盾構(gòu)機(jī)切削玻璃纖維筋混凝土地下連續(xù)墻施工技術(shù)

謝永康

【摘要】隨著盾構(gòu)法施工在城市的建設(shè)中不斷發(fā)展，為了解決盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞鑿除混凝土洞門(mén)安全風(fēng)險(xiǎn)大、工期長(zhǎng)的問(wèn)題，本文通過(guò)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)改造，采取合理的掘進(jìn)參數(shù)，從而達(dá)到盾構(gòu)機(jī)直接切削地下連續(xù)墻順利進(jìn)洞及出洞，減小了安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)的改造及盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中參數(shù)的確定，成為盾構(gòu)切削地下連續(xù)墻施工技術(shù)的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)機(jī)；切削混凝土；掘進(jìn)技術(shù)

1、工程概況

北京市南水北調(diào)配套工程?hào)|干渠工程施工第一標(biāo)段位于北五環(huán)仰山橋西北側(cè)，設(shè)計(jì)輸水隧洞采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)始發(fā)兼接收井圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用地下連續(xù)墻支護(hù)，盾構(gòu)機(jī)通過(guò)地下連續(xù)墻部位采用同等級(jí)玻璃纖維筋代替，盾構(gòu)始發(fā)、接收及區(qū)間通過(guò)二襯豎井均采用盾構(gòu)機(jī)直接切削地下連續(xù)墻通過(guò)。本標(biāo)段盾構(gòu)機(jī)采用小松TM625PMM，為了驗(yàn)證盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)改造后對(duì)地下連續(xù)墻的切削能力，選取在1號(hào)盾構(gòu)始發(fā)兼接收井盾構(gòu)機(jī)接收時(shí)對(duì)地下連續(xù)墻進(jìn)行切削，穿越二襯豎井期間將洞門(mén)鑿除剩余20cm再進(jìn)行掘進(jìn)，盾構(gòu)井剖面圖見(jiàn)圖1。

圖1 盾構(gòu)井剖面圖

2、刀盤(pán)改造

地下連續(xù)墻混凝土標(biāo)號(hào)為水下C35鋼筋混凝土，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐檢測(cè)將切削的地下連續(xù)墻混凝土強(qiáng)度最大達(dá)到44Mpa，為了保證刀盤(pán)切削混凝土，在刀盤(pán)上增加了128把加強(qiáng)型羊角刀凝土切削刀具，對(duì)刀盤(pán)進(jìn)行了改造處理，改造后的刀盤(pán)布置圖見(jiàn)圖2。

圖2 刀盤(pán)改造配置圖

3、盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)

3.1 掘進(jìn)參數(shù)

本區(qū)間盾構(gòu)機(jī)在通過(guò)二襯豎井時(shí)，地下連續(xù)墻鑿除剩余有20cm厚混凝土，通過(guò)切削兩個(gè)二襯豎井地下連續(xù)墻總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)，以“慢速推進(jìn)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)”原則進(jìn)行掘進(jìn)施工。

土壓：因連續(xù)墻自穩(wěn)性能極好，考慮到掘進(jìn)過(guò)程中可能會(huì)有較大混凝土塊脫落，為防止大塊混凝土卡住土倉(cāng)及螺旋機(jī)影響掘進(jìn)，故選擇不保土壓，進(jìn)行零壓掘進(jìn)。

速度：因連續(xù)墻強(qiáng)度較高，且有多個(gè)連續(xù)墻等待穿越，為保護(hù)刀具，防止刀具崩角，控制吃刀量在2mm，即刀盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈掘進(jìn)2mm，注意刀盤(pán)溫度不宜過(guò)高。

注漿量：因連續(xù)墻滲透性差，注漿過(guò)多會(huì)導(dǎo)致注漿壓力升高，造成盾尾漏漿。為保證注漿效果務(wù)必保證注漿質(zhì)量和數(shù)量，嚴(yán)格控制砂漿配比。注漿量4m?，根據(jù)注漿壓力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，避免盾尾漏漿。

二次補(bǔ)漿：為防止盾構(gòu)穿越后期洞門(mén)處漏水，安排進(jìn)行二次補(bǔ)漿，注漿量每環(huán)0.8m?，雙液漿。

3.2 技術(shù)準(zhǔn)備

為保證盾構(gòu)成功穿越連續(xù)墻，提前對(duì)刀盤(pán)進(jìn)行焊接加長(zhǎng)仰角刀，以保證對(duì)墻體的切割。保證盾構(gòu)各個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)加泥、泡沫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，確保渣土改良效果。防止盾構(gòu)在穿越的過(guò)程中因故障停機(jī)，造成不可控的影響。二次補(bǔ)漿系統(tǒng)準(zhǔn)備到位，及時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)漿，防止地面沉降。

3.3 掘進(jìn)過(guò)程

盾構(gòu)機(jī)于2013年9月2日晚19點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行地下連續(xù)墻切削，2013年9月3日早上9點(diǎn)完成1m厚地下連續(xù)墻切削施工，切削過(guò)程中地下連續(xù)墻有震感，中心刀先行掘進(jìn)進(jìn)洞，地下連續(xù)墻混凝土隨螺旋機(jī)進(jìn)入渣土車(chē)內(nèi)，掘進(jìn)完成后接收井內(nèi)只有很少部分，切削過(guò)程中刀盤(pán)摩擦地下連續(xù)墻聲音很大。因連續(xù)墻內(nèi)有玻璃纖維筋，防止被切割下來(lái)的纖維筋在土倉(cāng)內(nèi)纏繞成團(tuán)，影響出渣，因此掘進(jìn)過(guò)程中，閘門(mén)務(wù)必全開(kāi)，保證切割下來(lái)的土體及時(shí)排出土倉(cāng)。因掘進(jìn)速度較慢，施工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，防止刀盤(pán)因施工時(shí)間長(zhǎng)而溫度過(guò)高，務(wù)必多加水降溫，必要時(shí)候需停機(jī)降溫。

盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制，盡量控制盾構(gòu)姿態(tài)在規(guī)定范圍內(nèi)，糾偏時(shí)要做到勤糾偏、緩糾偏，以每環(huán)糾偏量不超過(guò)3mm為宜，確保盾構(gòu)平穩(wěn)直線型進(jìn)行掘進(jìn)。

盾構(gòu)穿越連續(xù)墻后，在保證土倉(cāng)內(nèi)水泥塊排干凈的情況下緩慢建立土壓，恢復(fù)正常掘進(jìn)。

盾構(gòu)穿墻后因土壓較低可能會(huì)超排，務(wù)必加大注漿量和二次補(bǔ)漿。二次補(bǔ)漿要求當(dāng)掘進(jìn)出土量較大或地面沉降過(guò)大時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)漿，補(bǔ)漿材料為水泥、水、水玻璃，配比1：1：1。二次補(bǔ)漿采用管片開(kāi)孔進(jìn)行，注漿位置一般選在頂部，避開(kāi)封頂塊。因雙液漿凝固時(shí)間較短，為了避免注漿材料堵塞盾尾注漿管路，影響同步注漿，要保證注漿環(huán)數(shù)與掘進(jìn)環(huán)數(shù)相差10環(huán)左右。最好在掘進(jìn)狀態(tài)下進(jìn)行二次補(bǔ)漿，可有效防止雙液漿堵管。補(bǔ)漿時(shí)注意觀察管片有無(wú)破裂、漏水，錯(cuò)臺(tái)是否變大，若有異常情況及時(shí)停止。觀察注漿壓力，達(dá)到1Mpa即可。

3.4 監(jiān)控量測(cè)

確保盾構(gòu)順利穿越，嚴(yán)格執(zhí)行掘進(jìn)參數(shù)的同時(shí)，測(cè)量隊(duì)需提前做好監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備，在必要位置提前做好監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，測(cè)點(diǎn)布置設(shè)置于洞門(mén)四周及上部混凝土支撐上，盾構(gòu)穿越前、穿越過(guò)程中、穿越后進(jìn)行若干次監(jiān)測(cè)，及時(shí)將洞門(mén)墻及地下連續(xù)墻位移及沉降結(jié)果告知盾構(gòu)操作人員，操作手根據(jù)位移及沉降報(bào)告及時(shí)調(diào)整土壓值及注漿量。穿越期間安排專(zhuān)人對(duì)地面進(jìn)行巡視，有異常情況及時(shí)上報(bào)。

4、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，盾構(gòu)機(jī)直接切削地下連續(xù)墻必要嚴(yán)格控制掘進(jìn)速度，不可圖一時(shí)之快，刀具受損對(duì)后期穿越影響非常大，施工參數(shù)的嚴(yán)格控制才能保證盾構(gòu)的順利穿越。盾構(gòu)穿越地下連續(xù)墻務(wù)必保證施工的連續(xù)性，由于盾構(gòu)法施工配套設(shè)備較多，對(duì)盾構(gòu)機(jī)、龍門(mén)吊、電瓶車(chē)、攪拌站等設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)是施工有序、快速掘進(jìn)的重要保證，通過(guò)此次切削地下連續(xù)墻為今后施工提供了有力的技術(shù)支持。