城市電力隧道大坡度小盾構施工技術

陳宏明

C

HEN Hong-ming

（中國中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 401121）

城市電力隧道大坡度小盾構施工技術

Urban power tunnel large slope small shield construction technique

陳宏明

C

HEN Hong-ming

（中國中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 401121）

結合深圳市北環(huán)電力電纜隧道盾構施工實例，介紹了盾構在大坡度（-50‰）掘進過程中出現(xiàn)的難點；對難點產生的原因進行分析，提出了解決應對措施。

盾構；大坡度；施工技術

1 工程概況

深圳北環(huán)電力電纜隧道盾構區(qū)間設計管片內徑4m,外徑4.6m,環(huán)寬1.2m，采用C50、P12混凝土制作；工程建設采用中鐵裝備制造的開挖直徑為4880mm土壓平衡盾構施工；本工程區(qū)間最大坡度為-50‰，各大坡度段參數(shù)見表1，對應地質見圖1～圖3。

2 大坡度對施工的影響

2.1 坡度存在對管片上浮的影響

當盾構隧道坡度較大時，無論是盾構偏離軸線以下還是線路曲線的變化，都要通過調整各組油缸推力來達到糾偏的目的，特別是在下坡時，盾構底部油缸的推力的增大將在設計軸線法線上產生一個向上的分力，這個分力對管片的上浮產生了很大的影響，特別是在同步注漿液沒有完全提供約束力的情況下（圖4）。

2.2 大坡度對水平運輸?shù)挠绊?/p>

盾構施工在大坡度條件下，水平運輸設備極易發(fā)生溜車、制動失靈、動力不足等現(xiàn)象。

表1 大坡度段參數(shù)表

圖1 W1K6+050～W1K6+250地質剖面圖（-50‰）

圖2 W1K7+015～W1K7+335地質剖面圖（-39.95‰）

圖3 W1K7+445～W1K7+585地質剖面圖（42.464‰）

圖4 下坡時盾構底部油缸推力示意圖

2.3 大坡度掘進會造成螺旋輸送機噴涌

在大坡度下坡掘進過程中，由于坡度較大盾構后方地下水沿管片與地層之間的孔隙向盾構前方流動，造成土倉內水壓過高、水量過大，易造成掘進過程中螺旋輸送機噴涌。

2.4 掘進姿態(tài)控制困難

由于盾構主機重心位于盾構前部，在大下坡掘進時盾構容易磕頭，掘進姿態(tài)控制困難。

3 施工技術措施

3.1 防管片上浮施工技術措施

1）在保證盾構不栽頭的情況下盡量減小上下油缸推力差，防止由于下部油缸的豎向分力造成管片上浮。

2）增大同步注漿量，尤其是上部注漿量，提高管片背后填充效果，防止管片上浮。

總之，通過對規(guī)培學員學習特點的認識，突出教學的重點，使用先進的教學理念加深學員對超聲重要性的認知，多種教學方法和手段的應用，強化學員思維方法、重視實踐能力和科研思維能力的培養(yǎng) ，可以在有限的學習時間內最大限度地提高學員對超聲醫(yī)學和輔助生殖技術專業(yè)知識的認知 ，從而達到有效提高教學質量的目的。

3）每環(huán)推進結束后，須擰緊當前環(huán)管片的連接螺栓，并在下一環(huán)推進時進行復緊，克服作用于管片上的推力所產生的垂直分力，減少造成管環(huán)隧道的上浮。每掘進完成3環(huán)，對10環(huán)以內的管片連接螺栓復擰一次。

3.2 防噴涌施工技術措施

1）適當增加同步注漿量，對管片壁后進行有效填充，同步注漿量增加至5m3/環(huán)。

2）調整同步注漿配合比，在滿足施工條件的情況下，適當增加水泥用量，縮短凝結時間。

3）使用高性能盾尾油脂，適當增加盾尾油脂注入量，提高盾尾密封性能，防止盾尾漏漿。

4）由于同步注漿壓力過高后有可能從盾構盾體側向刀盤方向流竄，因此在盾構徑向注漿孔處連接聚氨酯注入設備。在盾構掘進過程中漿液前竄嚴重的情況下，及時注入聚氨酯進行阻擋防止?jié){液前竄。

5）為防止螺旋輸送機噴涌，在大坡度下坡掘進過程中增加土倉內泡沫劑注入量，在螺旋輸送機內注入膨潤土，增加碴土的和易性。

6）必要時利用高分子聚合物進行碴土改良。

8）根據(jù)螺旋輸送機噴涌情況及時對管片進行二次注漿，形成環(huán)箍將地下水分段隔離，防止涌向土倉。

3.3 水平運輸施工技術措施

1）由于本工程盾構直徑較小，后配套臺車空間狹小，限制了電瓶車的尺寸，但同時又要滿足重載上坡運輸所需要的牽引力，設計采用兩列25t電瓶車雙機串聯(lián)，增大電瓶車的牽引力。

2）在大坡度段軌道上安裝擋軌，安排專人進行管理，在電瓶車行駛通過后及時將擋軌放置在軌道上，列車需要通過時摘除，防止列車在大坡度段行駛過程中溜車。

3）當電瓶車?？繒r，除了其自身的氣剎車外，我們立即采取手動進行剎車，以確保其不發(fā)生由于制動不夠而發(fā)生的溜車現(xiàn)象。

4）在盾構后配套臺車前部、中部、后部設置3道阻軌器，1號拖車前部設置防撞梁，萬一出現(xiàn)溜車，可以避免車輛沖入盾構頭傷人、損壞設備等事故的發(fā)生。

5）為了保證電瓶車有良好的制動，電瓶車軌道專人每天清理，要做到沒有油和泥，對于軌道上的油和泥要及時用水進行清洗，并且在大坡度路段還要撒沙，以增大摩擦力，達到良好的制動效果。

3.4 盾構掘進姿態(tài)保證措施

1）在臨近軟弱地層段時，提前將盾構豎直趨勢保持在+3，防止盾構掘進過程中發(fā)生栽頭現(xiàn)象。而管片上浮主要是受向上部的分力后加之同步注漿漿液浮力共同作用導致的浮動。因此在盾構推進過程中在保證盾構不發(fā)生栽頭現(xiàn)象的前提下，盡量降低上下部推力的差值從而降低向上的分力的作用。

2）在大坡度推進時，應適當增加隧道測量的頻率，通過多次測量來確保盾構測量數(shù)據(jù)的準確性。同時，可以通過測量數(shù)據(jù)來反饋盾構的推進和糾偏。在施工時，如有必要可以實施跟蹤測量，促使盾構保持良好的姿態(tài)。

3）由于隧道坡度大，隧道內的通視條件相對較差，因此，必須多次設置新的測量點和后視點。在設置新的測量點后，應嚴格加以復測，確保測量點的準確性，防止造成誤測。同時由于成環(huán)隧道易產生位移，所以必須定期復測后視點，保證其準確性。

4 結 論

文章對深圳北環(huán)電力電纜隧道盾構區(qū)間大坡度掘進過程產生管片上浮、螺旋輸送機噴涌、姿態(tài)控制困難和大坡度水平運輸困難進行分析，提出克服和解決大坡度掘進困難措施；本工程在2015年3月盾構順利通過了大坡度掘進；文章對以后類似大坡度盾構施工有著重要的借鑒指導意義。

[1]趙 丹.小半徑、大坡度盾構隧道施工力學特性研究[D].中南大學，2007.

[2]王 宏.小半徑曲線并大坡度盾構施工管片破損及上浮受力分析[J].石家莊鐵道大學學報，2012，25(1)：74-77.

（編輯 張海霞）

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1001-1366(2015)09-0054-03

2015-06-01