盾構(gòu)空推過礦山法隧道的質(zhì)量控制

馮銀誠(chéng)

摘 要：盾構(gòu)空推過礦山法隧道在地鐵隧道硬巖段或者上軟下硬地層中得到較為廣泛的應(yīng)用，筆者基于工程實(shí)例分析其施工方法的流程質(zhì)量控制，點(diǎn)出其中存在的重點(diǎn)與難點(diǎn)，并探討了有效的應(yīng)對(duì)策略，以供同行參閱和指點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；空推；隧道施工；質(zhì)量控制

國(guó)內(nèi)地鐵隧道大部分屬于淺埋隧道，由于上部建筑物覆蓋較多，兼有交通繁忙，因此盾構(gòu)施工成為常用的掘進(jìn)方案。然而深圳地處我國(guó)東南，下部大部分屬?gòu)?fù)合地層，其中全斷面硬巖、上軟下硬長(zhǎng)距地層或者孤石群分布較多，若仍然以盾構(gòu)法掘進(jìn)施工，既無(wú)法保證掘進(jìn)速度，又容易造成刀具磨損，導(dǎo)致工程成本支出增加，同時(shí)也存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，這均對(duì)盾構(gòu)施工造成諸多限制?；谶@一難題，不少施工單位嘗試盾構(gòu)空推過礦山法進(jìn)行隧道施工，即通過礦山法局部開挖，使初支成型后實(shí)施盾構(gòu)機(jī)空推，然后拼裝管片通過。

1 工程概況

深圳地鐵7號(hào)線工程7303標(biāo)沙尾站至石廈站區(qū)間位于深圳市福田區(qū)，本區(qū)間右線設(shè)計(jì)起點(diǎn)里程為右DK15+813.488，右線設(shè)計(jì)終點(diǎn)里程為右DK16+967.207，長(zhǎng)1153.719m；左線設(shè)計(jì)起點(diǎn)里程為左DK15+813.488，左線設(shè)計(jì)終點(diǎn)里程為左DK16+967.207，長(zhǎng)1142.666m（短鏈11.053m）。區(qū)間在右DK16+307.500處設(shè)臨時(shí)豎井及橫通道，在橫通道內(nèi)設(shè)1#聯(lián)絡(luò)通道，在線路最低點(diǎn)附近右DK16+640處設(shè)2#聯(lián)絡(luò)通道及廢水泵房。

本區(qū)間采用盾構(gòu)法和礦山法初支盾構(gòu)空推、拼裝管片法施工，其中全盾構(gòu)法設(shè)計(jì)范圍：右DK15+813.488～右DK16+304.000，長(zhǎng)490.512m；右DK16+590.000～右DK16+967.207，長(zhǎng)377.207m；左DK15+813.488～左DK16+285.394，長(zhǎng)471.906m，左DK16+760.000～左DK16+967.207，長(zhǎng)207.207m。礦山法初支盾構(gòu)空推、拼管片法設(shè)計(jì)范圍：右DK16+311.000～右DK16+590.000，長(zhǎng)279m；左DK16+290.394～左DK16+760.000，長(zhǎng)458.553m（含短鏈11.053m）。

2 盾構(gòu)空推常見施工質(zhì)量問題

2.1 管片錯(cuò)縫與錯(cuò)臺(tái)。拼裝后不同管片相對(duì)的內(nèi)弧面活著同一環(huán)各片不平整即為管片錯(cuò)臺(tái)。盾構(gòu)拼裝作業(yè)結(jié)束后，空推段管片未能夠及時(shí)將豆礫石噴射至管片背后，導(dǎo)致隧道初期襯砌與管片部分的相互空隙得不到有效充填，或豆礫石噴射量過少而導(dǎo)致充填不足的問題，此外還包括管片壁后未及時(shí)注漿或者注漿不充分等問題，上述因素均會(huì)導(dǎo)致管片錯(cuò)臺(tái)。所以與正常盾構(gòu)掘進(jìn)施工相比，盾構(gòu)空推部分管片錯(cuò)臺(tái)量明顯升高。

2.2 吊裝孔、管片接縫以及螺栓孔存在漏水現(xiàn)象。漏水現(xiàn)象以管片接縫、螺栓孔、破損修補(bǔ)區(qū)域以及吊裝孔較為常見，其中漏水最為嚴(yán)重的為管片接縫區(qū)域。倘若未采取有效措施預(yù)防并維護(hù)盾構(gòu)隧道內(nèi)水的滲漏問題，則會(huì)對(duì)隧道附屬管線甚至內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)造成影響，導(dǎo)致隧道使用壽命縮短，最終引發(fā)軌道道床底鼓等問題，對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)造成危害。

2.3 管片上浮問題。合理控制管片位移，是盾構(gòu)隧道線型符合隧道建筑限界以及設(shè)計(jì)要求的一個(gè)關(guān)鍵措施。大部分情況下，隧道管片位移在盾構(gòu)空推段隧道作業(yè)中以管片上浮為主要表現(xiàn)。導(dǎo)致管片上浮的原因主要是隧道管片獲取相應(yīng)的上浮空間，而后續(xù)處理中未及時(shí)充填固結(jié)上浮空間所致。

3 盾構(gòu)空推段作業(yè)質(zhì)量控制

3.1 管片錯(cuò)縫與錯(cuò)臺(tái)的規(guī)避控制策略。首先應(yīng)精確計(jì)算，以合理選擇管片類型，確保盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)作業(yè)與管片姿態(tài)相互協(xié)調(diào)一致，通常情況下應(yīng)結(jié)合前方線型變化來(lái)對(duì)管片姿態(tài)予以提前調(diào)整；其次應(yīng)組織拼裝人員參與拼裝技能強(qiáng)化培訓(xùn)工作，提高其技術(shù)水平，同時(shí)在拼裝管片時(shí)避免橢圓形拼構(gòu)，以降低錯(cuò)臺(tái)發(fā)生率；安裝管片前均應(yīng)將盾體內(nèi)部豆礫石、渣土以及漿液予以徹底清除，防止管片安裝過程中無(wú)法對(duì)位而出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)的問題；拼裝封頂塊之前應(yīng)對(duì)開口尺寸予以合理調(diào)整，確保能夠順利插入封頂塊至相應(yīng)位置。此外還應(yīng)對(duì)管片上浮量予以有效控制，當(dāng)管片尚未從盾尾脫出前應(yīng)利用豆礫石機(jī)械將豆礫石噴射至管片背后，在短時(shí)間內(nèi)充分填充，并取單漿液注入管片背后，利用其初凝時(shí)間較短的特點(diǎn)來(lái)加快漿液與豆礫石的固結(jié)過程，從而有效穩(wěn)定管片。倘若管片背后有較大水壓，則會(huì)稀釋單漿液并將其沖走，所以應(yīng)密切監(jiān)測(cè)有無(wú)管片上浮，并視其具體情況采取二次注漿處理。此外還應(yīng)對(duì)水玻璃以及水泥二者的質(zhì)量比予以調(diào)節(jié)，以控制凝結(jié)時(shí)間，一般情況下二次漿液在32s時(shí)即可凝固。

3.2 漏水質(zhì)量缺陷的處理方法。（1）管片環(huán)縫和縱縫滲漏。首先應(yīng)將此部位的泥垢以及浮土予以清除，并探查發(fā)生滲漏的部位，取兩端鉆一孔徑為0.6cm的終止孔，鉆深與管片密封條相接觸即可；取TN膠，即LB-21環(huán)氧乳液防水膠泥將終止孔徹底封閉，然后按照35cm距離在拼縫上設(shè)置注漿孔，取8mm鋁管插入孔內(nèi)20cm深度，然后取LB-7氯丁膠乳聚合物水泥砂漿實(shí)施封縫、嵌縫埋管操作，對(duì)于不飽滿的孔口管則采取重復(fù)注漿處理。（2）螺栓孔漏水。將螺帽松卸后清除其中積存的銹蝕、浮泥以及泥垢，取LB-7氯丁膠乳聚合物水泥砂漿將一端出口和插有小鋁管的另一端出口封閉；取拼縫對(duì)拉螺栓兩側(cè)部位鉆孔徑為12mm的終止孔，孔深與管片密封條相接觸即可，然后以LB-91改性環(huán)氧化學(xué)灌漿液注漿，并對(duì)不飽滿孔口泡管予以重復(fù)注漿處理。（3）吊裝孔滲漏處理。將孔內(nèi)泥垢以及浮土徹底清除，然后取雙快水泥砂漿封堵吊裝孔，然后將塑料螺帽擰上，并徹底清理管片水泥漿殘留。

3.3 管片上浮的處理措施。首先應(yīng)在管片背后足量、快速充填豆礫石，所選擇的豆礫石粒徑應(yīng)與設(shè)計(jì)要求相符，不可過大或者過小，通常情況下以4～6mm為宜；噴射時(shí)先里后外，自上而下，確保密實(shí)充填。其次應(yīng)將高性能漿液足量、快速注入管片背面，所使用的漿液應(yīng)具備良好的早期強(qiáng)度和充填性，同時(shí)初凝時(shí)間較短，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)將圍巖和隧道管片之間形成一體。本次施工中為進(jìn)一步控制管片的上浮，空推段的管片每隔2-3環(huán)在管片的3、9點(diǎn)以上位置設(shè)置管片撐桿，撐桿通過管片吊裝孔伸出至管片背后，外側(cè)頂住礦山初支，內(nèi)側(cè)螺紋和吊裝孔螺紋相擰合起到對(duì)管片的支持作用，在一定程度上減小管片的上浮，見圖1。

圖1 撐桿使用示意

4 結(jié)語(yǔ)

盾構(gòu)空推過礦山法隧道在本地區(qū)地鐵工程項(xiàng)目建設(shè)中具有積極的意義，筆者基于工程實(shí)例總結(jié)了施工中常見的一些質(zhì)量問題，并給出了相應(yīng)的對(duì)策，希望對(duì)地鐵項(xiàng)目建設(shè)工作有所指導(dǎo)和幫助。

參考文獻(xiàn)

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