盾構(gòu)機(jī)在花崗巖球狀孤石區(qū)及復(fù)合地層中掘進(jìn)施工技術(shù)淺析

田雙龍

摘 要：針對(duì)區(qū)間盾構(gòu)隧道在廣州地鐵復(fù)合地層中地質(zhì)條件復(fù)雜、地層物理性差異大（局部存在孤石群），在盾構(gòu)機(jī)的選擇上，并通過掘進(jìn)模式、添加劑使用、盾構(gòu)隧道軸線控制及同步注漿等施工技術(shù)的不斷優(yōu)化，順利完成預(yù)定目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：復(fù)合地層、盾構(gòu)機(jī)選型、掘進(jìn)模式、添加劑、軸線控制、注漿。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

知識(shí)城北站～馬頭莊站區(qū)間（以下簡(jiǎn)稱“知～馬區(qū)間”）設(shè)計(jì)為雙線圓形盾構(gòu)隧道，右線起止里程為支YDK45+403.700～支YDK47+698.950，右線總長(zhǎng)約2297.273m；左線起止里程為支ZDK45+403.700～支ZDK47+698.950，左線總長(zhǎng)約2248.611m。線路最小曲線半徑為800m，盾構(gòu)段隧道覆土厚度為8.62～21.4m。線路設(shè)W形坡，最大坡度為21.009‰。

區(qū)間全程基本沿規(guī)劃的九龍大道敷設(shè)，出知識(shí)城北站之后向東南方向前進(jìn)經(jīng)過紅衛(wèi)村、路邊空地（主要是果林和水塘），采用800m曲線半徑繞過鳳尾小橋后回歸九龍大道，隨后全線沿九龍大道規(guī)劃紅線內(nèi)前行，經(jīng)過鳳尾村、新南村等村莊后到達(dá)馬頭莊站。

隧道內(nèi)徑5400 mm，外徑為6000mm，采用C50P12預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌，寬度1500mm，每環(huán)管片采用“3+2+1”（3塊標(biāo)準(zhǔn)塊、2塊鄰接塊和1塊封頂塊）型式、錯(cuò)縫拼裝，彎曲螺栓連接，環(huán)與環(huán)間以10根縱向螺栓相連，塊與塊之間以12根環(huán)向螺栓緊密相連，接縫處設(shè)密封墊溝槽，采用三元乙丙橡膠彈性密封墊止水，管片背后注漿回填。

1.2 地質(zhì)情況

知～馬區(qū)間擬建場(chǎng)地為低丘、殘丘、山地地貌，其間分布有剝蝕殘丘、剝蝕臺(tái)地、山地及山間沖洪積平地。地勢(shì)起伏較大。第四系覆蓋層，殘、坡積土層分布廣泛且厚度較大，下伏基巖為燕山期花崗巖，風(fēng)化層厚度較大。隧道主要穿行于中粗砂層<3-2>、粉質(zhì)黏土層<4N-2>、殘積砂質(zhì)黏性土層<5H-2>、全風(fēng)化花崗巖<6H>、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖<7H>。以左線地質(zhì)為例，詳見圖1-1左線地質(zhì)縱剖面示意圖。

說明：<1-2>雜填土、素土，<3-1>粉細(xì)砂，<3-2>中粗砂，<4N-2>可塑狀粉質(zhì)粘土，<5H-2>硬塑狀砂質(zhì)粘土，<6H>白堊紀(jì)全風(fēng)化花崗巖，<7H>白堊紀(jì)強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，<8H>白堊紀(jì)中風(fēng)化花崗巖，<9G>白堊紀(jì)微風(fēng)化花崗巖孤石。

1.3 區(qū)間孤石概況

⑴原詳勘揭示孤石情況

原區(qū)間詳細(xì)勘察報(bào)告及補(bǔ)充巖土勘察報(bào)告揭示本區(qū)間存在4處孤石，孤石的層厚為0.8～3.4m，孤石的巖性為中風(fēng)化球狀孤石或微風(fēng)化球狀孤石，強(qiáng)度為102.8～104.3MPa。

⑵補(bǔ)勘揭示孤石情況

為更好了解區(qū)間孤石分布、大小及巖性情況，按照廣州地鐵軌道公司《孤石補(bǔ)勘管理辦法》進(jìn)行布孔，對(duì)孤石出現(xiàn)可能性很大區(qū)域按10m間隔布置，對(duì)孤石出現(xiàn)可能性較大的區(qū)域按20m間隔布置，均為一般性鉆孔，鉆孔編號(hào)為：B001～B300，當(dāng)有鉆孔揭露孤石時(shí)，以該孔為中心往小里程方向和大里程反向沿隧道中心各5米處布置一加密孔，加密孔編號(hào)以該孔編號(hào)為主號(hào)（以**-1和**-2形式進(jìn)行編號(hào)），**-1為小里程方向加密孔，**-2為大里程方向加密孔。孤石邊界探測(cè)以揭露孤石的鉆孔為中心在隧道中線和垂直隧道中線上2米處各布置鉆孔2個(gè)，當(dāng)揭露孤石時(shí)外擴(kuò)2m繼續(xù)加密探邊，未揭露孤石時(shí)內(nèi)縮1米探邊為止。本次共補(bǔ)勘共計(jì)揭示孤石62處，所揭露單個(gè)孤石幾何形狀不規(guī)則，厚度0.10～4.50m，而且孤石多呈群狀分布；孤石強(qiáng)度為33～104.3MPa，孤石巖性為中風(fēng)化及微風(fēng)化，具體情況如圖1-1所示，孤石巖芯如圖1-2所示。

2 盾構(gòu)機(jī)選型

投入本標(biāo)段知識(shí)城北～馬頭莊區(qū)間掘進(jìn)的是兩臺(tái)海瑞克土壓平衡盾構(gòu)機(jī)S585和S586。該兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)是德國(guó)海瑞克公司生產(chǎn)，出廠編號(hào)分別為S585和S586的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，曾在2013年完成東莞R2線【鴻福路～西平盾構(gòu)區(qū)間】施工2306標(biāo)的隧道工程（以下簡(jiǎn)稱2306標(biāo)）、2014年完成深圳地鐵7號(hào)線7302標(biāo)安托山～農(nóng)林盾構(gòu)區(qū)間。

2013年01月和2012年12月兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)投入東莞R2線【鴻福路～西平盾構(gòu)區(qū)間】施工2306標(biāo)的隧道工程左右線的盾構(gòu)施工，其中左線盾構(gòu)施工為1239.318m，右線為1377.83m，每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)完成掘進(jìn)任務(wù)分別為826環(huán)、919環(huán)，推進(jìn)時(shí)間S585為1239h，S586為1379h。

2014年3月和2014年4月兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)投入深圳地鐵7號(hào)線7302標(biāo)安托山～農(nóng)林盾構(gòu)區(qū)間左右線的盾構(gòu)施工，其中左線盾構(gòu)施工為1629.709m，右線為1652.777m。其中左右線各有兩段礦山法開挖初支盾構(gòu)拼裝管片施工，分別長(zhǎng)152m、782m、185m、859m。每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)實(shí)際完成掘進(jìn)任務(wù)分別為464環(huán)、406環(huán)，推進(jìn)時(shí)間S585為696h，S586為609h。

S585、S586累計(jì)推進(jìn)時(shí)間分別為1935h、1988h。工程合計(jì)僅為原主軸承設(shè)計(jì)壽命的19.4%、19.9%。

S-585/586盾構(gòu)機(jī)為土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，依據(jù)廣東地區(qū)復(fù)合地層資料專門設(shè)計(jì)，其主要參數(shù)滿足廣東地區(qū)掘進(jìn)、換刀等相關(guān)要求。

⑴盾構(gòu)機(jī)額定扭矩大于4470KN.m，額定推力39910KN。

⑵盾構(gòu)機(jī)刀盤有雙刃滾刀4把，單刃滾刀32把，刮刀64把，8把鏟刀、開口率28%。

⑶螺旋輸送機(jī)配備了2道防水閘門。

⑷土壓倉(cāng)內(nèi)裝有5個(gè)土壓計(jì)。

⑸泡沫注入系統(tǒng)1個(gè)，泡沫發(fā)生器4個(gè)。

⑹盾構(gòu)密封刷3道，密封刷為知名品牌。

⑺盾構(gòu)機(jī)切削外徑與管片外徑之間的距離為140mm。

⑻各區(qū)域推進(jìn)千斤頂最大可伸長(zhǎng)量為2000mm。

3 花崗巖球狀孤石體中盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)

3.1 孤石處理

考慮因素：孤石處理方法將根據(jù)孤石的大小、位置、形狀、周邊環(huán)境以及是否探明等因素確定。主要采取盾構(gòu)機(jī)直接掘進(jìn)通過和地表鉆孔深孔爆破兩種方式進(jìn)行處理，輔以開倉(cāng)清理孤石的方式

⑴盾構(gòu)機(jī)直接掘進(jìn)法：對(duì)于孤石裂隙發(fā)育、強(qiáng)度不大、孤石尺寸大小小于30cm的孤石采用盾構(gòu)機(jī)直接掘進(jìn)，不需要提前預(yù)處理。

⑵地表引孔爆破法：選擇在地面采用鉆深孔控制爆破預(yù)處理的方式，以避免和減小洞內(nèi)處理空間限制和安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.1試爆

孤石爆破處理試爆點(diǎn)選擇在區(qū)間左線ZDK47+432.62至ZDK47+463.627區(qū)段，區(qū)段長(zhǎng)為31.4m，寬為6m。采用地質(zhì)鉆機(jī)引孔，鉆孔的孔距a、排距b均為0.5m，為了確定孤石的形狀、體積大小，以探明孤石孔為中心采取向外擴(kuò)展的方式進(jìn)行鉆孔，確保整個(gè)孤石被包絡(luò)在鉆孔中。布孔形式采用梅花樁形，孤石爆破布孔平面如圖4-1所示：

3.1.2效果檢查

基巖處理后的爆破質(zhì)量通過地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔取芯進(jìn)行驗(yàn)證，以抽取出的完整巖芯單向長(zhǎng)度≤30cm為合格。本次試爆后選擇在兩個(gè)爆破區(qū)域之間未爆破區(qū)域及爆破區(qū)內(nèi)進(jìn)行取芯，具體取芯點(diǎn)位置如圖4-3所示。

通過孤石試爆區(qū)域爆破效果檢查，孤石爆破處理間距為500*500mm梅花型布置滿足盾構(gòu)掘進(jìn)的需求，孤石爆破二區(qū)、三區(qū)孤石處理的孔距暫時(shí)按照500*500mm梅花型布設(shè)。最后再通過盾構(gòu)掘進(jìn)過程揭示孤石大小及難易程度進(jìn)一步確定爆破處理的各項(xiàng)參數(shù)（包括孔距、孔深、裝藥形式及炸藥用量）。

3.2 盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)模式及土壓設(shè)定

隧道主要穿越于中粗砂層<3-2>、粉質(zhì)黏土層<4N-2>、殘積砂質(zhì)黏性土層<5H-2>、全風(fēng)化花崗巖<6H>、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖<7H>；局部穿越8G、9G孤石群；為典型的上軟下硬地層。因此選擇適合本工程的土壓平衡是本區(qū)間盾構(gòu)掘進(jìn)施工重難點(diǎn)。

土壓的是定有采用主動(dòng)土壓力和靜止土壓力的方法，但基本的思路：作為上限值，以控制地表沉降為目的易采取靜止土壓力；作為下限值，可以允許出現(xiàn)少量的地表沉降，但以確保掌子面穩(wěn)定為目的易采取主動(dòng)土壓力。

土壓力的設(shè)定有受到多個(gè)因數(shù)的影響，其中包括隧道的覆土厚度、地層情況、地下水位、地面建（構(gòu)）筑以及地形的影響，通常采取經(jīng)驗(yàn)公式：

3.3 添加劑的使用

盾構(gòu)機(jī)是針對(duì)特定施工環(huán)境的施工設(shè)備，對(duì)于巖層掘進(jìn)使用硬巖掘進(jìn)機(jī)（刀具全部使用滾刀，無刮刀）是合理的選擇；在軟土地層掘進(jìn)使用全刮刀配置的軟土盾構(gòu)機(jī)也是十分合理。由于復(fù)合地層在地質(zhì)上的多變性，在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平條件下無法實(shí)現(xiàn)不同配置的盾構(gòu)機(jī)在同一施工線路上使用。在選擇復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)使用于復(fù)合地層的同時(shí)，如何更好的適應(yīng)地質(zhì)條件的變化是盾構(gòu)機(jī)選型過程重點(diǎn)解決的問題，而其中使用添加劑是最合理、最簡(jiǎn)單的方法之一。

使用添加劑的主要作用：改善渣土的和易性；起到潤(rùn)滑作用，降低刀盤、刀具、螺旋機(jī)的磨損；防止硬質(zhì)粘土層渣土附于刀盤及土倉(cāng)，避免在高溫下形成泥餅；減小刀盤與與開挖面之間的摩擦，降低盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)是刀盤的扭矩。

在施工過程中膨潤(rùn)土、聚合物、發(fā)泡劑等是極為典型的添加劑，本工程主要使用發(fā)泡劑作為添加劑。

3.4 渣土管理

在盾構(gòu)施工中碴土的管理也是一個(gè)重要的內(nèi)容，特別是在軟硬不均和全段面土層中掘進(jìn)時(shí)更應(yīng)該對(duì)做好碴土管理工作。碴土管理包括碴土改良、出碴量控制、碴土性狀鑒別等內(nèi)容。

3.4.1碴土改良

國(guó)內(nèi)外的盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)，在盾構(gòu)施工中尤其在復(fù)雜地層盾構(gòu)施工中，進(jìn)行碴土改良是保證盾構(gòu)施工安全、順利、快速施工的一項(xiàng)不可缺少的重要技術(shù)手段。

⑴碴土改良的方法與添加劑

碴土改良就是通過盾構(gòu)機(jī)配置的專用裝置向刀盤面、土倉(cāng)或螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入泡沫或膨潤(rùn)土，利用刀盤的旋轉(zhuǎn)攪拌、土倉(cāng)攪拌裝置攪拌或螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)攪拌使添加劑與土碴混合，其主要目的就是要使盾構(gòu)切削下來的碴土具有好的流塑性、合適的稠度、較低的透水性和較小的摩阻力，以滿足在不同地質(zhì)條件下采用不同掘進(jìn)模式掘進(jìn)時(shí)都可達(dá)到理想的工作狀況。

⑵碴土改良的主要技術(shù)措施

全、強(qiáng)、中風(fēng)化紅層和混合花崗巖的掘進(jìn)中，擬采取分別向刀盤面和土倉(cāng)內(nèi)注入泡沫的方法進(jìn)行碴土改良，必要時(shí)可向螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入泡沫。同時(shí)，采用滾刀與齒刀混合破巖削土或全齒刀削土、增大刀盤開口率等方法來防止泥餅形成。泡沫的注入量為每環(huán)35～50L左右。

在其它含水地層采用土壓平衡模式掘進(jìn)時(shí)，擬向刀盤面、土倉(cāng)內(nèi)注入泡沫劑，并減少排碴量，以利于螺旋輸送機(jī)形成土塞效應(yīng)，涌水較大時(shí)，注入高分子聚合物防止噴涌。

3.4.2防泥餅措施

盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)易在刀盤，特別是刀盤的中心部位產(chǎn)生泥餅。施工中擬采取的主要技術(shù)措施為：

⑴加強(qiáng)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)的地質(zhì)預(yù)測(cè)和泥土管理，特別是在粘性土中掘進(jìn)時(shí)，要更加密切注意開挖面的地質(zhì)情況和刀盤的工作狀態(tài)。

⑵刀盤前部中心部位布置有數(shù)個(gè)泡沫注入孔，在這種地層掘進(jìn)時(shí)可以適量增加泡沫的注入量和選擇比較大的泡沫加入比例，減小碴土的黏附性，降低泥餅產(chǎn)生的幾率。

⑶為防止結(jié)泥餅，盡可能將土壓平衡掘進(jìn)模式改為采用土倉(cāng)頂部（1/5～1/6倉(cāng)位）加氣的欠土壓平衡模式掘進(jìn)

3.4.3出碴量、性狀鑒別與碴溫的控制

通過調(diào)節(jié)掘進(jìn)速度和螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制出碴量，防止由于過量出渣而出現(xiàn)隧道冒頂。在施工中隨時(shí)對(duì)碴土溫度、碴土砂石的含量判斷所掘地層的巖性。碴溫的控制是指通過對(duì)碴土溫度的感知了解刀具的工作環(huán)境，同時(shí)指導(dǎo)碴土改良，對(duì)刀具進(jìn)行保護(hù)。

3.5 隧道軸線控制及管片糾偏

盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制由自動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，根據(jù)自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)在電腦屏幕上顯示的數(shù)據(jù)，通過合理分配各區(qū)千斤頂?shù)耐屏Γㄖ饕獮橛傻男谐蹋﹣碚{(diào)節(jié)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)；如果盾構(gòu)機(jī)向左偏則需要提高左側(cè)千斤頂分區(qū)的推力，如果盾構(gòu)機(jī)向下偏則需要提高下部千斤頂分區(qū)的推力；反之亦然。

3.5.1盾構(gòu)姿態(tài)控制

盾構(gòu)機(jī)在一般地層掘進(jìn)過程中，盾構(gòu)機(jī)方向偏差控制在±50mm以內(nèi)，線路曲線半徑越小控制難度較大。在臺(tái)的控制主要受到設(shè)備性能好壞、地質(zhì)條件和操作手的經(jīng)驗(yàn)等方面的影響。在單一地層（盾構(gòu)斷面內(nèi)地層性質(zhì)相近）中，保持盾構(gòu)姿態(tài)符合設(shè)計(jì)軸線要求相對(duì)比較容易，姿態(tài)糾偏相對(duì)難度也較小。

當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在復(fù)合地層（具體表現(xiàn)為斷面內(nèi)地層性質(zhì)相差較大，上軟、下硬）掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)控制變得比較困難，極易產(chǎn)生盾構(gòu)機(jī)垂直或水平方向上到的過量“蛇行”。并且，由于管片糾偏跟不上盾構(gòu)姿態(tài)偏移量，造成盾尾單邊間隙過小，嚴(yán)重的可能造成刮片錯(cuò)臺(tái)或開裂。在該類地層中，盾構(gòu)刀盤面地質(zhì)條件比較惡劣、軟硬不均、刀盤受力不均，姿態(tài)控制的難度極具增大，在施工中要求做到以下幾點(diǎn)：

⑴在掘進(jìn)過程中時(shí)刻觀察測(cè)量系統(tǒng)提供的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)值（高程偏差、水平偏差、滾動(dòng)角），結(jié)合千斤頂和交接千斤頂?shù)男谐滩畈粩嗾{(diào)整各分區(qū)千斤頂?shù)亩ㄍ屏?，保證盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)在可控范圍之內(nèi)。

⑵注重管片的糾偏，在復(fù)核地層施工中地層的變化比較大，盾構(gòu)姿態(tài)跟隨地層的變化可能發(fā)生突變。地質(zhì)情況突變引起的姿態(tài)的偏差很難通過千斤頂推力的分布來進(jìn)行控制，因此需要通過管片不斷的糾偏保證千斤頂?shù)男谐滩顫M足盾構(gòu)姿態(tài)控制的需求。

⑶兼顧千斤頂?shù)男谐?，千斤頂行程差的產(chǎn)生主要由于盾構(gòu)機(jī)尾部姿態(tài)與管片姿態(tài)不匹配造成的，盾構(gòu)姿態(tài)變形過大、管片糾偏工作跟不上在臺(tái)變化造成的，一般通過盾構(gòu)姿態(tài)控制及配合管片糾偏，將 千斤頂行程差控制在30mm以內(nèi)為宜。

3.5.2管片糾偏

盾構(gòu)機(jī)各區(qū)域全部配置同長(zhǎng)千斤頂，可保證管片拼裝可360°全旋轉(zhuǎn)拼裝，采用全旋轉(zhuǎn)管片進(jìn)行施工，利用管片的楔形量旋轉(zhuǎn)拼裝達(dá)到傳統(tǒng)貼片糾偏效果，控制隧道軸線。全旋轉(zhuǎn)管片隧道施工主要有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴無需使用貼片進(jìn)行糾偏，是的隧道曲線過度比較平緩、平滑，管片拼裝精度比較高；⑵整個(gè)隧道的防滲防漏以及受力狀況更加好；⑶施工中盾構(gòu)姿態(tài)變化較大時(shí)可以避免管片的損傷及隧道的錯(cuò)臺(tái)量。

根據(jù)盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的她點(diǎn)，在穿越過程中管片糾偏應(yīng)進(jìn)來選擇全旋轉(zhuǎn)楔形管片的方式，在施工過程中加強(qiáng)管片選型控制，加強(qiáng)對(duì)管片進(jìn)行糾偏，并強(qiáng)調(diào)糾偏的及時(shí)性。

3.5.3管片上浮控制

復(fù)合地層掘進(jìn)時(shí)管片上浮是較為明顯，地下水系豐富、襯砌背后注漿不及時(shí)或注漿不到位而對(duì)管片的約束不到位是造成管片上浮的主要原因，控制措施主要如下：

⑴盾構(gòu)機(jī)在復(fù)合地層工況中掘進(jìn)，盾構(gòu)完全安全罩設(shè)計(jì)軸線掘進(jìn)并不能保證隧道符合設(shè)計(jì)軸線，控制重點(diǎn)應(yīng)該是成型隧道的軸線要能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的精度。針對(duì)管片上浮難以避免的情況下，首先將盾構(gòu)掘進(jìn)的姿態(tài)調(diào)低，使盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程是的姿態(tài)低于設(shè)計(jì)軸線10～15mm（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整），使得隧道最終穩(wěn)定后隧道軸線控制在要求范圍內(nèi)。

⑵改變同步注漿的配合比，增強(qiáng)漿液的24h強(qiáng)度，減少漿液流動(dòng)性。

⑶及時(shí)進(jìn)行二次注漿，注漿漿液盡量采用硬性漿液，以達(dá)到約束管片上浮的效果。

3.6 襯砌背后同步注漿及二次注漿

盾構(gòu)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，為滿足平面曲線和豎曲線掘進(jìn)的需要，管片的外徑和盾尾之間存在一定的空隙，隨著盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)，脫出盾尾的管片和土體之間出現(xiàn)空隙，如果不及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，將極易引起地面的沉降，施工通常采取襯砌背后注漿的方式予以填充。

3.6.1注漿的分類

根據(jù)襯砌背后注漿方向的不同分為水平和垂直向注漿，水平襯砌背后注漿多采用盾構(gòu)機(jī)自帶的注漿系統(tǒng)，通過盾尾設(shè)置在盾尾的注漿管注出填充漿液，一般水平襯砌背后漿液采用單液漿。垂直襯砌背后注漿是通過管片上預(yù)留注漿孔注漿，注漿管垂直于管片表面壓注，漿液可采用單、雙液漿。

3.6.2同步注漿及二次注漿

同步注漿與盾構(gòu)掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行，通過同步注漿系統(tǒng)及盾尾的內(nèi)置注漿管，在盾構(gòu)向前推進(jìn)盾尾空隙形成的同時(shí)進(jìn)行，采用雙泵四管路（四注入點(diǎn)）對(duì)稱同時(shí)注漿。同步注漿注漿液配比為：水泥：砂：粉煤灰：膨潤(rùn)土：水=1.00：5.56：1.66：0.17：1.73。

二次注漿是在同步注漿達(dá)不到預(yù)期效果時(shí)，對(duì)前期注漿進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿，在注漿孔內(nèi)安裝逆止閥，注漿完成后，對(duì)注漿孔進(jìn)行清洗，確保后期可以反復(fù)使用。根據(jù)實(shí)際情況，二次注漿漿液采用水泥漿或雙液漿。

3.6.3孤石群及復(fù)合地層同步注漿的意義

⑴提高隧道的抗?jié)B性：注漿漿液凝固后，具有一定的強(qiáng)度及抗?jié)B能力，可作為隧道第一道防水措施，以提高隧道整體防水效果。

⑵控制地表不均勻沉降：同步注漿的主要目的是填充建筑空隙，避免由于建筑空隙的長(zhǎng)期存在導(dǎo)致地表的沉降，以致引起地表坍塌。

⑶穩(wěn)固管片、防止管片上?。鹤{漿液凝固后具有一定的強(qiáng)度后與周圍圍巖可對(duì)管片產(chǎn)生一定約束力，防止管片由于建筑空隙的存在，在水力作用下發(fā)生上浮以及錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

3.6.3孤石群及復(fù)合地層同步注漿施工的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

⑴地表翻漿、冒泡及塌陷：孤石爆破處理后，采用袖閥管對(duì)爆破松散體進(jìn)行加固，袖閥管間距按照1*1m梅花形布設(shè)，袖閥管深度與爆破孔同深，注漿壓力控制在10bar，注漿過程通過注漿壓力及注漿量進(jìn)行雙控，以確保注漿效果。防止盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中，出現(xiàn)地表翻漿、冒泡或者地面出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。

⑵刀具磨損：盾構(gòu)機(jī)在孤石群中掘進(jìn)，刀具極易造成磨損。施工過程中，按照“勤開倉(cāng)、勤檢查、勤更換”的原則對(duì)刀具進(jìn)行管理。

⑶在條件允許的情況下優(yōu)先選擇水平襯砌背后注漿模式，根據(jù)注漿效果合理選用垂直襯砌背后注漿模式，注漿過程中，加強(qiáng)注漿壓力及注漿量的控制，以確保注漿效果；并加強(qiáng)管片姿態(tài)的測(cè)量，摸清楚管片上浮的規(guī)律，制定有效的注漿參數(shù)，減小管片上浮造成的次生災(zāi)害。

⑷在孤石區(qū)及復(fù)合地層中，控制地表沉降的要點(diǎn)：合理控制盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)、加強(qiáng)同步注漿及二次注漿的管理、注漿漿液采用早期及后期強(qiáng)度較高的漿液，重視二次注漿的及時(shí)性、注漿與監(jiān)控做到信息化管理。

4 結(jié)論

本區(qū)間最大的特點(diǎn)是巖土復(fù)合地層的掘進(jìn)，在區(qū)間線路水平向、垂直向地質(zhì)變化大，局部存在孤石群，地質(zhì)性質(zhì)差異大是其最大的特點(diǎn)。工程前期所采用的特殊措施掘進(jìn)模式的變化、孤石群超前預(yù)處理、帶壓開倉(cāng)刀具檢查及換刀、添加劑的使用等圍繞這一主題展開的。通過前期工程施工總結(jié)一些經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)后續(xù)盾構(gòu)施工，但也發(fā)現(xiàn)存在許多不足，需在今后的工程實(shí)踐中進(jìn)行改進(jìn)。

⑴盾構(gòu)機(jī)選型及改造總體上相對(duì)比較成功，比較適合廣州地區(qū)孤石群及復(fù)合地層，為確保本工程工期奠定了基礎(chǔ)。

⑵孤石群及復(fù)合地層泡沫劑添加劑的使用效果比較明顯，并且有效保護(hù)好刀盤刀具、延長(zhǎng)了其使用壽命。

⑶孤石群及復(fù)合地層中，孤石預(yù)處理及預(yù)處理后地層加固、襯砌背后同步注漿及二次注漿是控制周邊環(huán)境變化和保證管片成型質(zhì)量的重要手段。結(jié)合業(yè)主工期、工程所處周邊環(huán)境等情況，提前對(duì)孤石進(jìn)行處理，并按照設(shè)計(jì)方案對(duì)處理后的孤石所處地層進(jìn)行加固及爆破孔封堵；為加速盾構(gòu)掘進(jìn)速度及保護(hù)周邊環(huán)境，同步注漿及二次注漿宜采用初凝時(shí)間段、早期及后期強(qiáng)度的漿液（復(fù)合地層應(yīng)選擇雙液漿），選擇合理注漿方式及注漿時(shí)間。

⑷對(duì)孤石群處理后對(duì)刀盤的磨損認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致在換刀點(diǎn)選擇上存在失誤，直接影響對(duì)刀具的檢查及更換的及時(shí)性。

參考文獻(xiàn)

[1]復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)，竺維彬、鞠世健等著，中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社