復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工的要點(diǎn)分析

詹雄威

（湖南臻和城建設(shè)工程有限公司，湖南 長沙 410000）

現(xiàn)階段，很多城市為了緩解城市交通壓力，不斷擴(kuò)大地下交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，為群眾提供出行便利服務(wù)。軌道交通建設(shè)施工的開展，面對復(fù)雜的施工環(huán)境?；诖?，深度分析此課題，提出有效的施工作業(yè)方法，為相關(guān)工程建設(shè)工作的開展，提供技術(shù)支持。

1 隧道盾構(gòu)法的應(yīng)用優(yōu)勢

基于以往的施工經(jīng)驗(yàn)，采用盾構(gòu)法，具有很大的優(yōu)勢。具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1） 安全性高。隨著施工技術(shù)水平的日益成熟，盾構(gòu)施工作業(yè)的安全性不斷提高。運(yùn)用此方法作業(yè)，不會受到環(huán)境因素的過多干擾，整體作業(yè)的安全系數(shù)高，同時減少對城市道路的破壞。（2） 施工效率高。盾構(gòu)施工作業(yè)，采取一次性開挖和支護(hù)等工藝，借助高性能盾構(gòu)設(shè)備，輔助開展施工作業(yè)，極大程度上提高作業(yè)的效率[1]。（3） 施工危害很小。一般來說，軌道交通施工作業(yè)的開展，工作面很窄，同時距離地面有一定距離。采取傳統(tǒng)作業(yè)法，需要進(jìn)行大規(guī)模開挖，會造成很大的破壞。運(yùn)用盾構(gòu)施工作業(yè)，使用機(jī)械設(shè)備，不會給地面建筑造成很大影響，施工危害小。（4） 經(jīng)濟(jì)效益好。復(fù)雜地質(zhì)條件下開展盾構(gòu)施工作業(yè)，技術(shù)的適應(yīng)性較強(qiáng)，所以整體效益很好[2]。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工的實(shí)例分析

2.1 案例概述

以長沙市軌道交通1號線一期工程1標(biāo)為例，本標(biāo)段起始于汽車北站，途經(jīng)開福區(qū)政府站，終止于北辰三角洲站。主要包括汽車北站～開福區(qū)政府站盾構(gòu)區(qū)間 （起訖里程為DK10+366.9～DK11+446.3，左線短鏈長度為0.353 m，左線長度1 079.047 m，右線長度1 079.4 m）、開福區(qū)政府站～北辰三角洲站盾構(gòu)區(qū)間 （起訖里程為DK11+638.30～DK13+276.000，左線長鏈11.918 m，左線長度1 649.618 m，右線長度1 637.7 m）。其中區(qū)間左線全長2 728.665 m、區(qū)間右線全長2 717.100 m，左右線全長5 445.765 m （單延米）。兩區(qū)間共設(shè)置4個聯(lián)絡(luò)通道。

2.2 地質(zhì)情況

汽～開政府站區(qū)間地貌單元為湘江河Ⅰ級階地，目前主要為芙蓉北路路面，整體來說較為平整，地面標(biāo)高范圍為30.6～31.7 m。開～北三角洲站區(qū)間地貌單元為湘江河Ⅰ級階地、瀏陽河階地及河床。河床范圍為19～23 m，兩側(cè)分布著河漫灘，標(biāo)高范圍為23～29 m，河床寬度大約為284 m，北堤標(biāo)高大約39.0 m，堤外為金霞污水處理廠及芙蓉北路路面，地面相對平整，地面標(biāo)高范圍為30.6～31.7 m；南堤標(biāo)高大約為37.0 m，堤外為北辰三角洲拆遷開發(fā)地段，地面高程30.0～31.0 m。經(jīng)過前期的調(diào)查，獲得了地質(zhì)資料，兩個區(qū)間施工路段內(nèi)，地質(zhì)土、巖從新到老主要有全新統(tǒng)人工填土層、全新統(tǒng)沖積層、殘積層、白堊系砂礫巖 （汽～開區(qū)間為元古界板巖和白堊系砂礫巖） 各風(fēng)化帶巖石。盾構(gòu)區(qū)間地層狀況與巖性的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表1。

表1 盾構(gòu)區(qū)間地層狀況與巖性表（部分?jǐn)?shù)據(jù)）

2.3 盾構(gòu)施工工藝

此次盾構(gòu)施工作業(yè)的開展，盾構(gòu)達(dá)到為施工質(zhì)控的重點(diǎn)。盾構(gòu)達(dá)到指的是盾構(gòu)沿著設(shè)計線路，在區(qū)間隧道貫通前100 m到車站段的施工過程。施工工藝如圖1所示。

圖1 施工工藝流程圖

2.3.1 施工前準(zhǔn)備工作

組織開展盾構(gòu)達(dá)到施工作業(yè)前，要嚴(yán)格按照制定的施工方案要求，做好全面的準(zhǔn)備工作。具體如下：（1） 做好工作面的整理，為后續(xù)盾構(gòu)達(dá)到施工作業(yè)提供保障。按照工作面清理工作要求進(jìn)行，及時清理障礙物和雜物。同時按照后續(xù)施工作業(yè)的要求，進(jìn)行工作面的準(zhǔn)備。對工作面要進(jìn)行檢查，避免施工作業(yè)時出現(xiàn)問題，影響工程整體進(jìn)度。（2）人員準(zhǔn)備。結(jié)合施工段作業(yè)內(nèi)容和需求，組織施工人員做好準(zhǔn)備。按照施工作業(yè)量和內(nèi)容，配置相應(yīng)的技術(shù)人員，保證各項工作有序開展。按照施工技術(shù)方案，對技術(shù)應(yīng)用的要求和重難點(diǎn)進(jìn)行交底，使得施工人員對盾構(gòu)施工技術(shù)有著全面的了解，掌握技術(shù)操作的要點(diǎn)，做好技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的準(zhǔn)備。（3）做好作業(yè)設(shè)備的準(zhǔn)備等。結(jié)合實(shí)際需求，準(zhǔn)備充足的作業(yè)設(shè)施，并且做好設(shè)備的檢查，保障施工按期進(jìn)行。通過前期施工測量、安裝接受架和洞門密封裝置的安裝等具體工作，保障各項盾構(gòu)達(dá)到施工的有序開展。

2.3.2 盾構(gòu)達(dá)到施工

此次盾構(gòu)施工作業(yè)中，盾構(gòu)達(dá)到運(yùn)用了二次達(dá)到施工工藝。具體實(shí)施如下：（1） 首次達(dá)到作業(yè)。施工作業(yè)中當(dāng)盾構(gòu)刀盤進(jìn)入達(dá)到井內(nèi)20 cm位置時，使用施工前準(zhǔn)備的弧形板，將盾構(gòu)機(jī)殼體和洞門鋼環(huán)進(jìn)行焊接密封，完成密封處理后，向提前設(shè)置的注漿孔內(nèi)部注入水泥漿，完成首次達(dá)到。（2） 二次達(dá)到作業(yè)。結(jié)束注漿作業(yè)后，通過在弧形鋼板上設(shè)孔進(jìn)行觀察，保證注漿效果很好的前提下，進(jìn)行弧形鋼板的割除作業(yè)，進(jìn)行二次達(dá)到作業(yè)。當(dāng)環(huán)管片脫出盾尾之后，使用弧形鋼板和封洞環(huán)進(jìn)行焊接，形成一個整體。經(jīng)過注漿孔壓注單液漿，最大程度減少水流失。需要注意的是，開展同步注漿作業(yè)時，要做好壓力的把控，控制為0.2～0.4 MPa范圍；注漿量的控制，要處于6.0～8.0 m3/環(huán)范圍內(nèi)，結(jié)合隧道的具體情況，比如滲漏水和地表沉降，合理采取二次補(bǔ)漿作業(yè)。若施工期間出現(xiàn)超過2 h的停機(jī)情況，要做好注漿管路的清洗處理。單班掘進(jìn)作業(yè)期間，出現(xiàn)停機(jī)的情況，需要做好注漿管路的清洗，避免造成堵管[3]。

2.3.3 盾尾進(jìn)洞

完成二次注漿作業(yè)之后，進(jìn)行施工質(zhì)量檢查，無果沒有漏漿或者漏砂等情況，便可以組織開展后續(xù)施工作業(yè)，緩慢地向前推進(jìn)。在整個推進(jìn)施工作業(yè)中，要合理安排機(jī)具，使其能夠處于安全位置。施工作業(yè)開展期間，要配置專人負(fù)責(zé)做好清理工作，及時清除周圍的注漿料，以免材料掉落造成傷人或者傷機(jī)器事件。盾尾推出預(yù)埋鋼板大約60 cm之后，停止推進(jìn)作業(yè)，做好施工現(xiàn)場的清理，組織開展過站施工作業(yè)。

2.3.4 盾構(gòu)掘進(jìn)措施

從盾構(gòu)達(dá)到施工作業(yè)實(shí)際來說，若想保證整體的施工效果和質(zhì)量，要做好全面的把控。具體采取以下措施：（1）嚴(yán)格把控盾構(gòu)正面平衡壓力。開展到達(dá)段的盾構(gòu)施工作業(yè)時，要做好切口平衡土壓力的有力把控，最大程度上避免造成平衡壓力波動，保證盾構(gòu)掘進(jìn)施工高效施工。（2） 做好推進(jìn)速度以及刀盤扭矩的控制。在盾構(gòu)達(dá)到施工作業(yè)中，考慮到施工安全，要緩慢磨削加固區(qū)域，保證此部分土體能夠得到切削，施工時放緩?fù)七M(jìn)的速度，最大程度上保證均衡施工。（3） 其他措施。采取土體改良和出土量控制措施，避免引發(fā)施工安全問題[4]。

3 復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工要點(diǎn)的總結(jié)

3.1 做好技術(shù)交底工作

復(fù)雜地質(zhì)條件下，組織盾構(gòu)施工作業(yè)，要做好技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的嚴(yán)格把控，保障施工作業(yè)安全的同時，達(dá)到施工作業(yè)的質(zhì)量和效益目標(biāo)。這需要強(qiáng)化施工前的把控，做好技術(shù)交底工作。通過對制定的盾構(gòu)施工作業(yè)方案進(jìn)行優(yōu)化，組織技術(shù)人員進(jìn)行方案分析，明確盾構(gòu)施工工藝的難點(diǎn)和要點(diǎn)，落實(shí)技術(shù)交底工作。對參與盾構(gòu)施工作業(yè)的人員，借助現(xiàn)代化技術(shù)手段或者實(shí)踐培訓(xùn)，使其能夠掌握盾構(gòu)機(jī)操作要點(diǎn)和工藝運(yùn)用的質(zhì)量控制措施，進(jìn)而強(qiáng)化施工作業(yè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量把控，確保盾構(gòu)施工作業(yè)達(dá)標(biāo)。

3.2 做好技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的把控

從盾構(gòu)施工作業(yè)質(zhì)量把控來說，要貫徹全過程控制理念，采取動態(tài)化技術(shù)應(yīng)用把控方法，實(shí)現(xiàn)對安全和質(zhì)量的有力把控。施工作業(yè)人員要嚴(yán)格按照施工作業(yè)方案執(zhí)行，比如按照盾尾進(jìn)洞施工方案，做好施工全過程的檢查，及時發(fā)現(xiàn)漏漿問題或者其他質(zhì)量問題，采取處理方案，避免引發(fā)重大質(zhì)量問題，影響著工程建設(shè)的質(zhì)量和安全。嚴(yán)格按照施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行盾構(gòu)施工質(zhì)量的檢驗(yàn)，促使質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)語

綜上所述，復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工作業(yè)的開展，要做好施工技術(shù)應(yīng)用全過程的質(zhì)量把控。文中結(jié)合工程實(shí)例，分析了盾構(gòu)施工工藝的合理運(yùn)用，提出了施工安全和質(zhì)量把控的措施，為相關(guān)工作人員提供參考借鑒。