超大直徑泥水盾構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)探究

趙若凡

摘 要：在我國城市進(jìn)程加快發(fā)展的前提下，城市開始進(jìn)行地下空間的開發(fā)和利用。比如，在對(duì)隧道工程進(jìn)行施工前，需要逐漸從地面建筑物向下層空間穿越，以完成整個(gè)空間的建設(shè)。這就要求工作人員做好施工和設(shè)計(jì)工作，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的施工方式，從而避免給地上建筑物帶來影響。本文中，將和燕路過江通道南段隧道工程作為案例，對(duì)超大直徑泥水盾構(gòu)施工做出探討，以確保在其中掌握一些經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：超大直徑;泥水盾構(gòu);施工技術(shù)

1 工程概況

南京和燕路過江通道南段 工程位于長(zhǎng)江大橋和長(zhǎng)江二橋之間，距離上游長(zhǎng)江大橋約7.4公里，距離下游長(zhǎng)江二橋約2.7公里。該隧道段長(zhǎng)4 206 m，其中盾構(gòu)段長(zhǎng)2 976 m，盾構(gòu)由八卦洲工作井始發(fā)，江南工作井接收。隧道平面轉(zhuǎn)彎半徑4 000 m。在盾構(gòu)隧道施工中，整個(gè)結(jié)構(gòu)為雙管單層形式，期間使用的管片混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C60，抗?jié)B等級(jí)P12。

2 超大直徑泥水盾構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工方案的優(yōu)化

盾構(gòu)進(jìn)洞后，其位置為承壓水頭比較高的砂層之間，并且洞頂?shù)母采w層也比較薄，一般利用高壓旋噴樁實(shí)施注漿加固。當(dāng)前，利用降水法給予加固已經(jīng)無法滿足實(shí)際的施工要求，還需要按照施工條件選擇出適合的施工措施。如：在洞門端頭施工期間，為了避免受到降水或者冷凍的影響，可以使用三軸水泥攪拌樁實(shí)現(xiàn)加固。盾構(gòu)的地層是一種強(qiáng)透水砂層，且地下水和長(zhǎng)江是相通的，所以，在盾構(gòu)端頭使用三軸水泥攪拌樁加固十分重要。并且，在盾構(gòu)進(jìn)洞的時(shí)候，因?yàn)橐獙?duì)冷凍墻進(jìn)行切削，這種情況下的大塊切削體會(huì)給密封防水簾布帶來一定破壞性，所以，要確保井內(nèi)外的壓力均衡，促使縱向滲漏水問題的有效解決。為了避免出現(xiàn)涌水涌砂的情況，在降水發(fā)生之前，則需要進(jìn)行地下連續(xù)墻的施工，并且根據(jù)具體的情況進(jìn)行處理。如果發(fā)現(xiàn)施工中存在垂直和局部的偏差，將無法促使地下連續(xù)墻和水泥攪拌樁的相互結(jié)合，在這種情況下，只能進(jìn)行連續(xù)墻的鑿除，但是也會(huì)造成一些不安全因素。在盾構(gòu)進(jìn)洞的時(shí)候，如果盾構(gòu)的姿態(tài)存有偏差，也將無法保證盾體和導(dǎo)軌標(biāo)高的一致性，針對(duì)該問題，為了在總體上積極控制和解決，可以使用實(shí)施盾構(gòu)接收基座，先利用低標(biāo)號(hào)砂漿來施工，后期再利用盾構(gòu)刀來為盾構(gòu)提供反力，保證為后期的幾環(huán)管片拼接工作提供重要條件。

2.2 施工工藝

當(dāng)整個(gè)主體結(jié)構(gòu)完成施工工作后，需要對(duì)接收端頭土體進(jìn)行加固，保證基座施工的順利實(shí)施。隨著盾構(gòu)到達(dá)段施工的逐漸增加，在對(duì)端頭進(jìn)行加固的同時(shí)還需要進(jìn)行有效測(cè)量。在這些流程都能有效完成后，還需要實(shí)施洞門地下連續(xù)墻破除工作，保證該工作的所有流程都能有序進(jìn)行。后期，還需要使用盾構(gòu)機(jī)將其推進(jìn)實(shí)施凍土墻的破除工作，在內(nèi)外泥水更穩(wěn)定的情況下使其進(jìn)入到接收井。在洞門如果發(fā)現(xiàn)盾尾完全進(jìn)入后，不僅要實(shí)施鋼環(huán)預(yù)埋，還需要抽調(diào)井內(nèi)的泥水，且對(duì)其有效密封。這種密封工作的實(shí)施，一般是使用注漿密封加固洞門周圍，工作完成后就可以實(shí)施盾體的拆解工作。結(jié)合具體的施工情況，隨著盾構(gòu)的推進(jìn)，還需要詳細(xì)分析盾構(gòu)的位置，且在期間對(duì)隧道的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)詳細(xì)分析，研究隧道中心軸線和隧道設(shè)計(jì)中心軸線之間的關(guān)系，增加對(duì)盾構(gòu)接收井和洞門預(yù)埋鋼的測(cè)量，以確保為掘進(jìn)提供重要的調(diào)整方案。在對(duì)盾構(gòu)的貫通姿態(tài)分析中，要確保中心軸線和隧道設(shè)計(jì)軸線兩者的關(guān)系，避免在預(yù)埋工作中存在一定的偏差，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其調(diào)整，以期獲得更高的精準(zhǔn)度。第一，地面控制網(wǎng)聯(lián)測(cè)工作中，基于對(duì)GPS靜態(tài)定位技術(shù)的使用，能保證控制網(wǎng)中各個(gè)點(diǎn)的詳細(xì)測(cè)量，還需要按照結(jié)果進(jìn)行審核，使兩端數(shù)值一致。第二，接收井洞門測(cè)量。在期間主要使用全站儀，為洞門預(yù)留鋼圈增加一些測(cè)點(diǎn)，然后按照測(cè)量的結(jié)果計(jì)算出洞門的中心坐標(biāo)和各個(gè)點(diǎn)與中心的距離。通過對(duì)相關(guān)結(jié)果的分析，能實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)軸線的調(diào)整，保證盾構(gòu)施工順利完成。

2.3 實(shí)施步驟

第一，在到達(dá)段各個(gè)參數(shù)的選擇和控制。在對(duì)泥水壓力進(jìn)行計(jì)算的過程中，為了避免到達(dá)段因?yàn)榻邓o施工范圍帶來影響，前期要對(duì)實(shí)際的地下水位進(jìn)行調(diào)整。且泥水的壓力數(shù)值計(jì)算需要按照掘進(jìn)參數(shù)來分析。對(duì)于掘進(jìn)速度和刀盤轉(zhuǎn)速，在分析期間需要按照地質(zhì)條件和實(shí)際施工中的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)來分析。壁后注漿工作執(zhí)行期間，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在不合理的粉細(xì)砂層級(jí)配現(xiàn)象，可能導(dǎo)致礫砂層填充物被沖走。所以，針對(duì)盾尾出現(xiàn)漏漿情況，維持地層的穩(wěn)定性，要增加對(duì)壁后注漿工作的控制，重點(diǎn)分析漿液質(zhì)量和注漿壓力。在對(duì)泥漿指標(biāo)進(jìn)行設(shè)定和配置期間，需要對(duì)進(jìn)漿泥水體積質(zhì)量、出漿泥水以及泥漿的黏度詳細(xì)控制。盾構(gòu)掘進(jìn)工作中，要定期實(shí)施出渣量的分析，減少超挖現(xiàn)象，以免發(fā)生明顯的地表沉降現(xiàn)象，維護(hù)掌子面的穩(wěn)定性。收尾工作，在完成盾構(gòu)始發(fā)工作后，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行拆除，保證收尾工作的及時(shí)性。其中，要將凍結(jié)設(shè)備及其管路及時(shí)拆除，增加對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)情況的有效整理、修整和清理等，且使用清水對(duì)其沖洗，避免存在泥漿或油污等。由于收尾施工工作量大，且其中存在的工序多，所以，在實(shí)際工作中要精心組織，促使整體施工的協(xié)調(diào)發(fā)展。

第二，洞門破除。工作中每一次都需要滿足實(shí)際的設(shè)計(jì)階段，以確保混凝土和外側(cè)的鋼筋能破除。比如：地連墻鑿除過程中，要促使洞門鑿除，保證凍結(jié)壁的厚度和強(qiáng)度符合施工的設(shè)計(jì)要求。特別是在割除洞門地連墻外層鋼筋時(shí)，若需要用風(fēng)鎬鑿除，應(yīng)防止打破凍結(jié)管，以免因?yàn)榈蜏佧}水凍傷人。在一定條件下，還需要暫停施工區(qū)相關(guān)凍結(jié)孔鹽水循環(huán)。當(dāng)完成地連墻外層鋼筋割除后，也要拔除盾構(gòu)區(qū)域內(nèi)凍結(jié)管。不僅如此，在強(qiáng)制解凍拔管施工中，在進(jìn)行強(qiáng)制解凍拔管前，把需要拔除的凍結(jié)管去路連接至熱鹽水箱的分配器，回路連接至回?zé)猁}水箱的集液管，在進(jìn)行拔管過程中，還需要注意到相關(guān)條件，如：要使凍結(jié)管與掛鉤成一線，特別是在進(jìn)行拔管時(shí)，要轉(zhuǎn)動(dòng)凍結(jié)管不能硬拔，如果拔不動(dòng)可以實(shí)施循環(huán)熱鹽水解凍，后期再使用吊車直接拔出。

第三，豎井內(nèi)堆填黏土和灌水。當(dāng)洞門破除工作完成后，還需要使用細(xì)石混凝土實(shí)施回填工作，其中，主要是對(duì)基座和洞門冷凍墻之間實(shí)施回填。當(dāng)洞門整體完全破除后，加強(qiáng)對(duì)工作井內(nèi)的砂土回填。其中，還需要對(duì)回填的高度進(jìn)行控制，一般情況下，最好在盾構(gòu)中軸線的位置。

第四，到達(dá)段掘進(jìn)。確保盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)速度更穩(wěn)定，能避免土體帶來的影響，期間還需要增加對(duì)盾構(gòu)隧道軸線的詳細(xì)控制。同時(shí)，其中的注漿量和注漿壓力還要結(jié)合推進(jìn)的速度、出渣量等詳細(xì)調(diào)整。

第五，加固區(qū)域段的掘進(jìn)。在完成灌水工作后，盾構(gòu)需要不斷向前推進(jìn)2米，保證隧道能推進(jìn)在合理范圍后凍結(jié)。當(dāng)盾構(gòu)穿越凍結(jié)段后，所有的凍結(jié)管也將全部拔出，且使用黃砂對(duì)孔洞實(shí)施填充。

第六，工作井內(nèi)推進(jìn)。在盾構(gòu)刀盤破開冷凍墻，當(dāng)進(jìn)入到工作井后，其中不會(huì)存在切口壓力，和井內(nèi)液面是一致的。所以，要加強(qiáng)對(duì)進(jìn)出漿流量的控制，維護(hù)其平衡性。

第七，洞門的密封注漿加固。盾構(gòu)接收井工作完成后，要清除其中存在的雜質(zhì)，并使用混凝土對(duì)管片和開挖面之間的空隙進(jìn)行填充。在對(duì)盾構(gòu)拆卸期間，還需要及時(shí)增加臨時(shí)密封洞門，并對(duì)注漿口的末環(huán)管片實(shí)施注漿加固工作。

3 結(jié)語

基于以上的分析，超大直徑泥水盾構(gòu)施工技術(shù)在各個(gè)方面的有效優(yōu)化，能促使施工效果的良好獲得，解決施工中存在的高差問題，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)，也將為相同類型的工程建設(shè)提供重要的參考價(jià)值。因此，加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)要點(diǎn)的分析十分重要。

參考文獻(xiàn)：

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