地下室錨索侵入隧道結(jié)構(gòu)限界的盾構(gòu)施工技術(shù)

鄭鴻樸 （中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京 101100）

1 工程概況

合肥市軌道交通3號(hào)線潛山路站～史河路站區(qū)間始于潛山路站北端頭井，沿潛山路路中敷設(shè)，下穿淠河路至史河路站南端頭井，區(qū)間設(shè)計(jì)起止里程為CK14+276.730～CK15+100.650，區(qū)間全長 824.291m，線間距 13～16m，最大縱坡 17.9‰，隧道埋深10.3～14.9m。線路通過的主要地貌單元為二級(jí)階地，地形較平坦。區(qū)間主要穿越②2層粉質(zhì)黏土、⑥1層全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、⑥2層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、⑥3層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖及⑦3層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。區(qū)間隧道擬采用盾構(gòu)法施工。

由于區(qū)間隧道左線左側(cè)有已建天玥中心廣場項(xiàng)目。該建筑地上32層，框架結(jié)構(gòu)，地下3層，筏板基礎(chǔ)，地下室底板埋深-17m，基坑采用樁錨支護(hù)形式，外輪廓與隧道最小水平凈距約17.04m。天玥中心廣場地下室錨索侵入左線里程CK14+275～479范圍內(nèi)的隧道結(jié)構(gòu)限界，且錨索數(shù)量多，布置密集，盾構(gòu)無法正常推進(jìn)。

經(jīng)多次研判施工方案，決定采用礦山法輔助施工，即盾構(gòu)機(jī)沿暗挖成型段導(dǎo)臺(tái)空推拼裝管片，由初期支護(hù)、回填豆礫石與預(yù)制混凝土管片等部分組成復(fù)合式防水型襯砌，有效地解決了錨索侵入隧道結(jié)構(gòu)限界的難題。

錨索與區(qū)間位置關(guān)系見圖1、圖2。

圖1 區(qū)間隧道與天玥中心地下室位置關(guān)系平面圖

圖2 區(qū)間隧道與天玥中心地下室位置關(guān)系斷面圖

2 礦山法區(qū)間盾構(gòu)接收土體加固施工方法

位于軟土層均采用φ800@600三重旋噴樁進(jìn)行地層加固，加固體深入中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖1m，結(jié)構(gòu)位于中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖中的采用洞內(nèi)袖閥管注漿加固（加固圖見圖3），采用旋噴樁加固后的土體應(yīng)有良好的均勻性和自立性，無側(cè)限單軸抗壓強(qiáng)度不小于0.8MPa，滲透系數(shù)不小于10～7cm/s。暗挖段盾構(gòu)進(jìn)洞位置采用C15素混凝土填充，保證盾構(gòu)進(jìn)洞安全。

圖3 礦山法區(qū)間盾構(gòu)接收處土體加固示意圖

3 盾構(gòu)空推過礦山法隧道施工工藝

盾構(gòu)機(jī)破除封堵墻進(jìn)入礦山法段隧道后，即可開始進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)的進(jìn)礦山法空推工作，傳統(tǒng)工藝是盾構(gòu)機(jī)一邊推進(jìn)，一邊拼管片，一邊向管片背后噴射豆礫石填管片和隧道初支間的空隙，并同步注入雙漿液。這種方法工藝成熟，但施工速度慢，一般為每天可進(jìn)尺約5環(huán)管片(主要是確保噴射豆粒石質(zhì)量占用時(shí)間較多)。為達(dá)到加快進(jìn)尺（每天推進(jìn)約10環(huán)的目標(biāo)），采用剛性支頂輔助掘進(jìn)的工藝。

①提前加工好需要的剛性支頂（復(fù)合牙灌漿孔支頂見圖4、圖5）。

圖4 盾構(gòu)機(jī)過礦山法隧道支頂安裝示意圖

圖5 復(fù)合牙灌漿孔支頂(鋼質(zhì))結(jié)構(gòu)示意圖

②在管片安裝前把預(yù)留灌漿孔打通，利用灌漿孔安裝支頂作側(cè)支撐，在管片脫離盾尾后迅速安裝支頂，支頂頂桿頂緊導(dǎo)臺(tái)和初支面，同時(shí)利用縱向螺栓的拉力共同把管片限制住。

③盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)適當(dāng)控制推力，把隧道內(nèi)的管片壓緊，管片拼裝螺栓緊固后再由前方向管片背后噴射填裝豆礫石，然后盾尾同步注漿，依靠砂子、豆礫石、同步漿液將管片支撐住防止管片下沉。豆礫石利用料斗運(yùn)到隧道內(nèi)部，噴混凝土機(jī)工作平臺(tái)設(shè)置在連接橋行走平臺(tái)上。

④確認(rèn)管片壁后填充效果后，完成一個(gè)循環(huán)。

⑤管片脫出盾尾10～15環(huán)后進(jìn)行二次注雙液漿補(bǔ)注，促使管片背后填充物盡快凝固，以便在電瓶車行駛時(shí)為管片提供有力支撐，防止管片下沉和錯(cuò)臺(tái)。在二次注漿前回收支頂，以防支頂凝結(jié)在填充物中，如果條件允許，臨時(shí)支頂可以不進(jìn)行回收，以減小隧道上浮量。

4 盾構(gòu)推進(jìn)控制時(shí)注意事項(xiàng)

①盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入礦山法隧道內(nèi)導(dǎo)臺(tái)前要調(diào)整刀盤刀具，避免刀具與導(dǎo)臺(tái)接觸。采用軸線偏差小于2cm、總推力小于6000kN雙控。在盾構(gòu)機(jī)刀盤距離封堵墻1～2m時(shí)，對(duì)剛脫出盾尾的3環(huán)管片通過吊裝手孔注雙液漿施做止?jié){環(huán)，促使管片背后漿液盡早凝固；在盾尾完全進(jìn)入接收端加固區(qū)域1m后打穿管片吊裝孔在加固區(qū)域采用聚氨酯材料施做止水隔離環(huán)，在分界段構(gòu)造出止水帷幕，施做止?jié){環(huán)和止水隔離環(huán)的目的是防止盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)入礦山法隧道后管片背后漿液和周邊泥水等沿著盾體空隙涌入礦山法隧道內(nèi)而導(dǎo)致盾構(gòu)段管片背后失漿后沉降，并減少空推段漿液散失導(dǎo)致管片上浮的風(fēng)險(xiǎn)。

②軸線高程坡度，原則上進(jìn)出礦山法隧道時(shí)盾構(gòu)機(jī)保持+5‰坡度。

③盾構(gòu)機(jī)在未完全進(jìn)入正常盾構(gòu)推進(jìn)土體內(nèi)時(shí)，盾構(gòu)推力不能過大；在盾構(gòu)進(jìn)入土體前，必須完成在礦山法隧道內(nèi)的管片二次注漿施工；在盾尾完全進(jìn)入始發(fā)端加固區(qū)域1m后打穿管片吊裝孔在加固區(qū)域采用聚氨酯材料施做止水隔離環(huán)，在分界段構(gòu)造出止水帷幕，施做止?jié){環(huán)和止水隔離環(huán)的目的是，防止盾構(gòu)機(jī)刀盤穿出礦山法隧道后管片背后漿液和周邊泥水等沿著盾體空隙涌入礦山法隧道內(nèi)，而導(dǎo)致盾構(gòu)段管片背后失漿后沉降，并減少空推段漿液散失導(dǎo)致管片上浮的風(fēng)險(xiǎn)。

④礦山法隧道與盾構(gòu)隧道的接口處在噴豆礫石回填后，采用雙液漿進(jìn)行壓注，使回填材料能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到一定的強(qiáng)度。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入礦山法隧道前，事先在加固區(qū)域外距隧道邊線約1m施做預(yù)留袖閥管，數(shù)量為掘進(jìn)方向左右兩側(cè)各2根，深度為達(dá)到隧道底部3m，如果遇有特殊情況可及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償注漿。接口部位的處置是空推過程中的重中之重，如果有條件，在盾構(gòu)穿越該地段后及時(shí)進(jìn)行靜壓注漿。