盾構(gòu)通過礦山法施工隧道段關(guān)鍵技術(shù)

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，也促進(jìn)了我國隧道施工技術(shù)水平的提高，從而提高了隧道施工的質(zhì)量，確保了隧道施工的順利完成。在隧道施工中，逐漸將盾構(gòu)法與礦山法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了良好的施工效果。因此，文章主要針對于盾構(gòu)通過礦山法施工隧道段關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)方面的分析和探討，希望通過文章的研究，能夠進(jìn)一步提高隧道施工的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)法；礦山法；隧道工程；空推施工技術(shù)

前言

在對隧道段施工的過程中，應(yīng)充分運(yùn)用現(xiàn)代化施工技術(shù)，提高隧道段施工的質(zhì)量及效率，確保隧道段施工的安全進(jìn)行，進(jìn)一步降低隧道段施工的難度，實(shí)現(xiàn)最佳的施工效果。盾構(gòu)通過礦山法是目前在隧道段施工中廣泛應(yīng)用的一種施工技術(shù)，其主要的施工原理是采用礦山法將巖土層進(jìn)行爆破和清除，然后利用盾構(gòu)機(jī)從盾構(gòu)隧道內(nèi)重新進(jìn)入土體進(jìn)行掘進(jìn)，通過此種方法，能夠有效的提高隧道段施工效率及安全性。現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)介紹：

1 工程概況

香梅站～景田站區(qū)間線路出香梅站后沿紅荔西路向東前行，側(cè)穿香蜜新村25、26棟，先后下穿景田東人行天橋、香蜜新村西區(qū)1棟，東區(qū)1棟、2棟，繼續(xù)側(cè)穿魯班大廈，之后線路以400m曲線半徑左拐進(jìn)入市政大院片區(qū)，下穿該片區(qū)18、19棟建筑后以360m曲線半徑拐入景田路，線路轉(zhuǎn)為沿景田路向北鋪設(shè)，下穿獅嶺公園人行天橋，分別側(cè)穿景田綜合市場、景龍小學(xué)、福田區(qū)圖書館大廈、天平大廈、碧景園、擎天華庭、婦兒大廈、萬托家園等9棟建筑物后到達(dá)景田站。隧道兩端主要穿越硬塑狀礫質(zhì)粘土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、全風(fēng)化花崗片麻、混合巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻、混合巖；中間段左、右線隧道共約1200m隧道穿越中風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗片麻、混合巖、微風(fēng)化花崗片麻、混合巖。在對香梅站～景田站區(qū)間隧道施工的過程中，主要采用盾構(gòu)通過礦山法進(jìn)行，而在文章的研究中，也主要對盾構(gòu)通過礦山法相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了細(xì)致的分析。

2 盾構(gòu)通過礦山法施工隧道段關(guān)鍵技術(shù)分析

在采用盾構(gòu)通過礦山法進(jìn)行隧道施工的過程中，主要會應(yīng)用到導(dǎo)臺施工技術(shù)、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制技術(shù)、管片填充技術(shù)、防止盾構(gòu)機(jī)“磕頭”技術(shù)、二次注漿技術(shù)、支頂回收技術(shù)、特殊情況的處理技術(shù)等等。通過科學(xué)應(yīng)用上述技術(shù)，能進(jìn)一步提高隧道段施工的質(zhì)量，確保隧道段施工工程的順利完成。以下主要結(jié)合具體的施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2.1 導(dǎo)臺施工技術(shù)

在利用盾構(gòu)通過礦山法對隧道段進(jìn)行施工的過程中，首先會應(yīng)用到導(dǎo)臺施工技術(shù)。所謂的導(dǎo)臺施工技術(shù)主要就是指，對隧道底部的導(dǎo)向平臺進(jìn)行針對性施工。導(dǎo)向平臺的主要的作用在于能夠為盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)進(jìn)行導(dǎo)向。具體施工技術(shù)應(yīng)用如下：導(dǎo)向平臺主要采用的是混凝土施工法，高度在15cm左右，導(dǎo)向平臺的高度和弧線應(yīng)實(shí)施有效的控制在誤差允許范圍內(nèi)[1]。此外，應(yīng)注意，在實(shí)際的施工中，應(yīng)確保導(dǎo)向平臺的弧長與隧道中心的夾角呈現(xiàn)60度左右，這樣才能夠更好地為盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行前進(jìn)導(dǎo)向，確保隧道段施工的質(zhì)量，促進(jìn)隧道段施工的順利進(jìn)行和順利完成。

2.2 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制技術(shù)

在實(shí)際的隧道段施工過程中，應(yīng)科學(xué)的利用盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制技術(shù)，確保盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)方向的規(guī)范性。具體如下：在推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)的過程中，應(yīng)采用交叉使用豎直位置和水平位置兩組推進(jìn)油缸向前推進(jìn)。具體操作時使用水平兩組油缸推進(jìn)30cm時，停止推進(jìn)并收縮油缸，再使用垂直兩組油缸推進(jìn)30cm后，停止并收縮油缸，不停地交叉使用[2]。另外，還應(yīng)該注意，在實(shí)施的過程中，需要求施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照具體的推進(jìn)距離進(jìn)行油缸的推進(jìn)，避免由于推進(jìn)距離不規(guī)范而影響到盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，最終也將會影響到隧道段施工的質(zhì)量。

2.3 管片填充技術(shù)

在采用盾構(gòu)通過礦山法對隧道段進(jìn)行施工的過程中，需要對管片進(jìn)行填充。具體的填充過程如下：首先，在管片填充順序方面，應(yīng)采取先下部后上部的規(guī)則，先填充導(dǎo)臺，然后填充左右兩側(cè)，最后填充隧道的上部[3]。另外，需要注意，應(yīng)在導(dǎo)臺的填孔內(nèi)填滿豆礫石，而在其他的地方，只要填一定數(shù)量的豆礫石即可，通過此種方式，能夠確保管片填充的質(zhì)量。

2.4 防止盾構(gòu)機(jī)“磕頭”技術(shù)

在進(jìn)行隧道段施工的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)“磕頭”的問題，而此類問題的出現(xiàn)，將會嚴(yán)重的影響到隧道段施工的質(zhì)量，也會影響到隧道段施工工程的進(jìn)度，不利于隧道段施工的順利進(jìn)行。在實(shí)際的施工過程中，會用到防止盾構(gòu)機(jī)“磕頭”技術(shù)。實(shí)際上，盾構(gòu)機(jī)“磕頭”問題的發(fā)生主要與刀盤切入端墻有關(guān)，很多的盾構(gòu)機(jī)由于自重問題，出現(xiàn)“磕頭”情況。因此，應(yīng)對盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)進(jìn)行合理控制，并且合理把握推進(jìn)的速度，如果速度過快，也會出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)“磕頭”問題。只有合理的把握盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的姿態(tài)以及推進(jìn)的速度，才能提高施工的效率，確保盾構(gòu)機(jī)效能的最大發(fā)揮，出現(xiàn)最佳的施工效果[4]。

2.5 二次注漿技術(shù)

在實(shí)際的工作中，需要從洞門開始進(jìn)行的二次注漿，以便于將縫隙填密實(shí)。在實(shí)際的注漿中需要注意，由于管片會受到漿液浮力的影響，進(jìn)而導(dǎo)致管片的上浮。在此種情況下，應(yīng)在管片上面安裝支頂，從而能夠有效的阻止管片的上浮，確保灌漿的質(zhì)量，進(jìn)而通過有效的灌漿，確保縫隙更加密實(shí)，實(shí)現(xiàn)最佳的灌漿效果[5]。在二次灌漿結(jié)束之后，還應(yīng)對整個隧道的高程進(jìn)行測量，以確保管片最大的上浮量在1.5mm以內(nèi)，進(jìn)而高質(zhì)量的完成二次注漿工作。

2.6 支頂回收技術(shù)

支頂回收工作主要是在二次注漿之后，注漿漿液已經(jīng)將管片包裹密實(shí)?？梢詫⑺淼纼?nèi)的支撐管片的支頂全部回收，并且管片不會發(fā)生變形，從而能夠節(jié)省施工成本，確保施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，還應(yīng)該注意，針對于一些無法卸掉的支頂，如，阻力過大或者是被卡住而無法回收的，可不進(jìn)行處理。

2.7 特殊情況的處理技術(shù)

利用相應(yīng)的技術(shù)對特殊情況進(jìn)行有效處理，具體包括如下幾個方面。（1）進(jìn)洞時，洞門涌水。應(yīng)對涌水情況進(jìn)行細(xì)致的觀察，通過了解地下水情況，然后在地面預(yù)埋注漿管，同時迅速的推進(jìn)刀盤并且通過洞門，利用棉胎填塞盾體，待水流減小之后，快速的通過洞門并且封堵洞門[6]。（2）欠挖漏處理。在欠挖漏處理方面，應(yīng)設(shè)置相關(guān)人員對刀盤及初支之間的縫隙進(jìn)行觀察，利用對講機(jī)聯(lián)系控制室，以便于進(jìn)一步調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)欠挖面與盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)碰撞的時候，應(yīng)及時停機(jī)，并用風(fēng)鎬將欠挖的砼鑿除，再行恢復(fù)施工。通過對特殊情況進(jìn)行有效的處理，能夠確保隧道段施工的安全、高效進(jìn)行，同時實(shí)現(xiàn)最佳的施工效果。

2.8 橫通道內(nèi)防軌道蛇形措施

在橫通道內(nèi)施工混凝土導(dǎo)墻，管片通過后，在導(dǎo)墻與管片之間充填速凝砂漿，具體操作措施如下：

（1）斷面示意圖如圖1所示。（2）右線隧道右側(cè)為封閉空間，右側(cè)導(dǎo)臺可不用加高，為防止管片錯臺，在將左下方導(dǎo)臺與管片之間的空隙用砂漿封堵后，在右側(cè)的中部低壓注入雙液漿，可有效控制管片向弧線外側(cè)錯臺；（3）右線隧道無拉設(shè)鋼絲繩條件，可在既有礦山法結(jié)構(gòu)上植筋設(shè)置剛性支撐直接頂住管片，防止管片上?。唬?）右線盾尾全部通過橫通道，進(jìn)入大里程礦山法隧道后，可開啟橫通道的回填工作，回填時分層回填，并應(yīng)填充密實(shí)，填充完成后應(yīng)打開管片注漿孔，向隧道外側(cè)注漿，保證回填飽滿度。

2.9 其他施工隧道段關(guān)鍵處理技術(shù)

盾構(gòu)通過礦山施工的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)控制管片上浮、測量、噴射豆粒石、二次注漿、進(jìn)空推段和二次始發(fā)等相關(guān)性問題，直接影響到隧道施工質(zhì)量。必須做好隧道段施工處理工作。例如，控制管片上浮，主要原因是注漿漿液選擇的不得當(dāng)，應(yīng)選用合理的注漿漿液，如，單液型漿液、雙液型漿液等，具體應(yīng)結(jié)合實(shí)際的施工情況進(jìn)行選擇，同時還應(yīng)采用合理的注漿方法，才能有效規(guī)避管片上浮的問題。另外，施工中所出現(xiàn)的測量問題，主要原因是測量儀器以及人為測量誤差所產(chǎn)生，要保證測量的準(zhǔn)確性，則需要加強(qiáng)對測量儀器和測量工作人員的控制，對測量儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，要求測量人員必須嚴(yán)格按照測量規(guī)范要求實(shí)施測量。

3 結(jié)束語

在隧道段施工的過程中，由于涉及到很多的施工難點(diǎn)，導(dǎo)致施工難度不斷加大，影響到整體工程施工的進(jìn)度及質(zhì)量。因此，需結(jié)合隧道段施工的實(shí)際情況，利用現(xiàn)代化技術(shù)有效的攻克隧道段施工中的難題，提高隧道段施工的質(zhì)量，同時也能夠確保隧道段施工的安全，實(shí)現(xiàn)最佳的施工效果，從而促進(jìn)隧道段施工的順利進(jìn)行和高質(zhì)量完成，實(shí)現(xiàn)最佳的施工效果。

參考文獻(xiàn)

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[2]張常光，趙均海，張慶賀.盾構(gòu)通過礦山法隧道復(fù)合支護(hù)的管片內(nèi)力解析解及應(yīng)用[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2014（2）.

[3]張常光，張慶賀，張振光.盾構(gòu)穿過礦山法隧道的管片特性現(xiàn)場試驗研究[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2013（9）.

[4]彭紅霞，王懷.軟流塑地層盾構(gòu)穿越夾崗過街涵群樁處理關(guān)鍵技術(shù)[J].隧道建設(shè)，2013（9）.

[5]鄧尤術(shù)，楊永祥.大跨徑地鐵車站TBM與暗挖交叉施工技術(shù)[J].隧道建設(shè)，2012（2）.

[6]張振光，趙艷粉.盾構(gòu)在礦山法隧道內(nèi)進(jìn)出洞施工關(guān)鍵技術(shù)[J].銅業(yè)工程，2012（2）.

作者簡介：陳明輝（1984-），男，大學(xué)本科，學(xué)士學(xué)位，工程師，從事地鐵施工。