地下室錨索侵入隧道結構限界的盾構施工技術

鄭鴻樸 （中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司，北京 101100）

1 工程概況

合肥市軌道交通3號線潛山路站～史河路站區間始于潛山路站北端頭井，沿潛山路路中敷設，下穿淠河路至史河路站南端頭井，區間設計起止里程為CK14+276.730～CK15+100.650，區間全長 824.291m，線間距 13～16m，最大縱坡 17.9‰，隧道埋深10.3～14.9m。線路通過的主要地貌單元為二級階地，地形較平坦。區間主要穿越②2層粉質黏土、⑥1層全風化泥質砂巖、⑥2層強風化泥質砂巖、⑥3層中風化泥質砂巖及⑦3層中風化泥質砂巖。區間隧道擬采用盾構法施工。

由于區間隧道左線左側有已建天玥中心廣場項目。該建筑地上32層，框架結構，地下3層，筏板基礎，地下室底板埋深-17m，基坑采用樁錨支護形式，外輪廓與隧道最小水平凈距約17.04m。天玥中心廣場地下室錨索侵入左線里程CK14+275～479范圍內的隧道結構限界，且錨索數量多，布置密集，盾構無法正常推進。

經多次研判施工方案，決定采用礦山法輔助施工，即盾構機沿暗挖成型段導臺空推拼裝管片，由初期支護、回填豆礫石與預制混凝土管片等部分組成復合式防水型襯砌，有效地解決了錨索侵入隧道結構限界的難題。

錨索與區間位置關系見圖1、圖2。

圖1 區間隧道與天玥中心地下室位置關系平面圖

圖2 區間隧道與天玥中心地下室位置關系斷面圖

2 礦山法區間盾構接收土體加固施工方法

位于軟土層均采用φ800@600三重旋噴樁進行地層加固，加固體深入中風化泥質砂巖1m，結構位于中風化泥質砂巖中的采用洞內袖閥管注漿加固（加固圖見圖3），采用旋噴樁加固后的土體應有良好的均勻性和自立性，無側限單軸抗壓強度不小于0.8MPa，滲透系數不小于10～7cm/s。暗挖段盾構進洞位置采用C15素混凝土填充，保證盾構進洞安全。

圖3 礦山法區間盾構接收處土體加固示意圖

3 盾構空推過礦山法隧道施工工藝

盾構機破除封堵墻進入礦山法段隧道后，即可開始進行盾構機的進礦山法空推工作，傳統工藝是盾構機一邊推進，一邊拼管片，一邊向管片背后噴射豆礫石填管片和隧道初支間的空隙，并同步注入雙漿液。這種方法工藝成熟，但施工速度慢，一般為每天可進尺約5環管片(主要是確保噴射豆粒石質量占用時間較多)。為達到加快進尺（每天推進約10環的目標），采用剛性支頂輔助掘進的工藝。

①提前加工好需要的剛性支頂（復合牙灌漿孔支頂見圖4、圖5）。

圖4 盾構機過礦山法隧道支頂安裝示意圖

圖5 復合牙灌漿孔支頂(鋼質)結構示意圖

②在管片安裝前把預留灌漿孔打通，利用灌漿孔安裝支頂作側支撐，在管片脫離盾尾后迅速安裝支頂，支頂頂桿頂緊導臺和初支面，同時利用縱向螺栓的拉力共同把管片限制住。

③盾構機推進時適當控制推力，把隧道內的管片壓緊，管片拼裝螺栓緊固后再由前方向管片背后噴射填裝豆礫石，然后盾尾同步注漿，依靠砂子、豆礫石、同步漿液將管片支撐住防止管片下沉。豆礫石利用料斗運到隧道內部，噴混凝土機工作平臺設置在連接橋行走平臺上。

④確認管片壁后填充效果后，完成一個循環。

⑤管片脫出盾尾10～15環后進行二次注雙液漿補注，促使管片背后填充物盡快凝固，以便在電瓶車行駛時為管片提供有力支撐，防止管片下沉和錯臺。在二次注漿前回收支頂，以防支頂凝結在填充物中，如果條件允許，臨時支頂可以不進行回收，以減小隧道上浮量。

4 盾構推進控制時注意事項

①盾構機在進入礦山法隧道內導臺前要調整刀盤刀具，避免刀具與導臺接觸。采用軸線偏差小于2cm、總推力小于6000kN雙控。在盾構機刀盤距離封堵墻1～2m時，對剛脫出盾尾的3環管片通過吊裝手孔注雙液漿施做止漿環，促使管片背后漿液盡早凝固；在盾尾完全進入接收端加固區域1m后打穿管片吊裝孔在加固區域采用聚氨酯材料施做止水隔離環，在分界段構造出止水帷幕，施做止漿環和止水隔離環的目的是防止盾構機刀盤進入礦山法隧道后管片背后漿液和周邊泥水等沿著盾體空隙涌入礦山法隧道內而導致盾構段管片背后失漿后沉降，并減少空推段漿液散失導致管片上浮的風險。

②軸線高程坡度，原則上進出礦山法隧道時盾構機保持+5‰坡度。

③盾構機在未完全進入正常盾構推進土體內時，盾構推力不能過大；在盾構進入土體前，必須完成在礦山法隧道內的管片二次注漿施工；在盾尾完全進入始發端加固區域1m后打穿管片吊裝孔在加固區域采用聚氨酯材料施做止水隔離環，在分界段構造出止水帷幕，施做止漿環和止水隔離環的目的是，防止盾構機刀盤穿出礦山法隧道后管片背后漿液和周邊泥水等沿著盾體空隙涌入礦山法隧道內，而導致盾構段管片背后失漿后沉降，并減少空推段漿液散失導致管片上浮的風險。

④礦山法隧道與盾構隧道的接口處在噴豆礫石回填后，采用雙液漿進行壓注，使回填材料能在短時間內達到一定的強度。盾構機進入礦山法隧道前，事先在加固區域外距隧道邊線約1m施做預留袖閥管，數量為掘進方向左右兩側各2根，深度為達到隧道底部3m，如果遇有特殊情況可及時進行補償注漿。接口部位的處置是空推過程中的重中之重，如果有條件，在盾構穿越該地段后及時進行靜壓注漿。