用于盾構開倉的不擴散樁施工技術

（廣東華隧建設集團股份有限公司，廣東 廣州 510335）

在盾構施工中，盾構開倉換刀施工是盾構施工過程中要求較高的施工工序，通常在開倉換刀前都會進行土體加固作業。在對盾構筒體及刀盤附近的土體進行加固，澆筑樁基砼時，砼容易擴散至刀盤及盾構筒體區域，造成盾構裹死，影響后續盾構掘進施工。為解決盾構刀盤及筒體附近樁基施工引起盾構裹死的問題，用于盾構開倉的不擴散樁施工技術就是應對這一難題的關鍵。

1 工程概況

南寧地鐵1號線動物園站－魯班路站區間線路長度1 438m，線路最小埋深15m，最大埋深23m，采用土壓平衡盾構掘進。左線盾構刀尖在切削到達加固體外側的600mm厚素連續墻約416mm后，掘進速度由正常掘進時的 70～80mm/min下 降 到 0～1mm/min，刀盤扭矩由正常掘進時的1.4～1.6MNm上升到4.5MNm，多次出現扭矩超限跳停情況，刀盤轉速為0.6～1.0rpm,推力為12 000～15 000kN，根據上述掘進參數變化判斷為刀具磨損嚴重，已不具備切削素連墻的能力。

通過地質勘察，到達端頭下部主要穿越地層為圓礫⑤1-1，隧道上部及頂部少量粉土③1，區間地下水與邕江水力聯系，地下水主要賦存于圓礫地層中，屬松散巖類孔隙水，具承壓性，水量豐富。

為確保后續盾構施工安全及盾構到達，采用在盾構四周進行土體加固后在刀盤上方開挖豎井的方式清除刀盤上方的土體露出刀盤上部后，再進行開倉換刀作業，加固施工包含鉆孔樁12根，單根樁長16.5m，樁徑1m，土體加固平面布置見圖1。按照以往鉆孔樁施工經驗，澆筑樁基砼時，砼容易擴散至刀盤及盾構筒體區域，造成盾構裹死，因此需采取可靠有效的措施控制砼擴散，確保盾構安全。

圖1 豎井鉆孔樁平面布置圖

2 不擴散樁施工成孔及施工順序

不擴散樁采用旋挖鉆機成孔，成孔過程中采用泥漿護壁。由于圍護樁距離盾構主機及刀盤較近，為防止旋挖樁澆筑砼過程中塌孔導致鉆孔樁與盾構刀盤連通導致后期砼進入盾構筒體及刀盤區域，需在工程開工前，根據測量控制網，精確測放各樁位點，鉆機就位時必須穩固、豎直、水平，定位準確，鉆頭中心與樁位中心誤差不大于10mm，埋設護筒時傾斜度控制在0.3%以內，護筒埋設偏差不超過30mm，并經由測量人員進行樁位復核校正護筒四周用黏土回填，分層夯實。

成孔過程要控制好泥漿質量，防止塌孔，利用鉆進過程中鉆頭對泥土的攪拌作用自然造漿，在施工過程中泥漿比重控制在1.0～1.1之間，泥漿在循環過程中在孔壁表面形成泥皮，和泥漿的自重對孔壁形成護壁起保護樁孔作用，防止孔壁坍塌。

施工時宜采用跳打法施工，相鄰樁的砼強度達到一定強度后，方可進行另一根樁的施工，防止對剛完成砼澆筑施工的樁基破壞。

成孔后，分2次進行清孔控制樁底成渣厚度，確保沉渣厚度小于200mm，減小沉渣對樁基施工質量和防滲透袋的效果的影響。

3 防滲透袋材質選用及安裝

不擴散樁基施工方法關鍵在于樁基鋼筋籠外套一個防滲透袋，通過試驗比對得出由帆布制作的防滲透袋最能達到設計要求，本項目的加固樁樁徑為1m，樁長16.5m，防滲透袋直徑1.2m，長度16.5m。

加固樁采用旋挖鉆機成孔，成孔過程中采用泥漿護壁。利用鉆進過程中鉆頭對泥土的攪拌作用自然造漿，在施工過程中泥漿比重控制在1.0～1.1之間，泥漿在循環過程中在孔壁表面形成泥皮，和泥漿的自重對孔壁形成護壁起保護樁孔作用，防止孔壁坍塌。這在防滲透袋制作中，需在底部開透壓孔，經過前提試驗比對得出透壓孔直徑為30～50mm的圓孔，數量6～10個，優選為9個，透壓口的增設確保了樁基鋼筋籠在下放時防滲透袋內外壓力一致，避免鋼筋籠下放的不便和對防滲透袋的破壞，防滲透袋透壓孔分布見圖2。通過澆筑樁基砼后利用加固孔底部的砼將透壓孔封堵。

防滲透袋安裝時通過彈性勒帶（圖2）固定在樁基鋼筋籠的外圓周上，相鄰的兩根所述彈性勒帶相隔1m。為能讓防滲透袋更好的固定，樁基鋼筋籠中相鄰的兩根主筋間增加一條直徑8～10mm的輔助鋼筋。防止了砼在澆筑過后對盾構周圍土體的擴散，進而保證盾構后續工作的進行。

4 不擴散樁鋼筋籠制作

不擴散樁施工技術中的防滲透袋選用帆布袋，常規方法制作的加固樁鋼筋籠會對防滲透袋產生破壞，從而失去應有的設計效果。通過對鋼筋籠制作方法的比對，優選了一套適用本項目樁基鋼筋籠制作的方法，樁基鋼筋籠運用常規制作方法按照設計尺寸加工，但在底部中的主筋向內反彎180°且彎起高度80～120mm，將樁基鋼筋籠底部中向內反彎的鋼筋尾部焊一個圓形的鋼筋網，鋼筋網外凸呈球狀，按照這種制作方法加工完成的樁基鋼筋籠，在安裝完畢防滲透袋下放樁孔時既能保護防滲透袋又能起到導向作用。

圖2 不擴散樁鋼筋籠剖面示意圖

5 結 語

通過對“用于盾構開倉不擴散樁施工技術”的研究和應用，總結得出在樁基鋼筋籠外套防滲透帆布袋，能有效防止樁基砼擴散至盾構刀盤及筒體，在進行有效的盾構附近土體加固的同時，可防止因樁基砼擴散造成盾構裹死，增加了社會效益和經濟效益，并能有效保證工程的進度和安全。本技術適用于在避免砼擴散的樁基施工中，特別是涉及需要控制樁體砼擴散和其它結構隔離，例如盾構刀盤及筒體附近的樁基施工。該施工技術操作簡便，施工材料來源廣，能快捷達到施工要求，縮短工期，易于推廣，應用前景廣闊。

[參考文獻]

[1]羅富榮，樂貴平，潘秀明，等.軌道交通車站工程施工質量驗收標準（第1版)[M].北京：中國建筑工業出版社.2010.