盾構(gòu)二次接收施工技術(shù)

【摘 要】目前天津地鐵正在盾構(gòu)施工階段，盾構(gòu)施工主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)在始發(fā)接收階段，通過對(duì)多個(gè)已經(jīng)完成的盾構(gòu)區(qū)間的接收經(jīng)驗(yàn)的研究，總結(jié)出盾構(gòu)二次接收施工技術(shù)，在施工中最大限度保證盾構(gòu)接收安全，且具有較強(qiáng)的技術(shù)可行性和實(shí)踐可靠性，為其他盾構(gòu)接收施工提供參考。

【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)區(qū)間；二次接收；施工技術(shù)

1、水文地質(zhì)

天津所處地段屬?zèng)_積平原，地形平坦，地面高程2.92～3.92m。盾構(gòu)區(qū)間接收處深度多處于潛水層及第一承壓水層，潛水層：主要指人工填土（Qml）、上組陸相沉積沖擊層（Q43al）、海相沉積層（Q42m），視為潛水含水層。含水介質(zhì)顆粒較細(xì)，水力坡度小，地下水徑流十分緩慢。排泄方式主要有蒸發(fā)、人工開采和下滲補(bǔ)給下部承壓水，地表水體滲透。地下潛水水位如下：初見水位埋深2.80～3.60m，相當(dāng)于標(biāo)高0.7～-0.06m。靜止水位埋深1.80～2.50m，相當(dāng)于標(biāo)高1.35～1.10m。潛水水位一般年變幅在0.50～1.00m左右。

第一承壓含水層：下組陸相沖積層 （⑧2-1） 粉土、第五組陸相沖積層粉土（⑨2-1）透水性好，為承壓含水層。第四組濱海潮汐帶沉積層粉質(zhì)粘土（⑩1）及第三組陸相沖積層粉質(zhì)粘土（○111）透水性較差，可視為承壓含水層隔水底板。該微承壓水水頭大沽高程為-0.15m。

2、接收準(zhǔn)備

盾構(gòu)接收之前，接收井內(nèi)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作全部就緒。提前對(duì)洞門位置進(jìn)行復(fù)核測量，并以此安裝盾構(gòu)接收基座，準(zhǔn)備進(jìn)行盾構(gòu)接收。盾構(gòu)貫通前50環(huán)的測量是復(fù)核盾構(gòu)所處的方位、確認(rèn)盾構(gòu)姿態(tài)、評(píng)估盾構(gòu)接收時(shí)的姿態(tài)和擬定盾構(gòu)接收段的施工軸線、推進(jìn)坡度的控制值和施工方案等的重要依據(jù)，以使盾構(gòu)在此階段的施工中始終按預(yù)定的方案實(shí)施，以良好的姿態(tài)接收，在盾構(gòu)接收基座上準(zhǔn)確就位。 盾構(gòu)接收前50環(huán)左右時(shí)再次對(duì)導(dǎo)線和高程進(jìn)行復(fù)測，保證盾構(gòu)正交、對(duì)中進(jìn)入洞門圈。

2.1盾構(gòu)接收基座安放

根據(jù)洞門的確切方位，對(duì)盾構(gòu)基座安放位置進(jìn)行準(zhǔn)確放樣?；惭b時(shí)按照測量放樣的基線，吊入井下就位拼裝、焊接。基座按平坡安放，基座就位后，進(jìn)行支撐加固加強(qiáng)其整體穩(wěn)定性，如圖2.3.2-1所示。

2.2洞圈止水裝置及注漿球閥安裝

由于工作井洞圈直徑與盾構(gòu)外徑存有一定的間隙，為了防止盾構(gòu)接收時(shí)土體從該間隙中流失，在洞圈周圍安裝弧形鋼板圈，以減小間隙量，同時(shí)槽內(nèi)放置海綿，密封弧形鋼板與盾構(gòu)之間的間隙，可以有效阻止?jié)B漏和水土漏失。并在洞門圈外設(shè)置注漿閥4個(gè)，作為洞口防水堵漏的預(yù)防措施。為了使得注漿效果更佳，注漿球閥后端連接一定長度的1.5寸鋼管深入至洞門外地層。另外，在盾構(gòu)接收第一次封門后，此時(shí)注漿球閥還將起到泄壓和檢驗(yàn)洞圈注漿效果作用。

2.3導(dǎo)向軌放置

為了使盾構(gòu)接收時(shí)有良好的導(dǎo)向，在洞圈上安放導(dǎo)向軌。導(dǎo)向軌在洞圈底部放置2根，延伸至盾構(gòu)基座上并與基座上的兩根導(dǎo)向軌聯(lián)成一體。在刀盤露出洞圈時(shí)，注意控制刀盤的轉(zhuǎn)速，使導(dǎo)向軌和基座避讓刀盤上的刀具，防止碰壞基座。

3. 接收段施工技術(shù)措施

3.1 盾構(gòu)推進(jìn)技術(shù)措施

盾構(gòu)接收前50環(huán)為接收階段，在接收段盾構(gòu)施工過程中必須嚴(yán)格控制切口平衡土壓力，使得盾構(gòu)切口處的地層有微小的隆起量來平衡盾構(gòu)背土?xí)r的地層沉降量。同時(shí)也必須嚴(yán)格控制與切口平衡壓力有關(guān)的施工參數(shù)，如出土量、推進(jìn)速度、總推力、實(shí)際土壓力圍繞設(shè)定土壓力波動(dòng)的差值等。防止超挖、欠挖盡量減少平衡壓力的波動(dòng)。在盾構(gòu)進(jìn)入加固區(qū)以后，土壓和總推力適當(dāng)減小，保證洞門的安全。

根據(jù)地質(zhì)情況及隧道埋深情況理論計(jì)算切口平衡壓力（未進(jìn)加固區(qū)）得到：

正面平衡壓力：P=k0γh

P： 平衡壓力（包括地下水）

γ：土體的平均重度

h：隧道埋深

k0：土的側(cè)向靜止平衡壓力系數(shù)

即接收段理論土壓力：P=0.5×18×12.97=0.117Mpa。

當(dāng)盾構(gòu)進(jìn)入加固區(qū)以后根據(jù)刀盤油壓情況及地面監(jiān)測情況逐步調(diào)低土壓力值，并派專人值班觀察洞門情況。當(dāng)盾構(gòu)刀盤前部靠上槽壁以后，逐漸降低土壓力值直至0。

3.2嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)速度

盾構(gòu)接收段施工時(shí)，推進(jìn)速度應(yīng)放慢，盡量做到均衡施工，減少對(duì)周圍土體的擾動(dòng)，避免在途中有較長時(shí)間耽擱。如果推得過快則刀盤開口斷面對(duì)地層的擠壓作用相對(duì)明顯，將推進(jìn)速度控制在15mm/min左右。

3.3嚴(yán)格控制盾構(gòu)糾偏量

盾構(gòu)在進(jìn)入接收井前200m時(shí)及時(shí)調(diào)整好盾構(gòu)姿態(tài)。在確保盾構(gòu)正面沉降控制良好的情況下，使盾構(gòu)均衡勻速施工，盾構(gòu)姿態(tài)變化不可過大。每環(huán)檢查管片的超前量，隧道軸線和折角變化不能超過0.3%。推進(jìn)時(shí)不急糾、不猛糾，多注意觀察管片與盾殼的間隙，相對(duì)區(qū)域油壓的變化量隨出土量和千斤頂行程逐漸變化。采用穩(wěn)坡法、緩坡法推進(jìn)，以減少盾構(gòu)施工對(duì)地面的影響。在盾構(gòu)進(jìn)入洞圈之前應(yīng)根據(jù)洞門中心調(diào)整好盾構(gòu)接收位置與姿態(tài)，避免盾殼與洞圈發(fā)生干涉。

3.4嚴(yán)格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量

嚴(yán)格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量，務(wù)必做到三點(diǎn)：

1、保證每環(huán)注漿總量；

2、保證每箱土要均勻合理地壓注；

3、漿液的配比和稠度必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

通過同步注漿及時(shí)充填建筑空隙，減少施工過程中的土體變形。

3.5嚴(yán)格控制盾尾油脂的壓注

在同步注漿量充足的前提下，盾構(gòu)機(jī)的盾尾密封功能就顯得特別重要。為了順利、安全的接收，必須切實(shí)地做好盾尾油脂的壓注工作。每班上班時(shí)檢查并保證儲(chǔ)桶內(nèi)有充足的油脂。推進(jìn)時(shí)油脂開關(guān)用自動(dòng)檔根據(jù)壓力情況自動(dòng)補(bǔ)壓（同時(shí)配備專人觀察，需要時(shí)人工壓注），杜絕因人為欠壓造成的漏漿、漏水現(xiàn)象。

3.6在隧道內(nèi)進(jìn)行二次襯砌壁后注漿

在接收段施工中，盾構(gòu)機(jī)刀盤靠上洞門槽壁后，盾構(gòu)機(jī)整體進(jìn)入加固區(qū)，在盾尾管片后進(jìn)行二次壁后注漿，漿液采用雙液漿，每環(huán)2～3m3（在實(shí)際壓注中將根據(jù)各監(jiān)測數(shù)據(jù)及壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整）。漿液通過管片的注漿孔注入地層，并在施工時(shí)采取推進(jìn)和注漿聯(lián)動(dòng)的方式，注漿未達(dá)到要求，盾構(gòu)暫停推進(jìn)，以防止水土流失。壁后二次注漿根據(jù)現(xiàn)場探孔情況隨時(shí)調(diào)整。二次注漿結(jié)束后，必須立即將悶頭擰緊。

雙液漿的質(zhì)量配比如下：

3.7管片連接

按照設(shè)計(jì)要求，近洞口處最后11環(huán)管片用14號(hào)槽鋼連接，每環(huán)6根，以防盾構(gòu)接收重心轉(zhuǎn)換，盾尾在脫出管片時(shí)管片環(huán)與環(huán)間隙被拉大，造成漏水或漏泥。拉緊裝置在后澆環(huán)梁施工完成后方可拆除。

3.8盾構(gòu)接收

盾構(gòu)接收采用二次接收的施工工藝。在洞門混凝土粉碎性鑿除后，盾構(gòu)應(yīng)盡快推進(jìn)并拼裝管片，盡量縮短盾構(gòu)接收時(shí)間。當(dāng)盾構(gòu)前部約7m坐上基座導(dǎo)軌后則完成了第一次接收（根據(jù)實(shí)踐情況而定）。然后，停止推進(jìn)立即安裝弧形鋼板，對(duì)洞圈進(jìn)行封堵并預(yù)留相應(yīng)數(shù)量的注漿管。洞圈封堵完畢以后，對(duì)預(yù)留的注漿管壓注雙液漿液。洞門沒有水外流時(shí)漿液壓注完畢，盾構(gòu)開始第二次接收。當(dāng)最后一環(huán)管片拼裝完畢后，繼續(xù)推進(jìn)，盾構(gòu)機(jī)推至拆吊位置，立即將洞圈封堵，防止水土流失。

3.8.1盾構(gòu)第一次接收推進(jìn)

1 在清理干凈落在洞圈底部洞門渣石及落土后，啟動(dòng)盾構(gòu)繼續(xù)往前推進(jìn)；

2 盾構(gòu)推進(jìn)拼裝的最后五環(huán)管片背部加貼海綿，起到防止盾尾涌水涌砂的作用。

3推進(jìn)過程中要派專人在接收井處觀察盾構(gòu)和洞圈及弧形鋼板的間隙，同時(shí)加強(qiáng)水土流失的觀測，盾構(gòu)推進(jìn)到露出洞圈約6700㎜時(shí)停止推進(jìn)。

4利用事先準(zhǔn)備好的弧形鋼板封洞門，然后開始隧道內(nèi)管片注漿和洞圈四周注漿，打環(huán)箍，壓注漿液為雙液漿和聚胺脂。

3.8.2盾構(gòu)第二次接收推進(jìn)

1在下述條件均具備的前提下，方可啟動(dòng)盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)，進(jìn)行第二次推進(jìn)：

a.地面變形比較穩(wěn)定；

b.洞圈位置滴水不漏，可拆除上部的部分弧形鋼板進(jìn)行觀察。

2 用割刀將弧形鋼板沿盾殼割出一圈口子，再將盾構(gòu)繼續(xù)推進(jìn)至盾尾露出洞圈；

3封堵弧形鋼板與盾殼的間隙，繼續(xù)隧道內(nèi)管片注漿和洞圈四周注漿，壓注漿液為雙液漿。

4用預(yù)先加工的弧形鋼板與最后一環(huán)管片端面鋼板焊接牢靠。

5 當(dāng)洞門處弧形鋼板與管片端面鋼板焊接牢固后用快硬水泥對(duì)弧形鋼板接縫處進(jìn)行封堵，而后在最后兩環(huán)管片上利用吊裝孔采取自下而上、少量多次的方式壓注雙液漿再次進(jìn)行洞門處的充填注漿，每環(huán)注漿量為2—3m3，實(shí)際注漿依據(jù)洞門的滲漏情況進(jìn)行現(xiàn)場判別，在確保地面沉降穩(wěn)定同時(shí)洞門不滲漏的情況下可停止注漿。

6 盾構(gòu)接收完成后，在確保洞門填充注漿效果良好，洞門無明顯滲漏，同時(shí)地面沉降穩(wěn)定的前提下割除弧形鋼板，依照設(shè)計(jì)圖紙施作井口接頭。

4. 總結(jié)

通過對(duì)天津地鐵盾構(gòu)區(qū)間接收工藝的研究，在施工過程中采取了一系列的施工技術(shù)措施對(duì)盾構(gòu)接收進(jìn)行了控制，目前盾構(gòu)接收全部安全順利，事實(shí)證明，本工程采取的施工技術(shù)措施是有效的，希望可以對(duì)其他盾構(gòu)接收提供一些參考。