地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道施工關(guān)鍵技術(shù)

馬焱鑫

摘 要：地鐵盾構(gòu)技術(shù)是當(dāng)前城市地鐵施工中應(yīng)用比較廣泛且是一種重要的施工技術(shù)，它是使用盾構(gòu)機(jī)在地面以下掘進(jìn)暗挖隧道的施工方法，地鐵盾構(gòu)法具有自動(dòng)化程度高、施工速度快、省時(shí)省力、成洞較快以及不受外界氣候影響等特點(diǎn)，在隧道洞線比較長且埋深比較大的情況下，它是一種更為經(jīng)濟(jì)合理的施工方法。而一般使用的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)對于長度超過100m，且?guī)r石單軸抗壓強(qiáng)度超過100MPa的地層，直接采用盾構(gòu)法施工存在較大難度，常采取礦山法初支+盾構(gòu)空推的形式。本文通過對地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道施工過程中的注意問題進(jìn)行分析，對地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：地鐵盾構(gòu) 隧道施工 注意問題 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（b）-00-02

地鐵作為當(dāng)前城市軌道交通的重要組成部分，為人們交通出行帶來了極大的便利。然而，地鐵作為地下施工項(xiàng)目，地下建筑（構(gòu)）物地質(zhì)狀況和水文環(huán)境都存在不確定性，復(fù)雜多變，而一般使用的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)對于長度超過100m，且?guī)r石單軸抗壓強(qiáng)度超過100MPa的地層，直接采用盾構(gòu)法施工存在較大難度，綜合工期、安全、經(jīng)濟(jì)等因素，常采取礦山法初支+盾構(gòu)空推的形式，以確保盾構(gòu)機(jī)安全順利地通過硬巖或特殊地段。

1 地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道施工注意問題

1.1 導(dǎo)臺(tái)控制

為了確保地鐵施工的質(zhì)量和安全，所以，混凝土導(dǎo)臺(tái)的制作質(zhì)量就變得尤為重要，在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)空推之前，必須完成導(dǎo)臺(tái)制作，導(dǎo)臺(tái)的質(zhì)量直接影響到盾構(gòu)機(jī)能否可以正常掘進(jìn)，也對隧道軸線和設(shè)計(jì)軸線距離偏差有著一定影響，進(jìn)而對管片拼裝過程產(chǎn)生影響，反過來，管片的拼裝質(zhì)量也會(huì)對導(dǎo)臺(tái)質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以，控制導(dǎo)臺(tái)質(zhì)量是保證地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道的關(guān)鍵之處。

1.2 計(jì)算盾構(gòu)施工參數(shù)

盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)前必須嚴(yán)格計(jì)算盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)，首先，進(jìn)洞掘進(jìn)之前，建立土壓平衡，其次，盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中，要先進(jìn)行試驗(yàn)路段掘進(jìn)，并且對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析，然后進(jìn)行總結(jié)制定對應(yīng)的掘進(jìn)設(shè)備參數(shù)[1]。

1.3 空推速度控制

為了保證盾構(gòu)機(jī)平衡，順利削減洞口的巖土，保護(hù)切削刀，盾構(gòu)機(jī)初始速度一般確定在10mm/min。

1.4 保證管片拼裝質(zhì)量

在進(jìn)行管片拼裝時(shí)，要細(xì)心觀察管片和管片之間距離的變化，要確保一定的距離，保證管片拼裝的質(zhì)量，特別值得注意的是圓整度，在拼裝過程中一定要將管片連接螺旋擰緊同時(shí)用緊線器拉緊，用木楔子將管片外側(cè)和基座間的空隙緊緊固定住。

1.5 把控出土量

盾構(gòu)機(jī)在初始掘進(jìn)空推過程要嚴(yán)格把控出土量，科學(xué)合理配置各種參數(shù)，做好掘進(jìn)出土記錄，這樣才可以保證出土量不會(huì)超情況發(fā)生，防止發(fā)生地面沉降現(xiàn)象。

1.6 控制注漿量

注漿量的多少對盾構(gòu)施工質(zhì)量有著重要影響，注漿量一定要控制在注漿壓力的設(shè)計(jì)值，如果注漿量過多，會(huì)溢出到刀盤，對正常施工造成影響，而注漿量過少，又無法保證注漿效果。

2 地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 地鐵盾構(gòu)空推準(zhǔn)備工作

地鐵盾構(gòu)施工的基礎(chǔ)是施工環(huán)境的巖土條件，所以，在施工之前，首先要對施工工地的地質(zhì)條件和水文條件進(jìn)行仔細(xì)的勘查，并做好記錄，總結(jié)以后根據(jù)實(shí)際情況做相對應(yīng)的應(yīng)急準(zhǔn)備[2]。

2.2 端頭加固

為確保盾構(gòu)機(jī)到達(dá)礦山法段時(shí)，其推進(jìn)力不將礦山法段隧道掌子面推擠坍塌，須在礦山法隧道與盾構(gòu)隧道連接處設(shè)置端頭墻，一般先對周邊土體進(jìn)行全斷面注漿加固，再密排3榀鋼筋格柵，全斷面布置雙向φ20玻璃纖維筋，噴射50cm厚度的C25、P6混凝土形成堵頭。

2.3 導(dǎo)臺(tái)施工

為使盾構(gòu)機(jī)安全、高效、優(yōu)質(zhì)通過礦山法段，須在礦山法段設(shè)置鋼筋混凝土導(dǎo)臺(tái)為盾構(gòu)機(jī)提供精確導(dǎo)向，確保盾構(gòu)機(jī)保持良好的推進(jìn)姿態(tài)，確保管片拼裝質(zhì)量、管片姿態(tài)良好，防水質(zhì)量可靠。導(dǎo)臺(tái)設(shè)置在礦山法初支結(jié)構(gòu)底部60°范圍內(nèi)，與盾構(gòu)機(jī)刀盤外輪廓間預(yù)留10mm間隙，導(dǎo)臺(tái)半徑3.15m，厚度15cm。導(dǎo)臺(tái)采取分段澆筑，一般每段15～20m，使用定制鋼膜。

2.4 盾構(gòu)進(jìn)入空推段

2.4.1 調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)

盾構(gòu)機(jī)到達(dá)礦山空推段前50m，加密測定管片姿態(tài)，人工測量檢查盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，校正VMT測量導(dǎo)向系統(tǒng)，測定盾構(gòu)推進(jìn)姿態(tài)偏差，并開始糾偏，控制量為：水平控制偏差為0，垂直偏差為+50mm。做好二次注漿穩(wěn)定管片姿態(tài)，確保VMT導(dǎo)向系統(tǒng)能精準(zhǔn)，同時(shí)復(fù)測礦山法段斷面情況，監(jiān)測拱頂沉降量，檢查端頭墻洞門尺寸，確保凈空，保證盾構(gòu)機(jī)準(zhǔn)確安全進(jìn)入礦山空推段隧道。

2.4.2 盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)

盾構(gòu)機(jī)通過玻璃纖維筋堵頭墻后，進(jìn)入礦山空推段，沿導(dǎo)臺(tái)方向推進(jìn)，過程中要不斷調(diào)整各組推進(jìn)油缸的行程，使盾構(gòu)姿態(tài)吻合線路。盾構(gòu)機(jī)推動(dòng)刀盤前方的豆粒石，在刀盤前逐漸形成較為密實(shí)的豆粒石堆，管片與初支隧道間隙噴射豆粒石填充，并進(jìn)行同步注漿。盾構(gòu)推進(jìn)模式采用不建壓模式，掘進(jìn)推力控制在6000kN以內(nèi)，當(dāng)掘進(jìn)推力超過6000kN時(shí)，可開啟螺旋輸送機(jī)出土，但要控制出土量。

2.4.3 管片拼裝

管片拼裝質(zhì)量直接決定了成型隧道防水效果的好壞，也影響盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)姿態(tài)，是盾構(gòu)施工中重要管控環(huán)節(jié)。安裝前要仔細(xì)檢查管片配件、外觀等，管片拼裝需分步緊固連接螺栓，切勿一次到位。安裝順序自下而上，先下部開始，安裝底部標(biāo)準(zhǔn)塊（或鄰接塊），再對稱安裝標(biāo)準(zhǔn)塊和鄰接塊，最后安裝封頂塊。

2.4.4 管片背后回填

管片背后回填包括噴射豆粒石、同步注漿和二次注漿等3個(gè)部分。

（1）豆礫石回填主要有兩個(gè)過程，一是以4.5m左右的間隔距離對盾構(gòu)機(jī)切口位置修建圍堰，防止后邊的沙礫和水泥往前躥；二是管片拼接完成以后，利用管片上的注漿孔往后面輸送豆礫石材料，這個(gè)過程可以依據(jù)實(shí)際管片間距確定是否需要進(jìn)行，在間隙過小時(shí)，就可以不用這種操作方法。

（2）同步注漿工作主要通過盾構(gòu)機(jī)自帶的設(shè)備來進(jìn)行，現(xiàn)場人員依據(jù)實(shí)際的具體情況控制注漿速度和注漿數(shù)量，一般情況下，注漿的控制標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)設(shè)計(jì)注漿量的80%，注漿的整個(gè)過程一定要做好圍堰的變形觀測，變形過大時(shí)，一旦出現(xiàn)漿體外泄，立即停止注漿工作。注漿效果檢查應(yīng)該按照階段進(jìn)行，一般情況下是在管片拼接后的十環(huán)，隔五米就要進(jìn)行注漿效果檢查，參照檢查結(jié)果，來確定注漿工作是否繼續(xù)進(jìn)行。

（3）洞口封堵補(bǔ)漿，盾構(gòu)推進(jìn)到隧道的出口位置以后，就要及時(shí)對洞口進(jìn)行封堵，防止出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，封堵洞口的方法主要是用管片上的注漿孔來補(bǔ)漿。在地鐵盾構(gòu)空推的整個(gè)過程中，空推的反阻力比較小，且豆礫石的回填數(shù)量受到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的控制，為了預(yù)防在竣工以后發(fā)生滲漏，所以，洞口封堵補(bǔ)漿工作很重要，施工人員要高度重視。

3 結(jié)語

地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道施工技術(shù)作為一種機(jī)械化和自動(dòng)化程度都比較高的隧道掘進(jìn)施工模式，替代了過去比較落后的明挖、淺埋、暗挖等勞動(dòng)密集型的施工模式，但在施工過程也有值得注意的事項(xiàng)和出現(xiàn)的問題，這就要求施工人員應(yīng)該通過不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐，更加熟練的掌握相關(guān)的施工技術(shù)，依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改善和創(chuàng)新，了解地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道施工技術(shù)工程質(zhì)量監(jiān)控重點(diǎn)和相對應(yīng)的解決對策，這樣才可以為地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道施工質(zhì)量、安全等提供有效保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉湘君.地鐵隧道盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（9）：639.

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[3] 程鳳.地鐵盾構(gòu)空推過暗挖隧道施工關(guān)鍵技術(shù)[J].居舍，2017（35）：46，171.

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