馬維亮

中鐵濟(jì)南工程建設(shè)監(jiān)理有限公司

廣州地鐵八號線北延段盾構(gòu)施工技術(shù)小節(jié)

馬維亮

中鐵濟(jì)南工程建設(shè)監(jiān)理有限公司

目前，各地大中城市都已經(jīng)或正在實施地鐵工程，地鐵建設(shè)已經(jīng)成為我國城市建設(shè)的一項重要組成部分，受到社會各界的普遍關(guān)注。由于地鐵工程大部分工程都在地面以下，地下施工的特殊性給地鐵項目工程建設(shè)帶來很多與其它交通工程截然不同的特點和問題。

地鐵；盾構(gòu)施工；施工技術(shù)

廣州地鐵八號線北延段是廣州已建和在建地鐵線路中條件限制最為苛刻、工程建設(shè)風(fēng)險最大的線路。廣州市建科委邀請中國工程院院士錢七虎在內(nèi)的10名專家對此項目進(jìn)行評估，八號線北延段的盾構(gòu)施工經(jīng)驗對其他地方施工有著重要指導(dǎo)意義。

1 項目簡介

廣州地鐵八號線北延段施工8標(biāo)選用由海瑞克公司生產(chǎn)S-371、S-372的雙螺旋土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。石亭區(qū)間左線盾構(gòu)自2016年4月22日始發(fā)，右線盾構(gòu)自2016年6月28日始發(fā)，截至發(fā)稿左線完成375環(huán)、右線完成310環(huán)，共1027.5米。隧道先后成功穿越了全斷面富水砂層(局部砂層有液化現(xiàn)象)、多個大小不等的溶洞區(qū)域、200余米河涌段、穿越無基礎(chǔ)的磚砌廠房、下穿多層房屋、下穿高壓燃?xì)夤芫€在內(nèi)的各種管線、部分上軟下硬地層、城市次干道等重要地段。

2 施工技術(shù)

2.1 合理確定掘進(jìn)參數(shù)

一是選取盾尾完全進(jìn)入端頭地連墻時刀盤所處位置；二是選取盾構(gòu)掘進(jìn)75環(huán)時刀盤所處位置；作為土壓平衡模式掘進(jìn)參數(shù)的計算斷面。通過理論計算結(jié)合以往的盾構(gòu)施工經(jīng)驗，盾構(gòu)始發(fā)前我們擬定了如下的盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)：推力1000t～1200t，刀盤轉(zhuǎn)速1.2～1.5，扭矩控制≤2500KN*m，土壓1.0～1.5bar，根據(jù)地層情況而定，注漿量控制≥6方，注漿壓力1.8～2.5 bar。

2.2 沉降控制

1.調(diào)整試驗漿液配比：為確保雙液砂漿的試驗效果，砂漿原漿中水泥量增減，調(diào)整砂漿自身凝固時間至4.2h。

2.調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)：土壓由1.0-1.2bar調(diào)整至1.4～1.5bar，嚴(yán)控出土量，通過掘進(jìn)的推進(jìn)距離，換算出土量，將每個土斗分三份統(tǒng)計，控制出土每斗在500mm左右。

3.盾尾同步注雙液漿：在盾尾第二環(huán)11～1點的拼裝孔開孔接好水玻璃管，待油缸行程推至800mm時采用氣動泵同步注入水玻璃縮短漿液凝固時間。水玻璃采用原液、1：1、1：2、1：3四個配比稀釋進(jìn)行試驗。每個配比實驗20環(huán)。通過試驗段地表檢測對比發(fā)現(xiàn)1：1效果最為明顯。

4.試驗效果分析：后續(xù)打開吊裝孔位檢查，發(fā)現(xiàn)原同步注漿漿液(1～80環(huán))由于地下水豐富，存在漿液的凝固時間較長甚至不凝固，通過采取同步注入雙液漿，在打開盾尾后5環(huán)位置9-3點位上部孔，發(fā)現(xiàn)漿液在3-5個小時左右就已凝固，很好的穩(wěn)固了盾構(gòu)隧道管片和周邊地層，達(dá)到了同步注漿快速凝固的目的。

2.3 管片拼裝質(zhì)量控制

1.測量人員保證每天監(jiān)測一次管片姿態(tài)，在管片未拖出盾尾時就進(jìn)行測量，在拖出盾尾后再次進(jìn)行測量，并根據(jù)管片沉降量進(jìn)行跟蹤測量直至管片穩(wěn)定，并將數(shù)據(jù)形成書面文字對盾構(gòu)司機(jī)和值班技術(shù)員進(jìn)行交底。堅持監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集，并做有效的對比，掌握不同地層條件下管片姿態(tài)變化情況，以便為后續(xù)施工做參考；

2.管片K塊拼裝前，采用肥皂水對止水條進(jìn)行潤滑，保護(hù)K塊插入時止水條不被擠壞，K塊預(yù)留位置比設(shè)計管片寬度大3～5mm；K塊管片拼裝時，管片螺栓加裝PVC套管減少位移量；

3.管片在現(xiàn)場安裝前仍要進(jìn)行一次檢查，在確認(rèn)管片質(zhì)量完好無缺、止水條粘結(jié)無脫落后，才允許安裝，管片拼裝成環(huán)時，其連接螺栓先逐片初步擰緊，脫出盾尾后再次擰緊。當(dāng)后續(xù)盾構(gòu)掘進(jìn)至每環(huán)管片拼裝之前，對相鄰已成環(huán)的3環(huán)范圍內(nèi)管片螺栓進(jìn)行全面檢查并復(fù)緊。

2.4 衡盾泥輔助帶壓開倉換刀

1.停機(jī)前準(zhǔn)備工作：在掘進(jìn)最后一環(huán)時采取超壓掘進(jìn)，土倉同步注入至少6m3膨潤土，同時確保鉸接油缸伸出至少100mm。

2.衡盾泥配備：衡盾泥A液配比為： 衡盾泥：水(1：2) 利用高速剪切泵進(jìn)行攪拌， 衡盾泥A液與B液配比為 15：1，在盾構(gòu)機(jī)砂漿罐采用滴漏法進(jìn)行攪拌混合，使A、B液充分?jǐn)嚢琛?/p>

3.盾構(gòu)機(jī)盾體包裹：通過前盾體預(yù)留孔處徑向周圈注入衡盾泥，衡盾泥注入壓力采用0.5～2MPa，衡盾泥滲透、擴(kuò)散，打開相鄰預(yù)留孔泄壓觀察是否有衡盾泥流出，使盾體周圈地層和盾體形成完整的包裹體，土倉將形成一個密閉空間。

4.衡盾泥壓注及排渣：采用同步注漿系統(tǒng)由人倉口平衡球閥注入，土倉壓力控制在1.5bar，螺旋機(jī)排渣，壓力波動范圍控制在0.2bar，注入過程可緩慢轉(zhuǎn)動刀盤，渣土置換需做好泵送量與出渣量統(tǒng)計，保持注出量平衡。

5.衡盾泥分級加壓：分5級加壓，通過少量多次的注入衡盾泥進(jìn)行加壓，每級0.2bar。即1.2-1.4，1.4-1.6，1.6-1.8，1.8-2.0，2.0-2.2bar。其中，前面4級要求動態(tài)穩(wěn)壓2小時，最后一級2.0-2.2要求穩(wěn)壓6小時。在1.8-2.0，2.0-2.2bar分級加壓過程中，盾體后退8-10cm，緩慢轉(zhuǎn)動刀盤2-3次，轉(zhuǎn)速0.1-0.5rpm，以確保衡盾泥材料掌子面位置行成泥墻，最后一級加壓時盡可能不轉(zhuǎn)動刀盤。

6.漿氣置換：分級降壓，0.2bar為一級：1.8-2.0，2.0-2.2bar采取自然降壓，密切觀察泄壓時間并做好記錄。如果降壓的穩(wěn)壓時間超過6小時后，分級降壓采取氣體保壓，每級保壓時間范圍內(nèi)保證空壓機(jī)泄氣量不大于10%，螺旋機(jī)排土方式降壓，直至壓力降至設(shè)定工作壓力，開啟自動保壓系統(tǒng)置換土倉內(nèi)衡盾泥至3、9點位，通過土倉壁3、9點位球閥開啟檢查。

本標(biāo)段雙線盾構(gòu)累計共掘進(jìn)1027.5米，總結(jié)了盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)、沉降控制措施、管片拼裝質(zhì)量控制措施、衡盾泥輔助帶壓進(jìn)倉換刀工法等盾構(gòu)施工技術(shù)總結(jié)，望能對以后其他標(biāo)段的盾構(gòu)施工提供指導(dǎo)，甚至對廣州地鐵及其他地方地鐵盾構(gòu)施工提供可借鑒部分。

[1] 賀奇峰. 淺談地鐵盾構(gòu)法施工中盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)接始發(fā)技術(shù)[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè)，2013

[2] 侯學(xué)淵，廖少明. 盾構(gòu)隧道沉降預(yù)估.地下工程與隧道，1993