近河段富水粉砂層盾構(gòu)機接收施工關(guān)鍵技術(shù)

摘要：隨著城市軌道交通的迅猛發(fā)展，沿海地區(qū)大批城市均開始采用盾構(gòu)法進行地鐵隧道施工。沿海地區(qū)地質(zhì)普遍為粉砂地層，且地上、地下水極其豐富，在盾構(gòu)始發(fā)及接收過程中極易出現(xiàn)因水土流失導致地面沉降甚至坍塌的現(xiàn)象。本文通過典型工程實例：常州地鐵2號線TJ04標盾構(gòu)區(qū)間，盾構(gòu)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(gòu)接收施工的關(guān)鍵技術(shù)與成功經(jīng)驗，為今后類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：粉砂地層;盾構(gòu)接收;二次注漿;施工技術(shù)

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(qū)間，區(qū)間線路出五角場站后側(cè)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(yī)院、太平興國石經(jīng)幢（文物）、御和苑、東坡公園、2～3層房屋等主要建筑物。區(qū)間起終點里程為SK8+365.390～SK9+819.056，區(qū)間右線長1453.666m，設(shè)計環(huán)數(shù)為1212環(huán)，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(qū)間盾構(gòu)在紅梅公園站進行接收，接收段隧道范圍內(nèi)地層從上到下分別為：⑤1黏質(zhì)粉土、⑤2粉砂、⑥3黏土。因為粉砂地層的穩(wěn)定性相對薄弱，所以盾構(gòu)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(wěn)出洞，盾構(gòu)出洞同時及時二次壁后注漿跟進，才能保證盾構(gòu)接收的安全。

2 盾構(gòu)機接收前的準備

2.1端頭加固施工

為保證盾構(gòu)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(gòu)機盾體長度為9.6米，為保證接收安全，設(shè)計端頭加固長度均為12m，加固寬度為盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)每側(cè)3m，豎向加固范圍上至承壓水位線，下至隧道結(jié)構(gòu)下3米。加固區(qū)自上而下劃分為弱加固區(qū)和強加固區(qū)兩個區(qū)域，弱加固區(qū)包括地表至隧道頂部結(jié)構(gòu)上3米的區(qū)域，水泥摻量為7%;強加固區(qū)包括隧道頂部結(jié)構(gòu)上3米至隧道底部以下3m的區(qū)域，水泥摻量為20%;為保證止水效果，攪拌樁與地連墻圍護結(jié)構(gòu)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(gòu)加固區(qū)內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)，提高加固區(qū)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(zhì)量。

2.2降水井布置

端頭設(shè)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(gòu)筑物的監(jiān)測，確保施工安全，若盾構(gòu)接收時漏水情況嚴重，可考慮增加降水井，以確保盾構(gòu)接收安全。

2.3洞門水平取芯

洞門水平取芯檢測加固區(qū)止水效果。在洞門打設(shè)多個取芯孔，芯樣深度為3米，芯樣直徑100mm，檢查孔內(nèi)滲漏水情況，確定盾構(gòu)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(qū)28天無側(cè)限抗壓強度不小于0.8MPa，弱加固區(qū)不低于原狀土的強度。盾構(gòu)機破除洞門之前可以打開閥門，檢測取芯孔內(nèi)是否有水流出，若取芯孔內(nèi)沒有水流出，則表示土倉內(nèi)無水，可以進行洞門破除施工。

3 盾構(gòu)接收施工

3.1第一次環(huán)箍注漿

盾構(gòu)機推進通過盾構(gòu)加固區(qū)，直至盾構(gòu)機的刀盤頂至洞門時，盾構(gòu)機停機，在盾尾進行第一次環(huán)箍注漿，位置為盾尾后第2、3環(huán)，如圖1所示。有效隔離盾構(gòu)加固區(qū)外部的地下水，防止加固區(qū)外地下水通過盾構(gòu)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(jù)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(huán)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(nèi)無水后開始進行洞門破除;將洞門范圍劃分為6個區(qū)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(huán)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(huán)箍注漿

盾構(gòu)機的盾尾掘進至隧道最后一環(huán)，盾尾還未脫離盾構(gòu)管片時，停止盾構(gòu)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(gòu)機脫離管片后出現(xiàn)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(jù)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(huán)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(huán)提供的反力將盾構(gòu)機脫離最后環(huán)管片，安排專人在洞門兩側(cè)觀察管片壁后滲漏情況，有異常及時采取措施。盾構(gòu)脫離最后一環(huán)管片后，采用鋼板封堵最后一環(huán)管片與洞門鋼環(huán)間的間隙，如圖3所示。避免后期負環(huán)拆除發(fā)生相關(guān)費用。環(huán)形鋼板外徑等于洞門鋼環(huán)內(nèi)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(gòu)接收作業(yè)完成。

4 盾構(gòu)推進參數(shù)控制

盾構(gòu)機接收前遵循小推力，低速度，低轉(zhuǎn)速的原則，密切監(jiān)視土倉壓力，保證地表穩(wěn)定的前提下逐步降低土倉壓力。盾構(gòu)機推進速度控制在20mm/min，推力控制在7000KN以內(nèi)，刀盤轉(zhuǎn)速0.8r/min，刀盤到達地連墻后停止推進進行后續(xù)工作。加強洞外監(jiān)測，各項實際掘進參數(shù)根據(jù)地面、車站端墻及洞門監(jiān)測結(jié)果進行適當調(diào)整。

5 結(jié)語

通過本工程實例，采用新的盾構(gòu)接收技術(shù)，盾構(gòu)機采用二次接收方式，因進行兩次環(huán)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(tǒng)盾構(gòu)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(gòu)機接收的施工風險，可為以后同類施工條件盾構(gòu)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(gòu)施工技術(shù)。