杭州機場軌道快線風井7～蕭山機場站區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道施工新技術(shù)研究

楊同輝

摘要：聯(lián)絡(luò)通道施工是隧道施工中非常重要之一環(huán)，開挖過程系屬高風險作業(yè)，本文以杭州機場為例，對蕭山機場站區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道施工新技術(shù)進行研究。本聯(lián)絡(luò)通道施工期間所得施工經(jīng)驗，應(yīng)可提供后續(xù)類似工程參考。

關(guān)鍵詞：蕭山機場;站區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道;施工;新技術(shù)

1工程概況

杭州機場軌道快線土建施工SGJC-9標段位于杭州市蕭山區(qū)，施工起點為光明路區(qū)間風井7（左K52+512.871），終點為靖江停車場出入場線明挖區(qū)間（RDK1+874.1），標段總長度8.321km，包含4條掘進機區(qū)間（含聯(lián)絡(luò)通道11座），1條明挖區(qū)間和2座橋梁拆復(fù)建。其中區(qū)間風井7—蕭山機場站掘進機區(qū)間長度為3.027km，共設(shè)置9#、10#、11#、12#、13#五座聯(lián)絡(luò)通道，除10#聯(lián)絡(luò)通道外全部采用機械法施工。

2施工方法

2.1進場前準備

2.1.1洞內(nèi)布置（照明、走道板、水管、電路）

（1）照明：受設(shè)備尺寸限制，正線隧道照明須采用電纜+燈帶，如原照明為五線+燈架形式，需要更換。3號、5號臺車運輸前需要把電箱暫時拆除，完成后重新接入電箱。

（2）走道板：受設(shè)備尺寸限制，同時考慮到施工周期及隧道現(xiàn)狀，走道板布設(shè)于雙軌中間部位，須待3號、5號臺車運輸?shù)轿缓笤龠M行鋪設(shè)。同時為了保證人員行走安全，待臺車全部到位后，須在單側(cè)每50m設(shè)置1個避讓平臺，平臺與普通走道板布設(shè)相同。

（3）水管：現(xiàn)場有水管的前提下給水管采用DN32或DN50規(guī)格的PE管，便于回收及鋪設(shè)，每200m設(shè)一個3通接頭，臺車運輸時，將水管放置于邊軌外側(cè)。排水管同樣采用DN50規(guī)格的PE管，接至隧道最低點即可，中間無需設(shè)置3通。

（4）電路：始發(fā)側(cè)隧道須布設(shè)2路電路，一路為10kV高壓電纜，一路為低壓電纜。照明電纜放置于掘進方向的隧道側(cè)邊，與燈帶一起懸掛于隧道腰部，高壓電纜須待3號臺車進入隧道后再懸掛于對側(cè)。接收側(cè)隧道須布設(shè)一路低壓動力電纜，供照明與5號臺車泵站動力，5臺車功率為30kW。

2.1.2隧道內(nèi)軌道鋪設(shè)

為運輸設(shè)備及物料，洞內(nèi)鋪設(shè)兩軌，電瓶車與臺車共用軌道，軌枕間距0.6m，軌道間距為0.9m，鋼軌規(guī)格為43kg/m單根長度6.25m，現(xiàn)階段可利用區(qū)間隧道內(nèi)現(xiàn)有軌道，隧道內(nèi)的所有道岔需要拆除，將軌道調(diào)整居中。

2.1.3洞門鋼管片處理

將主隧道管片始發(fā)及接收洞門處6塊復(fù)合管片的鋼結(jié)構(gòu)不拆除部分焊接連為整體，采用跳焊法減少變形，分多層焊接，焊接厚度每層3～5mm。施工時需要搭設(shè)腳手架作為施工平臺。

2.1.4聯(lián)絡(luò)通道洞門附近注漿

區(qū)間移交后，為彌補在地層中的間隙等缺陷，提高聯(lián)絡(luò)通道位置管片襯砌背后土層的密實度，改良始發(fā)與接收洞門處土體，降低周邊土體滲透水系數(shù)，起到一定的止水效果，需對聯(lián)絡(luò)通道進行注漿（單液漿）。項目部安排人員對聯(lián)絡(luò)通道3環(huán)及前后各1環(huán)共5環(huán)再次進行注漿，確保注漿效果。

始發(fā)/接收洞門注漿工藝：

1）檢查注漿設(shè)備各系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)，壓力表是否正常;

2）手電鉆打通管片吊裝孔底部30cm-60cm厚的混凝土，在吊裝孔上安裝連接閥，將管路與連接閥連接，然后再次檢查管路連接的密封性;

3）在漿液攪拌筒中按設(shè)計的水灰比進行水泥漿（水與水泥）拌制，嚴格按照設(shè)計配比拌制，以免注漿管堵塞;

設(shè)計水灰比如下：

水泥漿（按質(zhì)量配比）水：水泥=1：1;

4）采用前進式分層注漿的方式，每個注漿孔分兩次注漿，上部六個孔每孔注入量為2方，下部三個孔每孔注入量為4方。

5）注漿標準以注漿壓力與注漿量進行雙重控制，注漿壓力為0.2-0.5MPa。以下情況應(yīng)例外：

a.在開孔時發(fā)現(xiàn)注漿孔內(nèi)有大量水噴出，應(yīng)增加注漿量直至注漿壓力達到注漿壓力的上限;

b.當每孔注漿量未達到設(shè)計值而注漿壓力達到規(guī)定壓力的上限時，應(yīng)停止注漿;

6）注漿結(jié)束后，對每一個注漿孔進行密封，以防滲水。

7）注漿結(jié)束后應(yīng)立即對注漿設(shè)備及管路進行清洗。

2.2吊裝下井工藝流程

頂管機吊裝下井前需對進場吊機進行檢查，鋪設(shè)鋼板進行試吊起。以9#聯(lián)絡(luò)通道為例，1#臺車整體吊裝下井，由電瓶車將1#臺車推入指定位置后，電瓶車出。吊放2#臺車，由電瓶車推入指定位置與1#臺車鏈接。組裝3#臺車、吊裝頂管機，將3#臺車連通頂管機一起由電瓶車推入指定位置與2#臺車鏈接。在吊裝4#臺車時，需在井口組裝完成4#臺車后，將4#臺車推入指定位置與3#臺車鏈接。始發(fā)端吊裝完成后，將5#臺車吊裝下井后，吊裝接收鋼套筒進行組裝，后吊裝5#臺車上部支撐組裝完成后，由電瓶車推入施工聯(lián)絡(luò)通道接收端。

各節(jié)臺車在吊裝下井組裝過程、拆機過程中均在輪對后放置鐵鞋固定，防止臺車在組裝拆機過程中出現(xiàn)溜車現(xiàn)象。臺車進入隧道指定位置后，采用16a工字鋼在臺車輪對四角處于軌道進行焊接固定。

2.3頂管法施工方法及操作要求

2.3.1套筒始發(fā)準備

套筒尾刷安裝。本工程采用鋼套筒始發(fā)，掘進機主機與始發(fā)套筒間存在60mm間隙，主機進洞后聯(lián)絡(luò)通道管節(jié)與始發(fā)套筒間存在70mm間隙，套筒內(nèi)采用3道鋼絲刷。

套筒鋼絲刷是掘進機的一種刷形密封件，安裝在始發(fā)套筒內(nèi)。鋼絲刷正確的安裝是發(fā)揮頂管機套筒尾刷密封性能的基本前提，正確的油脂涂抹和施工是發(fā)揮套筒尾刷密封性能的保障，套筒鋼絲刷正確的安裝結(jié)合油脂的正確涂抹及施工，為滿足始發(fā)套筒的密封要求打下堅實的基礎(chǔ)。套筒鋼絲刷安裝的好壞直接影響套筒的質(zhì)量和安全。

每組鋼絲刷由鋼板制成的保護板、壓緊板和不銹鋼材料的鋼絲刷組成。保護板與壓緊板之間夾裝了鋼絲刷。保護板、壓緊板、鋼絲刷通過銷釘固定，由此構(gòu)成整塊鋼絲刷。

導(dǎo)軌的安裝。依據(jù)“全封閉”的施工原則，始發(fā)與接收的臨時密封均采用套筒密封，充分考慮施工誤差及刀盤旋轉(zhuǎn)間隙，始發(fā)套筒內(nèi)徑為3460mm，接收套筒內(nèi)徑為3460mm。此設(shè)計將會導(dǎo)致主機與套筒的相對位置不固定，其對接收過程影響不大，但嚴重影響始發(fā)姿態(tài)，增大施工風險，故須在始發(fā)套筒內(nèi)安裝導(dǎo)軌用于均勻套筒與主機之間的間隙，并保證刀盤正常運轉(zhuǎn)。

2.3.2隧道內(nèi)套筒定位

臺車到達指定位置，根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道軸線與主隧道軸線角度關(guān)系對始發(fā)套筒進行復(fù)測，待復(fù)測完成后將套筒前端與洞門鋼環(huán)進行焊接。

2.3.3掘進機初始姿態(tài)測量

掘進機調(diào)試完工后，根據(jù)已知的特征點與掘進機中心的幾何關(guān)系，通過測量掘進機內(nèi)特征點，計算出掘進機中心坐標及相應(yīng)初始姿態(tài)。

2.3.4洞門臨時密封

機械法聯(lián)絡(luò)通道始發(fā)與接收均采用鋼套筒進行洞門臨時密封，其中接收套筒為常規(guī)套筒。始發(fā)套筒參考了大盾構(gòu)盾尾密封機制，通過套筒尾部內(nèi)置鋼絲刷（密封刷）進行密封。始發(fā)端洞門臨時密封的工作原理是，鋼套筒與洞門之間的密封采用套筒和洞門鋼環(huán)焊接連接，套筒尾部與盾體之間設(shè)置三道鋼絲刷并填充油脂密封，在盾尾完全進入套筒后，鋼絲刷彈起并接觸襯砌，形成套筒與襯砌之間的密封。

套筒后端主要是解決密封問題，其通過法蘭與套筒前端連接，將聯(lián)絡(luò)通道洞門密封位置延長至套筒尾端，套筒尾端仿照盾構(gòu)機尾刷設(shè)計，設(shè)有盾尾油脂注入口，增加套筒的密封性。

在始發(fā)階段，套筒包裹著掘進機往前推進，尾刷在整個過程中完全壓縮，當?shù)侗P磨穿主隧道管片，完全進入土體后，主機盾尾脫離套筒尾刷，套筒尾刷需要完全彈起，使其緊緊包裹住負環(huán)管節(jié)，起到密封效果，此后隨著頂管機掘進，襯砌與套筒鋼絲刷之間出現(xiàn)空隙，需及時注入油脂，調(diào)節(jié)空隙處的壓力，注入油脂的壓力應(yīng)比土壓略大，防止泥水外溢。

2.3.5頂管機掘進

聯(lián)絡(luò)通道掘進機采用半套筒密封，切削洞門混凝土始發(fā)。

根據(jù)土壓平衡工況的特點，確定并保持合理的土倉壓力是關(guān)鍵因素。因此，土壓平衡工況中掘進參數(shù)的確定是以土倉壓力為基準點來考慮，掘進控制程序也應(yīng)以土倉壓力的保持為目的。

出渣的控制非常重要，出渣速度與掘進速度相匹配且出渣量與掘進行程相匹配時，才能保證穩(wěn)定適當?shù)耐羵}壓力以及正常的掘進。通常情況下，出渣的速度由螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速來衡量;掘進速度通過千斤頂油缸的頂進速度來衡量，千斤頂?shù)钠骄谐碳淳蜻M行程。在土壓平衡機械法隧道施工中，渣土出運采用軌道式電瓶車載一定數(shù)量的土斗，出渣量實行體積測量：體積測量是通過測定土斗數(shù)及其容量得到所出渣土的總方數(shù)。每環(huán)理論出渣量（實方）為：

[（π×D2）÷4]×L=[（π×10.82）÷4]×0.9=7.65方/環(huán)。式中：D為頂管機刀盤直徑，L為每環(huán)管片掘進距離，松散系數(shù)按1.2考慮，實際出渣量為9.18方/環(huán)。

理論總方量數(shù)為在考慮注入膨潤土及泡沫液方量后，所得出的實際土斗數(shù)，一般為8斗～10斗。

2.3.6姿態(tài)控制

頂管頂進最大偏差量不超過±30mm，在確認管節(jié)拼裝良好并經(jīng)驗收合格，所有機械運轉(zhuǎn)正常的情況下，即可開始頂進。

頂進過程中遇姿態(tài)出現(xiàn)偏差，優(yōu)先通過調(diào)整頂推油缸的壓力分配調(diào)整頂管機姿態(tài)，如效果不明顯，通過調(diào)節(jié)頂管鉸接調(diào)整強化糾偏，開啟鉸接后須密切關(guān)注成型管節(jié)的變形情況。如還未能有效形成糾偏趨勢，需及時采取盾體與管節(jié)壁后注漿的方式進行輔助糾偏。

2.3.7管節(jié)拼裝

管節(jié)進場檢驗。管材進場后，逐節(jié)檢查核對質(zhì)量證明文件，對外觀質(zhì)量、橡膠圈粘貼、木襯墊粘貼質(zhì)量進行逐根檢查。

防水材料粘貼。管節(jié)防水材料粘貼在地面完成，用粘接劑將橡膠圈牢固粘接在防水材料凹槽處并經(jīng)充分風干，下井前對橡膠圈粘貼完成后逐一檢查，以不翹邊、不脫落為合格。

管節(jié)安裝。管節(jié)分塊拼裝，由上下兩部分組成，上部150°，先拼裝下部，后拼裝上部。

下部管節(jié)通過單梁運輸放置于導(dǎo)軌上，然后將上部管節(jié)運輸至與下部管節(jié)同一平面位置，調(diào)整適當?shù)慕嵌扰c下部管節(jié)拼接，完成整環(huán)組裝。在管節(jié)放置導(dǎo)軌時，管節(jié)應(yīng)緩慢吊放到導(dǎo)軌上，嚴禁沖擊導(dǎo)軌。然后再利用吊機，在導(dǎo)軌上進行轉(zhuǎn)角調(diào)整。

主千斤頂向前緩慢推進，將后面管節(jié)快速接頭公頭插入上一環(huán)管節(jié)的母頭內(nèi)。插入過程中安排專人進行監(jiān)護，防止快速接頭對偏。

2.3.8接收套筒安裝

1）接收鋼套筒設(shè)計

接收鋼套筒長4390mm，內(nèi)徑3460mm，分四段，其中前端和后端為整體環(huán)，中間段分為上下兩半圓。筒體材料用30mm厚的Q235鋼板，每段筒體的外周焊接縱、環(huán)向筋板保證筒體剛度，筋板厚度20mm，高45mm，間隔約300×350mm，每段結(jié)合面均焊接法蘭，法蘭用30mm厚的Q235板，采用10.9級M20螺栓連接，中間加O形密封條。

2）套筒連接

接收臺車運送進主隧道聯(lián)絡(luò)通道處后，接收套筒左右及上下方向移動通過臺車托架自鎖液壓千斤頂調(diào)節(jié);并且在調(diào)整架上設(shè)置上下頂升的導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱允許調(diào)整架上下方向和左右方向的運動，通過調(diào)節(jié)使接收套筒與聯(lián)絡(luò)通道計劃軸線基本重合。然后從套筒內(nèi)部將套筒前端與特殊管片預(yù)留洞門鋼環(huán)焊接成整體。鋼套筒上預(yù)留了多個注漿孔，需要使用3個，其余全部用鋼堵頭堵住，頂部預(yù)留一個直徑較大的厚漿注入孔，下部預(yù)留一個卸壓孔，均安裝對應(yīng)尺寸球閥。

2.4膨潤土施工工藝

①降低土體的滲透系數(shù)，使其具有較好的止水性，以控制地下水流失;

②可有效提高土體的保水性，防止渣土離析、沉淀板結(jié);

③使渣土具有較好的土壓平衡效果，利于穩(wěn)定開挖面，控制地表沉降;

④使土體具有較低的內(nèi)摩擦角，降低刀盤扭矩，減少對刀具和螺旋輸送機的磨損;

⑤使切削下來的渣土順利快速進入土倉，并利于螺旋輸送機順利排土，提高掘進速度。

設(shè)置第一個頂管機聯(lián)絡(luò)通道為試驗段，詳細記錄推進參數(shù)、沉降控制情況、膨潤土量、漿液配合比等原始數(shù)據(jù)，綜合分析并實時優(yōu)化配合比。注膨潤土采用臺車上自帶的設(shè)備進行注漿，優(yōu)選優(yōu)質(zhì)鈉基膨潤土，初期漿液配合比準備兩套方案：始發(fā)、接收采用水：膨潤土=4：1，正常掘進段采用水：膨潤土=6：1。

結(jié)論

確保方案安全可行、經(jīng)濟合理。堅持技術(shù)先進性、科學合理性、經(jīng)濟實用性與實際相結(jié)合。以確保工期并適當提前為原則，安排施工進度計劃。以確保質(zhì)量為目標，選擇專業(yè)化的施工隊伍，配合配套的機械設(shè)備，采用先進、合理的施工方案。

參考文獻：

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