陳建

摘 要：保證盾構(gòu)機(jī)在富水砂性地層端頭的順利接收是地鐵隧道順利掘進(jìn)的關(guān)鍵，文章從標(biāo)段端頭接收風(fēng)險(xiǎn)出發(fā)，研究從地表、盾構(gòu)徑向孔注、管片壁后AB型雙組分聚氨酯，增加泄壓孔等方法保證盾構(gòu)在復(fù)雜環(huán)境下的順利接收，為類似工程提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地鐵;富水砂層;洞門(mén)接收;密封

文章編號(hào)：2095-4085（2020）10-0074-02

1 工程概況

中央商務(wù)區(qū)站～海霞路站區(qū)間出中央商務(wù)區(qū)站后沿崇川路向東，至進(jìn)入海霞路站。區(qū)間隧道上行線（南側(cè)）起止里程為，長(zhǎng)鏈一處，上行線長(zhǎng)度599.730m。下行線（北側(cè)）起止里程為，下行線長(zhǎng)度597.300m。區(qū)間左（下行）、右（上行）線均含2個(gè)平面曲線，曲線半徑分別為700m，800m。本區(qū)間未設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道。區(qū)間線路縱坡接近直線，線路最大坡度4‰，最小坡度2‰。隧道埋深約13.9m～15.7m。主要穿越粉砂夾砂質(zhì)粉土地層。

2 盾構(gòu)接收風(fēng)險(xiǎn)

中央商務(wù)區(qū)站～海霞路站區(qū)間屬高富水砂性地層，施工風(fēng)險(xiǎn)主要集中在盾構(gòu)進(jìn)出洞施工階段，在此地質(zhì)條件下到達(dá)施工階段易發(fā)生端頭沉降、洞門(mén)涌水涌砂、端頭坍塌等施工風(fēng)險(xiǎn)。為降低再次地層中到達(dá)出洞風(fēng)險(xiǎn)，提高地層自穩(wěn)性，防止開(kāi)挖面坍塌及地面沉降，減小盾構(gòu)到達(dá)時(shí)涌水、涌砂風(fēng)險(xiǎn)，盾構(gòu)到達(dá)前對(duì)到達(dá)端頭提前進(jìn)行了加固處理。但在實(shí)際施工中如果端頭加固效果不佳，盾構(gòu)到達(dá)接收端頭后破除洞門(mén)時(shí)洞門(mén)會(huì)有大量的地下水噴出，給盾構(gòu)安全快速到達(dá)接收造成極高的安全隱患。

3 風(fēng)險(xiǎn)控制措施

3.1 預(yù)埋管路深孔注AB型雙組份聚氨酯

洞門(mén)破除前，在距地連墻3m的地面，用注漿鉆機(jī)在盾構(gòu)機(jī)盾體上方2，10，3，9點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的位置打孔，每個(gè)孔鉆至距盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)10cm。鉆孔完成后在地面用1.1t齒輪泵注A組份聚氨酯、5t齒輪泵注B組份聚氨酯，對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)外的水流通道進(jìn)行封堵。注AB型雙組份聚氨酯的兩根管子需預(yù)埋至鉆孔底部，兩根管子在地面上各設(shè)置一道止回閥，兩根管在地下鉆孔底部于匯合管路處向連，匯合管路長(zhǎng)度為30cm，避免匯合管路過(guò)長(zhǎng)注AB型雙組分聚氨酯堵管，雙組份聚氨酯配合比A ∶B=1 ∶5，反應(yīng)時(shí)間為1min（圖1）。

3.2 WSS深孔注漿

洞門(mén)破除前，先將盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng)內(nèi)填滿惰性漿液，然后在距地連墻1.2m的地面，注漿鉆機(jī)在盾構(gòu)機(jī)盾體上方2，10，3，9點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的位置打孔，每個(gè)孔鉆至距盾構(gòu)機(jī)盾體10cm。洞門(mén)破除前將雙液注漿泵的兩個(gè)吸漿管分別放入水泥漿和水玻璃桶內(nèi)，通過(guò)鉆機(jī)動(dòng)力頭上部的雙液水龍頭、雙通道主軸、雙層鉆桿、孔底混合器、鉆頭進(jìn)入孔內(nèi)，雙液漿在孔底混合器處混合。漿液初凝時(shí)間小于20s，此時(shí)雙液漿會(huì)在鉆頭附近形成一個(gè)密封帶，防止?jié){液返流至地面，由于土倉(cāng)內(nèi)提前注滿了厚漿，漿液得以在盾構(gòu)機(jī)盾體周?chē)鷶U(kuò)散堵住流水通道，注漿時(shí)鉆桿保持旋轉(zhuǎn)。

3.3 盾構(gòu)機(jī)徑向孔注高性能優(yōu)質(zhì)聚氨酯

由于刀盤(pán)開(kāi)挖直徑比盾構(gòu)機(jī)盾體直徑大，為減少土倉(cāng)內(nèi)水的來(lái)源，在洞門(mén)破除前往盾構(gòu)機(jī)徑向孔注高性能優(yōu)質(zhì)聚氨酯，從而起到對(duì)盾體與圍巖間的水流和部分裂隙水進(jìn)行控制的目的。在盾構(gòu)機(jī)中盾和盾尾徑向孔注高性能優(yōu)質(zhì)聚氨酯同時(shí)，安排人在土倉(cāng)里觀察倉(cāng)內(nèi)水流情況，對(duì)流水對(duì)應(yīng)的徑向孔加注高性能優(yōu)質(zhì)聚氨酯，阻斷盾體周邊水源。

3.4 管片壁后注高性能優(yōu)質(zhì)聚氨酯、雙液漿（圖2，3）

在高水壓富水砂層中盾構(gòu)出洞時(shí)，土倉(cāng)里的水除了來(lái)自盾體周?chē)鷩鷰r間外，大多數(shù)來(lái)自盾尾后方管片壁后的流水通道。為了徹底阻斷盾尾后方來(lái)水，在盾尾后第2環(huán)后每隔一環(huán)開(kāi)孔注雙液漿做止水環(huán)箍，注雙液漿之前在脫出盾尾1-2環(huán)管片開(kāi)孔注高性能優(yōu)質(zhì)聚氨酯，防止雙液漿流向盾體周邊包裹盾體。止水環(huán)箍做完后通過(guò)在止水環(huán)箍前方開(kāi)孔觀察的方式對(duì)止水效果進(jìn)行驗(yàn)證，用鋼釬打孔至管片壁后1m，孔內(nèi)無(wú)泥水流出說(shuō)明止水環(huán)箍效果顯著，確保止水措施有效后方可進(jìn)行下步施工。

3.5 側(cè)墻增設(shè)泄壓孔（圖4）

接收端止水帷范圍內(nèi)布置有6口降水井及2口觀測(cè)井，在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時(shí)一直利用降水井對(duì)端頭進(jìn)行降水，但實(shí)際降水效果并不明顯。為確保端頭水位在隧道底部以下，以防到達(dá)過(guò)程中地下水位過(guò)高引起土體坍塌。在洞門(mén)5點(diǎn)和7點(diǎn)的側(cè)墻上打泄壓孔引流地連墻和車(chē)站主體維護(hù)結(jié)構(gòu)夾縫的水源。

3.6 分兩次破除洞門(mén)

洞門(mén)破除前在洞門(mén)上米字形開(kāi)9個(gè)觀察孔，觀察是否有滲水現(xiàn)象，達(dá)到自穩(wěn)性等技術(shù)指標(biāo)，全部指標(biāo)滿足施工規(guī)范要求，再進(jìn)行洞門(mén)鑿除。地連墻設(shè)計(jì)厚度為80cm，為防止洞門(mén)完全破除后土體失穩(wěn)危及車(chē)站及隧道安全，洞門(mén)破除過(guò)程中先破除50cm厚度，完成后再破除剩余30cm，減少洞門(mén)掌子面暴露時(shí)間。

3.7 洞門(mén)鋼圈內(nèi)焊止水鋼板（圖7）

由于端頭井洞門(mén)鋼圈直徑與盾構(gòu)外徑存有一定的間隙，盾構(gòu)出洞前，為了縮小盾殼與洞圈的間隙、便于塞填海綿條以防止盾構(gòu)出洞時(shí)洞門(mén)鋼圈產(chǎn)生漏水、漏泥等問(wèn)題，在洞門(mén)鋼圈內(nèi)焊2道5mm厚18cm高的弧形彈性鋼板，洞門(mén)鋼圈內(nèi)弧形彈性鋼板焊接成完整兩圈間隔為10cm，弧形鋼板以10cm間距開(kāi)縫，縫深10cm。兩圈弧形鋼板之間填充180mm×100mm高密度海綿條。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)采用預(yù)埋管路深孔注AB型雙組份聚氨酯施工、wss深孔注漿、盾構(gòu)機(jī)徑向孔注高性能優(yōu)質(zhì)聚氨酯、洞內(nèi)管片注雙液漿和高性能優(yōu)質(zhì)聚氨酯、側(cè)墻增設(shè)泄壓孔、洞門(mén)鋼圈內(nèi)焊雙道止水鋼板等施工工藝相結(jié)合，地面與隧道內(nèi)相協(xié)調(diào)的立體施工法，在盾構(gòu)接收端頭加固效果不理想的情況下，多措并舉有效切斷盾體周邊和盾構(gòu)機(jī)后方來(lái)水，規(guī)避了在端頭加固失效的情況下盾構(gòu)機(jī)在高水壓富水砂層中到達(dá)接收時(shí)的巨大風(fēng)險(xiǎn)，避免了在此高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)造成毀滅性安全事故的可能性，盾構(gòu)機(jī)安全、有序的到達(dá)接收，保障了工期，也為后續(xù)的快速施工的打下了夯實(shí)的安全基礎(chǔ)。