近河段富水粉砂層盾構機接收施工關鍵技術

摘要：隨著城市軌道交通的迅猛發展，沿海地區大批城市均開始采用盾構法進行地鐵隧道施工。沿海地區地質普遍為粉砂地層，且地上、地下水極其豐富，在盾構始發及接收過程中極易出現因水土流失導致地面沉降甚至坍塌的現象。本文通過典型工程實例：常州地鐵2號線TJ04標盾構區間，盾構接收地層主要為⑤2粉砂層，且距離接收井10米即為京杭運河條件介紹這一工況下盾構接收施工的關鍵技術與成功經驗，為今后類似工程提供參考。

關鍵詞：粉砂地層;盾構接收;二次注漿;施工技術

中圖分類號：U455.43文獻標識碼：A文章編號：1671-2064（2019）17-0000-00

1 工程概況

常州地鐵2號線TJ04標紅梅公園站～五角場站區間，區間線路出五角場站后側穿在建月馨苑地下車庫，下穿京杭運河及駁岸后進入紅梅公園站。沿線分布有水門派出所、常州市兒童醫院、太平興國石經幢（文物）、御和苑、東坡公園、2～3層房屋等主要建筑物。區間起終點里程為SK8+365.390～SK9+819.056，區間右線長1453.666m，設計環數為1212環，隧道埋深9.29～19.77m，最小曲線半徑R=333m，線路中線間距12-16m，最大縱坡坡度25‰。紅梅公園站～五角場站區間盾構在紅梅公園站進行接收，接收段隧道范圍內地層從上到下分別為：⑤1黏質粉土、⑤2粉砂、⑥3黏土。因為粉砂地層的穩定性相對薄弱，所以盾構接收需要在保證安全的情況下，在洞門破除完成后，盡量快速平穩出洞，盾構出洞同時及時二次壁后注漿跟進，才能保證盾構接收的安全。

2 盾構機接收前的準備

2.1端頭加固施工

為保證盾構接收安全，本工程端頭加固采用Φ850@600三軸攪拌樁+一排三重管高壓旋噴樁+6口端頭降水井。本次施工盾構機盾體長度為9.6米，為保證接收安全，設計端頭加固長度均為12m，加固寬度為盾構隧道結構每側3m，豎向加固范圍上至承壓水位線，下至隧道結構下3米。加固區自上而下劃分為弱加固區和強加固區兩個區域，弱加固區包括地表至隧道頂部結構上3米的區域，水泥摻量為7%;強加固區包括隧道頂部結構上3米至隧道底部以下3m的區域，水泥摻量為20%;為保證止水效果，攪拌樁與地連墻圍護結構間400mm空隙采用?800@450三重管旋噴樁加固，搭接長度為350mm，三重管旋噴樁水泥摻量為350kg/m。

為有效改善盾構加固區內的土體結構，提高加固區土體的均勻性、密封性和自立性，采用套打的方式進行三軸攪拌樁施工，即相鄰兩個三軸攪拌樁相互搭接一個孔，提高三軸攪拌樁的成樁質量。

2.2降水井布置

端頭設置緊急備用降水井共6口，水位觀測井2口，降水井采用鉆孔為?600管井降水，降水井口徑為250的鋼管。降水時應加強對周圍管線、構筑物的監測，確保施工安全，若盾構接收時漏水情況嚴重，可考慮增加降水井，以確保盾構接收安全。

2.3洞門水平取芯

洞門水平取芯檢測加固區止水效果。在洞門打設多個取芯孔，芯樣深度為3米，芯樣直徑100mm，檢查孔內滲漏水情況，確定盾構加固施工符合標準。之后在取芯孔的位置安裝PVC檢測管和閥門。強加固區28天無側限抗壓強度不小于0.8MPa，弱加固區不低于原狀土的強度。盾構機破除洞門之前可以打開閥門，檢測取芯孔內是否有水流出，若取芯孔內沒有水流出，則表示土倉內無水，可以進行洞門破除施工。

3 盾構接收施工

3.1第一次環箍注漿

盾構機推進通過盾構加固區，直至盾構機的刀盤頂至洞門時，盾構機停機，在盾尾進行第一次環箍注漿，位置為盾尾后第2、3環，如圖1所示。有效隔離盾構加固區外部的地下水，防止加固區外地下水通過盾構與土體間間隙流向土倉。二次注漿采用雙液漿，雙液漿配比為：水泥漿水灰比為1：1，水泥漿與水玻璃體積比=1：1，控制漿液凝固時間在40S左右。注漿量根據注漿壓力控制，注漿壓力不超過0.8MPA。二次注漿施工順序應從下至上，整環注漿。

3.2 洞門破除

洞門破除前再次打開檢測球閥，確保倉內無水后開始進行洞門破除;將洞門范圍劃分為6個區域，破除順序為自上而下破除，鋼筋自下而上割除。洞門破除邊緣應與洞門鋼環齊平，破除過程中注意對止水簾布進行保護。采用白天破除，晚上清理渣土的施工工序，盡量縮短洞門暴露的時間。

3.3 第二次環箍注漿

盾構機的盾尾掘進至隧道最后一環，盾尾還未脫離盾構管片時，停止盾構機掘進，在盾尾進行第二次補注漿，如圖2所示，再次封堵管片后部的來水，防止盾構機脫離管片后出現水土流失情況。二次注漿采用雙液漿，雙液漿配比為：水泥漿水灰比為1：1，水泥漿與水玻璃體積比=1：1，控制漿液凝固時間在40S左右。注漿量根據注漿壓力控制，注漿壓力不超過0.8MPA。二次注漿施工順序應從下至上，整環注漿。

3.4洞門鋼板封堵

通過管片拼裝孔開孔檢查管片壁后是否滲漏水，確認安全后利用負環提供的反力將盾構機脫離最后環管片，安排專人在洞門兩側觀察管片壁后滲漏情況，有異常及時采取措施。盾構脫離最后一環管片后，采用鋼板封堵最后一環管片與洞門鋼環間的間隙，如圖3所示。避免后期負環拆除發生相關費用。環形鋼板外徑等于洞門鋼環內徑，寬度45厘米，以封堵后達到管片端面預埋鋼板中部為宜;洞門封堵鋼板上部預留排氣孔，并安裝球閥，以檢驗注漿是否飽滿。

3.5洞門注漿封堵

采用水泥、水玻璃雙液漿通過管片拼裝孔進行壁后注漿，通過頂部鋼板上的預留孔判斷漿液是否填充飽滿，注漿封堵洞門后盾構接收作業完成。

4 盾構推進參數控制

盾構機接收前遵循小推力，低速度，低轉速的原則，密切監視土倉壓力，保證地表穩定的前提下逐步降低土倉壓力。盾構機推進速度控制在20mm/min，推力控制在7000KN以內，刀盤轉速0.8r/min，刀盤到達地連墻后停止推進進行后續工作。加強洞外監測，各項實際掘進參數根據地面、車站端墻及洞門監測結果進行適當調整。

5 結語

通過本工程實例，采用新的盾構接收技術，盾構機采用二次接收方式，因進行兩次環箍注漿，為達到注漿效果，工期可能會延長2--3天，做好工序銜接對總工期不會有影響，但施工安全得到大大提高;該施工方法成功克服了傳統盾構接收施工端頭加固效果差、洞門漏水漏砂、施工效率低等難題，大大降低了近河段粉砂層盾構機接收的施工風險，可為以后同類施工條件盾構接收提供參考。

參考文獻

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作者簡介：張德強（1987—），男，滿族，遼寧綏中人，本科，工程師，研究方向：盾構施工技術。