液配比為 15：1，在盾構機砂漿罐采用滴漏法進行攪拌混合，使A、B液充分攪拌。

3.盾構機盾體包裹：通過前盾體預留孔處徑向周圈注入衡盾泥，衡盾泥注入壓力采用0.5～2MPa，衡盾泥滲透、擴散，打開相鄰預留孔泄壓觀察是否有衡盾泥流出，使盾體周圈地層和盾體形成完整的包裹體，土倉將形成一個密閉空間。

4.衡盾泥壓注及排渣：采用同步注漿系統由人倉口平衡球閥注入，土倉壓力控制在1.5bar，螺旋機排渣，壓力波動范圍控制在0.2bar，注入過程可緩慢轉動刀盤，渣土置換需做好泵送量與出渣量統計，保持注出量平衡。

5.衡盾泥分級加壓：分5級加壓，通過少量多次的注入衡盾泥進行加壓，每級0.2bar。即1.2-1.4，1.4-1.6，1.6-1.8，1.8-2.0，2.0-2.2bar。其中，前面4級要求動態穩壓2小時，最后一級2.0-2.2要求穩壓6小時。在1.8-2.0，2.0-2.2bar分級加壓過程中，盾體后退8-10cm，緩慢轉動刀盤2-3次，轉速0.1-0.5rpm，以確保衡盾泥材料掌子面位置行成泥墻，最后一級加壓時盡可能不轉動刀盤。

6.漿氣置換：分級降壓，0.2bar為一級：1.8-2.0，2.0-2.2bar采取自然降壓，密切觀察泄壓時間并做好記錄。如果降壓的穩壓時間超過6小時后，分級降壓采取氣體保壓，每級保壓時間范圍內保證空壓機泄氣量不大于10%，螺旋機排土方式降壓，直至壓力降至設定工作壓力，開啟自動保壓系統置換土倉內衡盾泥至3、9點位，通過土倉壁3、9點位球閥開啟檢查。

本標段雙線盾構累計共掘進1027.5米，總結了盾構掘進參數、沉降控制措施、管片拼裝質量控制措施、衡盾泥輔助帶壓進倉換刀工法等盾構施工技術總結，望能對以后其他標段的盾構施工提供指導，甚至對廣州地鐵及其他地方地鐵盾構施工提供可借鑒部分。

[1] 賀奇峰. 淺談地鐵盾構法施工中盾構機轉接始發技術[J]. 中國高新技術企業，2013

[2] 侯學淵，廖少明. 盾構隧道沉降預估.地下工程與隧道，1993