地鐵盾構(gòu)疊交隧道關(guān)鍵技術(shù)施工對策

□文/林 楓

1 工程概況

1.1 區(qū)間基本情況

天津地鐵6號線文化中心站—樂園道站區(qū)間左線長766.892 m、右線長767.406 m，西起文化中心站，沿樂園道向東敷設(shè)，以半徑400 m的平曲線穿越越秀路，到達(dá)樂園道站。區(qū)間覆土厚度6.8～16.0 m，左線始發(fā)后以19.371‰～10‰的縱坡至樂園道站，右線始發(fā)后以19.822‰～10‰的縱坡至樂園道站。

區(qū)間覆土較深，隧道斷面主要穿越⑧1粉質(zhì)粘土層、⑧2粉土、⑨1粉質(zhì)粘土層、⑨2粉砂層、⑨21砂質(zhì)粉土、⑨23f粉砂、⑨2t粉質(zhì)粘土、⑩1粉質(zhì)粘土層、111粉質(zhì)粘土，區(qū)間穿越承壓水層。

1.2 疊交段基本情況

區(qū)間左線DK31+475～867.206、右線DK31+410～867.206與Z1線上下重疊，其中6號線在上，Z1線在下，疊線段約392m。在廣東路路口，5號線區(qū)間隧道從6號線、Z1線之間穿過，形成三線交疊區(qū)域，起止里程為：左線 DK31+804.206～831.206，右線 DK31+816.706～845.206;左右線間距11 m。雙線疊交段最小豎向距離7.2 m，長度392 m，三線疊交段6號線與5號線盾構(gòu)凈間距1.7 m，5號線與Z1線盾構(gòu)凈間距約4.2 m，長度30 m。

雙線疊交段所處土層上洞主要為⑥4、⑦、⑧1粉質(zhì)粘土層，下洞穿越主要土層⑧2t2粉砂、⑨1粉質(zhì)粘土、⑨21粉砂、⑨23粉砂層；三線疊交段5號線所處地層主要為⑦1粉質(zhì)粘土，6號線所處地層主要為⑥4粉質(zhì)粘土。疊交段均處于潛水層，盾構(gòu)掘進(jìn)未進(jìn)入承壓水層。

2 施工要求

疊交段施工遵循先下后上的原則，即先施工下部隧道，后施工中間隧道，最后施工上部隧道。上部隧道施工時，與下部隧道施工相關(guān)單位建立施工信息聯(lián)動機(jī)制，保證周邊環(huán)境安全。

3 關(guān)鍵技術(shù)措施

3.1 疊交段盾構(gòu)施工技術(shù)參數(shù)

根據(jù)隧道的埋深，盾構(gòu)機(jī)土壓保證在（160±20）kPa，刀盤轉(zhuǎn)速 0.6～0.7 r/min，掘進(jìn)速度 15～25 mm/min，刀盤扭矩1 800～2 200 kN/m，總推力控制在12 000～15 000 kN，同步注漿4.5～5.5 m3/環(huán)，同步注漿壓力0.25～0.3 MPa，出土量47～48 m3/環(huán)。在穿越過程中，盡可能地保證盾構(gòu)勻速通過，將盾構(gòu)平面和高程基本控制在20 mm以內(nèi)，做到勤糾、少糾，減少盾構(gòu)糾偏帶來的地層損失。

3.2 深層注漿施工

1）重疊區(qū)間采用多注漿孔（16孔/環(huán)）管片，在管片拼裝完成后進(jìn)行洞內(nèi)管片背后二次深層加強(qiáng)注漿，注漿時機(jī)為管片出盾尾后5環(huán)。

2）注漿采用42.5級普通硅酸鹽水泥漿液或水泥-水玻璃漿液，漿液配比根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行確定，注漿加固施工完畢后，應(yīng)對注漿加固體進(jìn)行檢驗(yàn)，應(yīng)具有均質(zhì)性、獨(dú)立性，加固體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≮0.2 MPa，滲透系數(shù)＜10-7cm/s。

3）注漿壓力0.2～0.5 MPa，注漿壓力可根據(jù)現(xiàn)場不同的地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整。注漿擴(kuò)散半徑1.0～1.5 m，注漿加固有效厚度≮3 m。

4）注漿過程中防止出現(xiàn)竄漿、漏漿、跑漿現(xiàn)象。上部隧道進(jìn)行二次深孔加強(qiáng)注漿時，應(yīng)遵循“低壓力、多次、適量、適時”注漿原則，以控制注漿施工對下部隧道管片的影響。

5）注漿過程中遇到承壓水時，要做好注漿管的止水措施。在管片內(nèi)弧面打設(shè)膨脹螺栓（避開管片鋼筋），安裝配套止水連接鋼套管，然后再插入注漿管，以防止涌水、涌砂事故發(fā)生。止水連接鋼套管采用M10膨脹錨栓與管片固定，錨栓選型應(yīng)滿足固定在管片上后單個抗拔力可以承受3.4 kN動荷載和5.1 kN靜荷載。打設(shè)注漿管時應(yīng)做好對盾構(gòu)管片的保護(hù)措施，打入注漿管后，應(yīng)提前做好止?jié){措施。注漿導(dǎo)管應(yīng)在注漿完成后全部拔除。

6）管片注漿時預(yù)埋件外側(cè)50 mm混凝土應(yīng)采用鉆機(jī)開孔，嚴(yán)禁直接捅破。注漿過程中嚴(yán)格控制注漿壓力，加強(qiáng)對管片結(jié)構(gòu)的監(jiān)測。

7）施工時可根據(jù)具體袖閥管參數(shù)及施工工藝對管片外連接管構(gòu)造及止水措施進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

8）采用注漿量與注漿壓力雙控，當(dāng)達(dá)到以下條件之一時應(yīng)停止注漿：管片結(jié)構(gòu)收斂達(dá)到10 mm、隧道上浮、管片錯臺及出現(xiàn)裂紋或地面隆起；注漿口壓力維持在1.0 MPa，維持時間較長，漿液難以注入；單孔進(jìn)漿量達(dá)到平均設(shè)計(jì)壓漿量的1.5～2倍且進(jìn)漿量明顯減少；出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)報(bào)警。

9）注漿具體參數(shù)施工前應(yīng)在地面對類似地層進(jìn)行注漿試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)對參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整并在施工中進(jìn)行優(yōu)化。

10）注漿效果檢驗(yàn)可采用無損物探檢測，檢測頻率為10%。注漿完成結(jié)束后采取可靠措施封堵注漿孔，保證注漿位置不滲水。

11）上部隧道下部180°范圍內(nèi)采用普通二次注漿，當(dāng)上下隧道垂直凈距＜3 m時，宜采用惰性漿液。

3.3 鋼支撐安裝

1）區(qū)間上下重疊段采用先下后上施工順序，上部隧道施工時，為減小對下部已建隧道的影響，在下部隧道安裝鋼支撐。鋼支撐應(yīng)在洞外加工成榀并進(jìn)行整環(huán)試拼裝，合格后編號，給洞內(nèi)拼裝創(chuàng)造條件。

2）連接型鋼采用型鋼工18，為便于安裝，按每節(jié)長6 m考慮（包含端頭焊接鋼板）。

3）鋼支撐與管片間設(shè)緩沖材料，固定于鋼支撐上，采用丁腈軟木橡膠，寬140 mm、厚10 mm。

4）Ⅰ型鋼支撐與Ⅱ型鋼支撐縱向交錯布置，每環(huán)管片設(shè)置2道鋼支撐（管片中心對稱布置），每道環(huán)縫設(shè)置1道鋼支撐。型鋼安裝沿縱向誤差≯10 mm。型鋼安裝過程中應(yīng)考慮平面曲線的影響。

5）每環(huán)型鋼腰部拼裝節(jié)點(diǎn)設(shè)1個（YDC100-100）扁千斤頂，與型鋼端板有效固定并做好限位措施。型鋼拼裝完成后，通過千斤頂施加型鋼軸力，使得型鋼（通過緩沖材料）與管片緊密接觸。

6）環(huán)、縱向鋼支撐安裝時均應(yīng)避開管片注漿孔。

7）上部隧道掌子面距支架端部的距離按≮30～40 m控制，根據(jù)支架前后端管片受力及變形監(jiān)測結(jié)果可適當(dāng)調(diào)整，以確保施工期間的安全。

8）對于上下重疊段及過渡段在上部隧道推進(jìn)過程中，加強(qiáng)監(jiān)控量測并在下部隧道中備好砂袋及工字鋼。根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，若下部隧道有上浮趨勢，在下部隧道中擺放砂袋增加下部隧道負(fù)重。上部隧道施工過程中，下部隧道鋼支撐應(yīng)及時跟進(jìn)，確保上部隧道掌子面前方30 m、后方80～90 m范圍內(nèi)存在有連續(xù)支撐。

4 結(jié)語

通過采取上述措施，順利完成了疊交段隧道施工，區(qū)間下部地鐵線隧道收斂變形最大值為2 mm、地面管線沉降最大值為-13.44 mm，均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定要求。