土壓平衡盾構(gòu)機(jī)到達(dá)接收施工實(shí)例

許輝

摘 要：文章以沈陽(yáng)地鐵松陵盾構(gòu)區(qū)間為背景，詳細(xì)闡述了盾構(gòu)到達(dá)接收的施工技術(shù)，并采取了針對(duì)性措施，確保了盾構(gòu)成功到達(dá)接收。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；管片；密封；接收

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

沈陽(yáng)地鐵松陵區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，為單洞單線(xiàn)圓形斷面隧道，設(shè)計(jì)起訖里程K0+606.7～K1+875.100，全長(zhǎng)1268.4雙延米，最小線(xiàn)間距13m，最大50m。區(qū)間線(xiàn)路縱呈“∨”型坡，隧道結(jié)構(gòu)底最大埋深約30.12m、最小埋深14.98m。本區(qū)間設(shè)兩個(gè)聯(lián)絡(luò)通道。盾構(gòu)隧道為鋼筋混凝土拼裝式管片結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度等級(jí)C50，抗?jié)B等級(jí)P10。管片內(nèi)徑5.4m，厚度0.3m，環(huán)寬1.2m，錯(cuò)縫拼裝。本區(qū)間盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)機(jī)選型為土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。根據(jù)總體籌劃，左右線(xiàn)均從松陵站始發(fā)，陵西站接收。

1.2 到達(dá)段工程地質(zhì)及水文情況

根據(jù)本次勘察，本場(chǎng)地揭露的地層主要有：第四系人工堆積層（Q4ml）由雜填土組成，第四系渾河老扇（Q32al+pl）粉質(zhì)粘土、中粗砂、礫砂、圓礫組成，第四系水磧物（Q2gl）泥礫。地下水為孔隙潛水，主要賦存于渾河老扇沖洪積形成的礫砂、圓礫層中，水位埋深為9.20～13.80m。

1.3 線(xiàn)路平縱斷面概況

該區(qū)間左右線(xiàn)在縱斷面上處于30‰的上坡段上，左線(xiàn)在平面上為直線(xiàn)段，右線(xiàn)在平面上處于半徑為600m的曲線(xiàn)上。

1.4 到達(dá)段端頭加固情況

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，接收端對(duì)車(chē)站洞門(mén)外6m范圍、始發(fā)端對(duì)車(chē)站洞門(mén)外8.0m范圍隧道結(jié)構(gòu)上下左右各3.0m范圍采用高壓旋噴加固，二重管施工工藝。樁位呈梅花形分布，洞門(mén)外3m樁位布置形式為φ800@600，其余為φ800@650。加固后土體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu≥1.0Mpa，滲透系數(shù)≤1.0×10-8cm/sec。盾構(gòu)到達(dá)后在鑿除洞門(mén)之前對(duì)對(duì)已經(jīng)加固的土體進(jìn)行鉆芯取樣，實(shí)探水位情況，必要時(shí)采取重新加固或降水措施。

2 盾構(gòu)機(jī)簡(jiǎn)介

本區(qū)間采用沈重集團(tuán)（與德國(guó)威爾特合作）直徑6280mm土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，主機(jī)長(zhǎng)度9.62m，刀盤(pán)型式為6輻條+6面板式結(jié)構(gòu)，開(kāi)口率為32%，45把先行撕裂刀、86把標(biāo)準(zhǔn)刮刀、12把周邊刮刀、11把刀盤(pán)外緣保護(hù)刀、1把超挖刀，超挖量65mm。

3 盾構(gòu)到達(dá)施工

3.1 盾構(gòu)到達(dá)簡(jiǎn)介

盾構(gòu)到達(dá)施工一般是指從盾構(gòu)到達(dá)接收井之前50m至到達(dá)盾構(gòu)接收基座的整個(gè)施工過(guò)程。

3.2 測(cè)量姿態(tài)

選擇在到達(dá)前100m進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量，到達(dá)前50m加強(qiáng)隧道線(xiàn)形、盾構(gòu)姿態(tài)測(cè)量，復(fù)核洞內(nèi)所有的測(cè)量控制點(diǎn)，并對(duì)所有控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行精密、準(zhǔn)確的平差計(jì)算，對(duì)PPS導(dǎo)向系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)核測(cè)量。

3.3 到達(dá)段50m掘進(jìn)

盾構(gòu)在進(jìn)入到達(dá)段前，盡早調(diào)整好盾構(gòu)姿態(tài)，使其以最佳的姿態(tài)進(jìn)入50m到達(dá)段。進(jìn)入后盾構(gòu)掘進(jìn)軸線(xiàn)盡可能與設(shè)計(jì)軸線(xiàn)保持一致，減少糾偏，保持盾構(gòu)較平穩(wěn)推進(jìn)，減少對(duì)正面土體的過(guò)大擾動(dòng)。

盾構(gòu)進(jìn)入到達(dá)段后，采用土壓平衡模式掘進(jìn)，結(jié)合理論計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，土壓控制在0.6～0.8bar，在停機(jī)進(jìn)行管片拼裝或機(jī)器維修時(shí)要將土倉(cāng)壓力到0.8～1.0bar，若停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，土壓力下降到低于0.8bar時(shí)，要采取向前掘進(jìn)50～100mm的方法保壓，避免地面沉降。為確保同步注漿質(zhì)量，掘進(jìn)速度控制在30mm/min以?xún)?nèi)，避免速度過(guò)快使地面沉降或管片上浮。采用17000KN以?xún)?nèi)的掘進(jìn)推力，減小各組油缸推力差值；出渣量控制在45m3/環(huán)；注漿量3.5m3/環(huán)左右，并及時(shí)二次補(bǔ)漿，以確保充分填充管片背部間隙，盡量減小因漿液收縮產(chǎn)生的沉降。

3.4 管片拉緊裝置安裝

在盾構(gòu)出洞時(shí)，防止刀盤(pán)前方反推力消失，為保證管片環(huán)縫連接緊密，防止管片頂部因推力不足而造成張口；要求在最后10環(huán)管片要進(jìn)行拉緊。

3.5 洞門(mén)鑿除

盾構(gòu)機(jī)抵達(dá)圍護(hù)樁后開(kāi)始鑿除洞門(mén)，刀盤(pán)與圍護(hù)樁樁之間不留間隙。維護(hù)樁破除方法：先破除頂部中線(xiàn)兩邊各60度周邊的鋼筋砼→然后在破除的鋼筋端頭焊接吊耳并用5T以上倒鏈拉住該樁→再破除頂部以下2.5m～3m位置處的鋼筋混凝土，要求破除混凝土后的空間能進(jìn)行鋼筋割除工作→最后在用套好的倒鏈將破除后已經(jīng)脫離樁的2.5m～3m鋼筋混凝土樁吊離作業(yè)面→循環(huán)此工序至到洞門(mén)混凝土樁破除完為止→清理現(xiàn)場(chǎng)、拆除腳手架。

3.6 洞門(mén)密封安裝

為了防止盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)時(shí)泥土、地下水及同步注漿漿液從預(yù)埋鋼環(huán)和管片的間隙處流失，在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時(shí)需安裝洞門(mén)密封裝置，密封裝置由簾布橡膠板、翻板、墊片和螺栓等組成。

3.7 洞門(mén)導(dǎo)軌及接收基座安裝

導(dǎo)軌可應(yīng)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)盾構(gòu)到達(dá)時(shí)的姿態(tài)。考慮到到達(dá)段線(xiàn)路處于30‰的上坡段，故導(dǎo)軌坡度應(yīng)與設(shè)計(jì)坡度一致，以免盾構(gòu)機(jī)出洞時(shí)磕頭。

3.8 盾構(gòu)機(jī)到達(dá)

此區(qū)間所用盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長(zhǎng)9.62m，盾尾能放置兩環(huán)管片，當(dāng)管片到達(dá)設(shè)計(jì)洞門(mén)范圍時(shí)，盾尾還有大約2m在管片內(nèi)，需要利用千斤頂?shù)耐屏Π讯軜?gòu)主機(jī)推出洞口。所采取的措施是在仰拱處沿線(xiàn)路方向臨時(shí)安裝兩塊管片，通過(guò)導(dǎo)向軌將盾構(gòu)機(jī)體引至接收基座上。

3.9 二次注漿

二次注漿對(duì)同步注漿起填充和補(bǔ)充作用。當(dāng)?shù)叵滤貏e豐富時(shí)，需要對(duì)地下水封堵。因此，需要注漿具有較高的粘度，使?jié){液充填空隙，并及時(shí)將地下水壓入并封堵在地層中，獲得最佳充填效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)采取盾構(gòu)到達(dá)的一系列施工措施，保證了盾構(gòu)的成功接收，完成了區(qū)間掘進(jìn)任務(wù)，供類(lèi)似工程施工參考。

參考文獻(xiàn)

[1]王吉華.土壓平衡盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)施工技術(shù)[J].山西建筑，2009（9）.

[2]盧曉慧.盾構(gòu)到達(dá)接收施工技術(shù)[J].山西建筑，2010（12）.