復(fù)興路隧道浦西引導(dǎo)段地下連續(xù)墻爆破及盾構(gòu)穿越施工

金宏

摘 要：本文就盾構(gòu)穿越地下連續(xù)墻時(shí)，在不影響已建成構(gòu)筑物使用功能的條件下，利用爆破法對(duì)地下連續(xù)墻進(jìn)行破除，盾構(gòu)再進(jìn)行穿越的施工工藝、施工過(guò)程進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：地下連續(xù)墻；爆破；隧道；盾構(gòu)

1.工程概況

9號(hào)線(xiàn)3標(biāo)浦明路風(fēng)井～中華路站區(qū)間隧道上、下行線(xiàn)盾構(gòu)分別穿越運(yùn)營(yíng)中的復(fù)興東路隧道浦西引導(dǎo)段及其地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻對(duì)應(yīng)區(qū)間隧道的具體環(huán)號(hào)為上行線(xiàn)936～958環(huán)、下行線(xiàn)948～969環(huán)。在此位置，隧道位于⑤1-1層、⑤1-2層和 ⑤3層土層中。復(fù)興東路隧道引導(dǎo)段地板標(biāo)高-8.641，采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，地下墻-13.675m標(biāo)高以下范圍設(shè)計(jì)采用C30玻璃纖維砼。該穿越處地下連續(xù)墻強(qiáng)度在40Mpa左右。為確保盾構(gòu)能夠順利穿越該處，同時(shí)確保工程的施工進(jìn)度，對(duì)地下連續(xù)墻采取地下爆破進(jìn)行預(yù)先處理，然后盾構(gòu)再進(jìn)行穿越。

穿越段隧道的軸線(xiàn)情況為：上行線(xiàn)平曲線(xiàn)R=349.856m的左曲、坡度為16‰，下行線(xiàn)平曲線(xiàn)為R=354.851m的左曲、坡度為16‰。

2.爆破施工

本次地下連續(xù)墻共處理4幅地下連續(xù)墻，上、下行線(xiàn)各處理2幅。地下連續(xù)墻的處理分四個(gè)階段：路面開(kāi)挖、放樣鉆孔、裝藥爆破和恢復(fù)。

2.1地下連續(xù)墻爆破流程

地下連續(xù)墻爆破孔頂位→預(yù)埋炸藥孔鉆孔→采用定位桿法裝藥→填充炸藥孔，對(duì)孔口進(jìn)行防護(hù)覆蓋→連接起爆網(wǎng)絡(luò)→對(duì)四周進(jìn)行爆破警戒，爆破→對(duì)炸藥孔封堵→路面恢復(fù)

2.2炸藥用量

（1）最小抵抗線(xiàn)：W取400mm；

（2）起爆形式：采用雙發(fā)導(dǎo)爆管雷管并聯(lián)、RDX起爆具輔助起爆，孔間采用ms-6延期。

（3）最大一次起爆用藥量：3kg；

（4）炸藥類(lèi)型：乳化炸藥，按4：1藥量配備起爆具輔助起爆

（5）單孔藥量：（中間孔為最大藥量）Q=KV=3×0.8×8×0.8=15.36kg

K――爆破單位體積巖石的耗藥量，簡(jiǎn)稱(chēng)單位耗藥量（kg/m3）。需要注意的是，單位耗藥量K值的確定，應(yīng)考慮多方面的因素，經(jīng)綜合分析后定出。

V――標(biāo)準(zhǔn)拋擲漏斗內(nèi)的巖石體積（m3），

（分成5個(gè)單體藥包，藥包自下而上用ms-6毫秒延期雷管起爆，藥包之間用黃沙隔開(kāi)）

2.3爆破孔后期處理

爆破結(jié)束后對(duì)鉆孔進(jìn)行回填處理。標(biāo)高-13.675m以下的鉆孔采用惰性漿液進(jìn)行充填。該標(biāo)高以下是盾構(gòu)穿越的位置，不宜采用可硬性漿液進(jìn)行回填。

地下連續(xù)墻-13.675m以上的鉆孔內(nèi)采用水泥砂漿充填。采用M30的水泥砂漿。

3.盾構(gòu)穿越

3.1盾構(gòu)設(shè)備及軸線(xiàn)優(yōu)化

3.1.1盾構(gòu)機(jī)設(shè)備優(yōu)化

對(duì)投入施工的盾構(gòu)根據(jù)工況，進(jìn)行切削能力優(yōu)化調(diào)整，增強(qiáng)刀盤(pán)的切削能力、提高刀具的耐磨性能、合理布置切削刀具。針對(duì)本次穿越體的情況對(duì)盾構(gòu)刀具的增加制定了方案。共增加各類(lèi)刀65把。

取消設(shè)置盾殼外面的同步注漿注入管裝置。盾尾密封注入管的設(shè)置還是有必要的，所以變更為盡可能減少伸出量，變更為20mm并在前方設(shè)置保護(hù)刀。

3.1.2隧道軸線(xiàn)的優(yōu)化

由于隧道軸線(xiàn)與地下連續(xù)墻之間存在一定的夾角，盾構(gòu)切削地墻時(shí)可能導(dǎo)致切削面軟硬不均勻，所以對(duì)軸線(xiàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以滿(mǎn)足盾構(gòu)切削的需要。

3.2正面平衡壓力控制

由于地質(zhì)條件、地面附加載荷等諸多因素不同的制約，將導(dǎo)致刀盤(pán)前方土壓力有所差異，為此需及時(shí)調(diào)整土壓力值。若盾構(gòu)切口前地面沉降，則需調(diào)高平衡壓力設(shè)定值，反之調(diào)低。同時(shí)對(duì)沉降報(bào)表進(jìn)行分析，反饋給推進(jìn)班組。根據(jù)該處隧道中心埋深及土質(zhì)情況，對(duì)穿越段土壓力設(shè)定值按照如下公式計(jì)算：

正面平衡壓力：P=k0？h+P1

P： 平衡壓力（包括地下水）；？：土體的加權(quán)平均重度；h：隧道中心埋深m；k0：土的側(cè)向靜止平衡壓力系數(shù)；P1：建筑物附加荷載。

盾構(gòu)在掘進(jìn)施工中均可參照以上方法來(lái)取得平衡壓力的設(shè)定值。具體施工設(shè)定值根據(jù)盾構(gòu)埋深、所在位置的土層狀況以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)整。

3.3刀盤(pán)扭矩控制

盾構(gòu)穿越爆破后地下連續(xù)墻時(shí)，土體中包含著混凝土爆破后的不同粒徑大小的混凝土顆粒，在掘進(jìn)時(shí)應(yīng)密切貫注刀盤(pán)扭矩的變化情況。尤其是在盾構(gòu)切口剛剛到達(dá)時(shí)，刀盤(pán)扭矩會(huì)有一個(gè)突變的過(guò)程，扭矩值會(huì)極具的升高，此時(shí)應(yīng)當(dāng)降低推進(jìn)速度控制扭矩，如果降低速度后仍然不能使扭矩降降至正常值時(shí)，應(yīng)當(dāng)暫停推進(jìn)待刀盤(pán)扭矩值降低后再恢復(fù)推進(jìn)。

3.4出土量控制

由于穿越的土體中包含破碎后的混凝土顆粒，在掘進(jìn)時(shí)會(huì)注入一定量的水或其它改良劑，在出土?xí)r可能對(duì)出土量的判斷受到影響。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過(guò)結(jié)合對(duì)每箱土的掘進(jìn)距離進(jìn)行綜合判斷分析，確保不超挖、欠挖。

3.5管片拼裝控制

在盾構(gòu)進(jìn)行拼裝的狀態(tài)下，由于千斤頂?shù)氖湛s，必然會(huì)引起盾構(gòu)機(jī)的后退，因此在盾構(gòu)推進(jìn)結(jié)束之后不要立即拼裝，等待2～3分鐘之后，到周?chē)馏w與盾構(gòu)機(jī)固結(jié)在一起后再進(jìn)行千斤頂?shù)幕乜s，回縮的千斤頂應(yīng)盡可能的少，以滿(mǎn)足管片拼裝即可。

3.6同步注漿和二次注漿控制

通過(guò)同步注漿及時(shí)充填建筑空隙，減少施工過(guò)程中的土體變形。盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)宜采用多點(diǎn)同時(shí)注漿，漿液采用可硬性液漿。多點(diǎn)同時(shí)注漿能夠即時(shí)填補(bǔ)建筑空隙，不易產(chǎn)生注漿盲點(diǎn)，能夠有效覆蓋整個(gè)圓周，對(duì)控制建筑物沉降效果顯著。

穿越時(shí)同步注漿量為建筑空隙的250%左右，即每推進(jìn)一環(huán)同步注漿量約為4.2 m3。泵送出口處的壓力控制在略高于周?chē)翂毫Α?/p>

4.施工監(jiān)測(cè)

4.1復(fù)興東路隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)

4.1.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容

主要對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的本體監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下：

下層通道南線(xiàn)、北線(xiàn)垂直位移監(jiān)測(cè)；上層污水泵房垂直位移監(jiān)測(cè)；隧道洞口橫梁垂直位移監(jiān)測(cè)；隧道裂縫監(jiān)測(cè)。

4.1.2測(cè)點(diǎn)設(shè)置

復(fù)興東路隧道結(jié)構(gòu)本體監(jiān)測(cè)：

（1）下層通道南線(xiàn)、北線(xiàn)垂直位移監(jiān)測(cè)：

在復(fù)興東路隧道下層南線(xiàn)、北線(xiàn)布設(shè)沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)，分別布設(shè)于隧道通道兩側(cè)墻體上，共計(jì)40個(gè)， 編號(hào)為Q01～Q40。

（2）上層污水泵房垂直位移監(jiān)測(cè)

復(fù)興東路污水泵房位于盾構(gòu)隧道下行線(xiàn)上方東側(cè)，反應(yīng)其在施工期間受到的影響，在上層隧道污水泵房?jī)?nèi)布設(shè)沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)，共計(jì)4個(gè)，編號(hào)為WS01～WS04。

（3）隧道洞口橫梁垂直位移監(jiān)測(cè)：

在復(fù)興東路隧道入口橫梁上布設(shè)沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)，共計(jì)3個(gè)，編號(hào)為HL01～HL03。

（4）隧道裂縫監(jiān)測(cè)：

為掌握爆破及恢復(fù)施工對(duì)隧道內(nèi)裂縫的影響，對(duì)污水泵房水池底部裂縫進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測(cè)，編號(hào)為L(zhǎng)F01。

5.結(jié)束語(yǔ)

復(fù)興東路隧道浦西引導(dǎo)段地下連續(xù)墻于2008年7月15日凌晨實(shí)施了成功爆破。

地面拾振儀監(jiān)測(cè)值如下：

豎向最大振動(dòng)值1.4823cm/s，橫向最大振動(dòng)值1.3999cm/s。均符合國(guó)家規(guī)定3.5-4.5 cm/s的安全值（參考框架房屋）。

隧道內(nèi)拾振儀監(jiān)測(cè)值如下：

豎向最大振動(dòng)值9.73cm/s，橫向最大振動(dòng)值2.58cm/s。均符合國(guó)家規(guī)定10-20 cm/s的安全值（參考交通隧道）。

下行線(xiàn)隧道分別于：2008年7月23日穿越第一幅地下連續(xù)墻； 2008年8月1日穿越第二幅地下連續(xù)墻。

上行線(xiàn)隧道分別于：2008年9月12日穿越第一幅地下連續(xù)墻； 2008年9月19日穿越第二幅地下連續(xù)墻。

復(fù)興東路隧道浦西引導(dǎo)段南北線(xiàn)結(jié)構(gòu)總體沉降變化量為：

北線(xiàn)：-12.77mm～ -16.31mm，南線(xiàn)：-11.23mm～ -15.01mm均滿(mǎn)足沉降要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊軍，尚昊，郭志昆. 軟土隧道地震反應(yīng)的數(shù)值分析[J]. 建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2003年11期.