陳宏明

C

HEN Hong-ming

（中國(guó)中鐵隧道集團(tuán)一處有限公司，重慶 401121）

城市電力隧道大坡度小盾構(gòu)施工技術(shù)

Urban power tunnel large slope small shield construction technique

陳宏明

C

HEN Hong-ming

（中國(guó)中鐵隧道集團(tuán)一處有限公司，重慶 401121）

結(jié)合深圳市北環(huán)電力電纜隧道盾構(gòu)施工實(shí)例，介紹了盾構(gòu)在大坡度（-50‰）掘進(jìn)過程中出現(xiàn)的難點(diǎn)；對(duì)難點(diǎn)產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，提出了解決應(yīng)對(duì)措施。

盾構(gòu)；大坡度；施工技術(shù)

1 工程概況

深圳北環(huán)電力電纜隧道盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)管片內(nèi)徑4m,外徑4.6m,環(huán)寬1.2m，采用C50、P12混凝土制作；工程建設(shè)采用中鐵裝備制造的開挖直徑為4880mm土壓平衡盾構(gòu)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(duì)應(yīng)地質(zhì)見圖1～圖3。

2 大坡度對(duì)施工的影響

2.1 坡度存在對(duì)管片上浮的影響

當(dāng)盾構(gòu)隧道坡度較大時(shí)，無(wú)論是盾構(gòu)偏離軸線以下還是線路曲線的變化，都要通過調(diào)整各組油缸推力來(lái)達(dá)到糾偏的目的，特別是在下坡時(shí)，盾構(gòu)底部油缸的推力的增大將在設(shè)計(jì)軸線法線上產(chǎn)生一個(gè)向上的分力，這個(gè)分力對(duì)管片的上浮產(chǎn)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(duì)水平運(yùn)輸?shù)挠绊?/p>

盾構(gòu)施工在大坡度條件下，水平運(yùn)輸設(shè)備極易發(fā)生溜車、制動(dòng)失靈、動(dòng)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(zhì)剖面圖（-50‰）

圖2 W1K7+015～W1K7+335地質(zhì)剖面圖（-39.95‰）

圖3 W1K7+445～W1K7+585地質(zhì)剖面圖（42.464‰）

圖4 下坡時(shí)盾構(gòu)底部油缸推力示意圖

2.3 大坡度掘進(jìn)會(huì)造成螺旋輸送機(jī)噴涌

在大坡度下坡掘進(jìn)過程中，由于坡度較大盾構(gòu)后方地下水沿管片與地層之間的孔隙向盾構(gòu)前方流動(dòng)，造成土倉(cāng)內(nèi)水壓過高、水量過大，易造成掘進(jìn)過程中螺旋輸送機(jī)噴涌。

2.4 掘進(jìn)姿態(tài)控制困難

由于盾構(gòu)主機(jī)重心位于盾構(gòu)前部，在大下坡掘進(jìn)時(shí)盾構(gòu)容易磕頭，掘進(jìn)姿態(tài)控制困難。

3 施工技術(shù)措施

3.1 防管片上浮施工技術(shù)措施

1）在保證盾構(gòu)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(duì)規(guī)培學(xué)員學(xué)習(xí)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，突出教學(xué)的重點(diǎn)，使用先進(jìn)的教學(xué)理念加深學(xué)員對(duì)超聲重要性的認(rèn)知，多種教學(xué)方法和手段的應(yīng)用，強(qiáng)化學(xué)員思維方法、重視實(shí)踐能力和科研思維能力的培養(yǎng) ，可以在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)最大限度地提高學(xué)員對(duì)超聲醫(yī)學(xué)和輔助生殖技術(shù)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)知 ，從而達(dá)到有效提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

3）每環(huán)推進(jìn)結(jié)束后，須擰緊當(dāng)前環(huán)管片的連接螺栓，并在下一環(huán)推進(jìn)時(shí)進(jìn)行復(fù)緊，克服作用于管片上的推力所產(chǎn)生的垂直分力，減少造成管環(huán)隧道的上浮。每掘進(jìn)完成3環(huán)，對(duì)10環(huán)以內(nèi)的管片連接螺栓復(fù)擰一次。

3.2 防噴涌施工技術(shù)措施

1）適當(dāng)增加同步注漿量，對(duì)管片壁后進(jìn)行有效填充，同步注漿量增加至5m3/環(huán)。

2）調(diào)整同步注漿配合比，在滿足施工條件的情況下，適當(dāng)增加水泥用量，縮短凝結(jié)時(shí)間。

3）使用高性能盾尾油脂，適當(dāng)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(gòu)盾體側(cè)向刀盤方向流竄，因此在盾構(gòu)徑向注漿孔處連接聚氨酯注入設(shè)備。在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中漿液前竄嚴(yán)重的情況下，及時(shí)注入聚氨酯進(jìn)行阻擋防止?jié){液前竄。

5）為防止螺旋輸送機(jī)噴涌，在大坡度下坡掘進(jìn)過程中增加土倉(cāng)內(nèi)泡沫劑注入量，在螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入膨潤(rùn)土，增加碴土的和易性。

6）必要時(shí)利用高分子聚合物進(jìn)行碴土改良。

8）根據(jù)螺旋輸送機(jī)噴涌情況及時(shí)對(duì)管片進(jìn)行二次注漿，形成環(huán)箍將地下水分段隔離，防止涌向土倉(cāng)。

3.3 水平運(yùn)輸施工技術(shù)措施

1）由于本工程盾構(gòu)直徑較小，后配套臺(tái)車空間狹小，限制了電瓶車的尺寸，但同時(shí)又要滿足重載上坡運(yùn)輸所需要的牽引力，設(shè)計(jì)采用兩列25t電瓶車雙機(jī)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(jìn)行管理，在電瓶車行駛通過后及時(shí)將擋軌放置在軌道上，列車需要通過時(shí)摘除，防止列車在大坡度段行駛過程中溜車。

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

4）在盾構(gòu)后配套臺(tái)車前部、中部、后部設(shè)置3道阻軌器，1號(hào)拖車前部設(shè)置防撞梁，萬(wàn)一出現(xiàn)溜車，可以避免車輛沖入盾構(gòu)頭傷人、損壞設(shè)備等事故的發(fā)生。

5）為了保證電瓶車有良好的制動(dòng)，電瓶車軌道專人每天清理，要做到?jīng)]有油和泥，對(duì)于軌道上的油和泥要及時(shí)用水進(jìn)行清洗，并且在大坡度路段還要撒沙，以增大摩擦力，達(dá)到良好的制動(dòng)效果。

3.4 盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)保證措施

1）在臨近軟弱地層段時(shí)，提前將盾構(gòu)豎直趨勢(shì)保持在+3，防止盾構(gòu)掘進(jìn)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(dǎo)致的浮動(dòng)。因此在盾構(gòu)推進(jìn)過程中在保證盾構(gòu)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(jìn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加隧道測(cè)量的頻率，通過多次測(cè)量來(lái)確保盾構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，可以通過測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)反饋盾構(gòu)的推進(jìn)和糾偏。在施工時(shí)，如有必要可以實(shí)施跟蹤測(cè)量，促使盾構(gòu)保持良好的姿態(tài)。

3）由于隧道坡度大，隧道內(nèi)的通視條件相對(duì)較差，因此，必須多次設(shè)置新的測(cè)量點(diǎn)和后視點(diǎn)。在設(shè)置新的測(cè)量點(diǎn)后，應(yīng)嚴(yán)格加以復(fù)測(cè)，確保測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確性，防止造成誤測(cè)。同時(shí)由于成環(huán)隧道易產(chǎn)生位移，所以必須定期復(fù)測(cè)后視點(diǎn)，保證其準(zhǔn)確性。

4 結(jié) 論

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

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

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

（編輯 張海霞）

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1001-1366(2015)09-0054-03

2015-06-01