某核電站排水隧洞盾構(gòu)施工質(zhì)量控制

王志強(qiáng) 田燾

摘要盾構(gòu)法是在盾構(gòu)支護(hù)下進(jìn)行暗挖施工，具有施工安全性高，機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，施工速度快，施工時(shí)不受交通河道、航運(yùn)、潮汐、氣候等條件的影響。對(duì)地面建筑物及交通、環(huán)境的影響較小等優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)某核電排水隧洞工程施.控制過(guò)程，簡(jiǎn)要介紹盾構(gòu)技術(shù)和質(zhì)量控制，以便為今后類似項(xiàng)目提供借鑒。

關(guān)鍵詞盾構(gòu)施工 質(zhì)量控制

一、工程概況

某核電站排水隧洞工程采用盾構(gòu)法施工，包含兩條盾構(gòu)隧道，其長(zhǎng)度分別為612m和626m，管道內(nèi)徑為6100mm，盾構(gòu)隧道管片厚度350ram。隧道在始發(fā)井的出洞中心標(biāo)高為-1L00m，接收井進(jìn)洞中心標(biāo)高為-12.00m，向下設(shè)計(jì)縱坡-0.16%；軸線平面轉(zhuǎn)彎半徑R分別為480m和494m。

二、盾構(gòu)施工質(zhì)量控制

盾構(gòu)法隧道施工的質(zhì)量控制重點(diǎn)是建成的隧道實(shí)際軸線與設(shè)計(jì)軸線的一致性，管片的制造質(zhì)量，管片拼裝質(zhì)量，隧道的綜合防水能力；另外隧道施工過(guò)程對(duì)地層的擾動(dòng)、對(duì)周圍環(huán)境的影響等也是反映隧道施工質(zhì)量的重要指標(biāo)。

（一）管片制作、運(yùn)輸質(zhì)量控制

盾構(gòu)管片作為盾構(gòu)施工的重要組成部分，其制作質(zhì)量尤關(guān)重要，該工程盾構(gòu)管片采用場(chǎng)外預(yù)制，運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)拼裝的施工方式。施工前編制專項(xiàng)施工方案報(bào)送監(jiān)理審批合格后開(kāi)始實(shí)施。

管片經(jīng)蒸養(yǎng)后以同條件養(yǎng)護(hù)的試件的抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度60%便可脫模，脫模應(yīng)注意管片在內(nèi)弧面醒目處應(yīng)注明管片型號(hào)、生產(chǎn)日期和鋼模編號(hào)，脫模后混凝土帶水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于14天。

管片堆放應(yīng)擱置在柔性材料的墊條上，墊條厚度要一致，擱置部位要正確。管片堆場(chǎng)地坪必須堅(jiān)實(shí)平整，管片應(yīng)側(cè)立堆放整齊，堆放高度以三塊為宜，并應(yīng)堆成上小下大狀，以防傾斜。

（二）盾構(gòu)進(jìn)、出洞質(zhì)量控制

1.進(jìn)出洞土體加固及改良質(zhì)量。

（1）本工程采用高壓旋噴樁加固方式，加固效果要通過(guò)在不同部位、不同深度鉆心取樣等手段進(jìn)行驗(yàn)證，確保滿足設(shè)計(jì)要求；

（2）降低地下水位。在始發(fā)期間，端頭井周圍地下水位要降至洞圈以下1.5-2m，要實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并有備用降水井和降水設(shè)備。

2.臨時(shí)墻拆除。臨時(shí)墻拆除是在盾構(gòu)施工中最應(yīng)引起注意的一道作業(yè)，有很大的危險(xiǎn)性。拆除臨時(shí)墻的時(shí)間應(yīng)在盾構(gòu)機(jī)調(diào)試達(dá)到穩(wěn)定推進(jìn)條件后。始發(fā)時(shí)臨時(shí)墻與盾構(gòu)機(jī)間應(yīng)預(yù)留不小于1.2m的作業(yè)空間。拆除臨時(shí)墻前應(yīng)鉆梅花型探孔觀察，觀察時(shí)間不少于12h。

3.出洞止水密封裝置安裝。簾布橡膠板上的安裝螺栓必須齊全緊固，防翻卷裝置加工牢固，簾布橡膠板緊貼洞門，防泥水流失。

4.盾構(gòu)機(jī)基座。

（1）位置及尺寸。基座設(shè)置前，應(yīng)對(duì)洞中的實(shí)際凈尺、平面位置、直徑及高程進(jìn)行復(fù)核確定基座的位置和高程。

（2）基座的加固焊接質(zhì)量，導(dǎo)向軌的夾角，基座的防移動(dòng)加固。

（3）考慮設(shè)計(jì)坡度和盾構(gòu)機(jī)預(yù)沉降防范措施，前端應(yīng)有防盾構(gòu)機(jī)磕頭裝置。

5.反力支撐系統(tǒng)（由臨時(shí)負(fù)環(huán)管片、反力架、調(diào)節(jié)裝置等部分組成）。

（1）必須盡可能地保持負(fù)環(huán)管片的真圓度。

（2）使用鋼材等按設(shè)計(jì)調(diào)整正1環(huán)與豎井坑口部位的位置關(guān)系。

（3）負(fù)環(huán)頂部作為運(yùn)輸開(kāi)口時(shí)，必須用鋼材加固該開(kāi)口。

（4）反力架的支撐中，受力混凝土和鋼構(gòu)件的強(qiáng)度，要達(dá)到設(shè)計(jì)推力的要求。

6.盾構(gòu)到達(dá)工序質(zhì)量控制。

（1）盾構(gòu)接收基座設(shè)置。由于盾構(gòu)進(jìn)洞姿態(tài)是未知的，在盾構(gòu)接收（進(jìn)洞）前仍需復(fù)核接收井洞門中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面為原則），確保盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞后能平穩(wěn)、安全推上基座。

（2）進(jìn)洞前盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)控。在盾構(gòu)進(jìn)洞前約100環(huán)應(yīng)對(duì)已貫通隧道內(nèi)布置的平面導(dǎo)線控制點(diǎn)及高程水準(zhǔn)基點(diǎn)做貫通前復(fù)核測(cè)量，是準(zhǔn)確評(píng)估盾構(gòu)進(jìn)洞前姿態(tài)和擬定進(jìn)洞段掘進(jìn)軸線的重要依據(jù)。

（3）洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除。

（4）出洞止水密封裝置安裝。

（5）觀察進(jìn)洞洞口有無(wú)滲漏的狀況，發(fā)現(xiàn)洞口滲漏及時(shí)封堵；及時(shí)安裝洞口拉緊裝置，并檢查其牢固性。必須重視進(jìn)洞工序，組織施工前條件驗(yàn)收。

（三）土壓盾構(gòu)掘進(jìn)質(zhì)量控制

1.盾構(gòu)試掘進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)在初始推進(jìn)時(shí)，需進(jìn)行各功能系統(tǒng)的帶載試驗(yàn)，完善各功能系統(tǒng)，并進(jìn)行整合。同時(shí)在掘進(jìn)過(guò)程尋求最佳施工參數(shù)和施工操作經(jīng)驗(yàn)，為全線正常推進(jìn)提供符合土質(zhì)特點(diǎn)的基本施工參數(shù)（正面土壓、推力、推速、注漿量及壓力等）。試掘進(jìn)過(guò)程基本在50～100m左右，很重要的作用是獲得掘進(jìn)最佳平衡狀態(tài)的施工控制參數(shù)。

2.開(kāi)挖面的土壓力管理。土壓平衡：（水壓力+主動(dòng)土壓力+預(yù)備壓）

3.排土量的管理。為了保持開(kāi)挖面穩(wěn)定，順利進(jìn)行掘進(jìn)，就必須確切地排出與掘進(jìn)量相一致的切削土砂量。一般出土量宜控制在95%～100%。

4.推進(jìn)速度與推力控制。

（1）盾構(gòu)掘進(jìn)的速度主要受盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)、出土速度的限制，若出土速度不協(xié)調(diào)，極易出現(xiàn)土面土體失穩(wěn)和地表沉降等不良現(xiàn)象，因此推進(jìn)應(yīng)盡量均衡連續(xù)作業(yè)。

（2）正確地使用千斤頂是盾構(gòu)能否沿設(shè)計(jì)軸線（標(biāo)高）方向準(zhǔn)確前進(jìn)的關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)盾構(gòu)趨勢(shì)，合理選擇千斤頂和設(shè)定千斤頂?shù)耐屏Α?/p>

5.盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制要點(diǎn)。

（1）盾構(gòu)姿態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)包括自動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)和人工測(cè)量數(shù)據(jù)。

（2）基準(zhǔn)點(diǎn)的前移和復(fù)測(cè)。隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)設(shè)置間距大約為20m-50m，隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)必須定期復(fù)測(cè)和修正。

（3）以測(cè)量結(jié)果為基礎(chǔ)，繪制盾構(gòu)及管片與設(shè)計(jì)線之間的位置關(guān)系圖。

（4）發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)偏向時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾正，不得猛糾硬調(diào)。進(jìn)行大方向的糾正時(shí)，要確保盾尾間隙，可采用特殊管片進(jìn)行糾偏。

（四）管片拼裝質(zhì)量控制

1.拼裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（1）管片拼裝應(yīng)嚴(yán)格按拼裝設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，管片無(wú)內(nèi)外貫穿裂縫和寬度大于0.2mm的裂縫及混凝土剝落現(xiàn)象。

（2）管片防水密封質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，無(wú)缺損，粘結(jié)牢固，平整，防水墊圈無(wú)遺漏。

（3）螺栓質(zhì)量及擰緊度必須符合設(shè)計(jì)要求。

2.拼裝質(zhì)量控制要點(diǎn)。

（1）按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，對(duì)進(jìn)場(chǎng)管片進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)收。

（2）管片運(yùn)輸、搬運(yùn)時(shí)要防止損傷邊角和防水裝置損壞。

（3）管片接縫間嚴(yán)禁夾有雜物（如砂土等）。

（4）管片定位應(yīng)慎重，防止接頭表面碰撞和擠壞止水裝置。

（5）按組裝順序收縮該部位的千斤頂，不可全縮。

（五）同步注漿質(zhì)量控制

1.影響注漿質(zhì)量的因素：漿液配比、原材料質(zhì)量、漿液數(shù)量、注漿泵性能、管道流量、地質(zhì)情況等。

2.漿液配合比應(yīng)據(jù)實(shí)驗(yàn)確定，應(yīng)達(dá)到較好的和易性，易于壓送，運(yùn)輸中不易離析，不沉淀，不堵管，能充分填實(shí)孔隙。在凝結(jié)時(shí)間上，達(dá)到緩凝早強(qiáng)，緩凝可防止損壞盾構(gòu)機(jī)密封裝置，早強(qiáng)可使?jié){液不易流失。

3.注漿壓力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、注漿方式、管片強(qiáng)度、設(shè)備性能、漿液特性和隧道埋深綜合因素確定。注漿壓力、注漿量應(yīng)通過(guò)監(jiān)測(cè)地表變形情況而調(diào)整。

4.同步注漿和即時(shí)注漿的注漿量的充填系數(shù)根據(jù)地層條件、施工狀態(tài)和環(huán)境要求確定，通常取1.30～2.50。

5.注漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。注漿作業(yè)時(shí)，應(yīng)觀察注漿壓力及流量變化，嚴(yán)格控制注漿參數(shù)。

6.注漿效果：管片與地層間隙應(yīng)填充密實(shí)，并確保襯砌環(huán)穩(wěn)定，不漏水

（六）襯砌防水質(zhì)量控制

1.為加強(qiáng)密封墊角部防水和防止角部受損，需在密封墊外角部覆貼自粘性橡膠薄板；

2.密封墊表層遇水膨脹橡膠遇水和潮氣會(huì)膨脹，故逢陰雨天應(yīng)及時(shí)覆蓋塑料布，在密封墊表層涂刷緩膨脹劑三度；

3.防水密封墊粘貼時(shí)按管片型號(hào)、嚴(yán)禁尺寸不符或有質(zhì)量缺陷；變形縫、柔性接頭管片接縫處理應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；

4.盾構(gòu)機(jī)底部容易積聚泥砂和水，如不及時(shí)清除，密封墊間會(huì)夾雜泥砂，影響密封效果，所以安裝底塊前應(yīng)認(rèn)真清除泥沙

5.嵌縫和抹孔嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)工藝要求施工，手孔內(nèi)嚴(yán)禁填充垃圾等現(xiàn)象。

三、結(jié)語(yǔ)

本工程虹完成后，軸線精確、拼裝管片無(wú)明顯錯(cuò)臺(tái)、碎裂，滲水控制良好，施工過(guò)程對(duì)周圍環(huán)境未造成不良影響，過(guò)程中雖有偏差，但都及時(shí)得到糾正。通過(guò)恢工程，體現(xiàn)出預(yù)控與過(guò)程控制的重要性，也為后續(xù)類似工程質(zhì)量控制提供了良好的借鑒。