地鐵盾構(gòu)空推過(guò)暗挖隧道施工關(guān)鍵技術(shù)

齊洋 任奕

摘要：盾構(gòu)空推技術(shù)在目前城市地鐵建設(shè)中應(yīng)用極為廣泛，它通過(guò)地下掘進(jìn)暗挖隧道的模式，有效減少了成本投入，提升了成洞速度，并且不會(huì)受到外界氣候條件的限制，極為經(jīng)濟(jì)合理。但對(duì)于一些地層條件比較復(fù)雜的情況，該模式還應(yīng)適當(dāng)聯(lián)合礦山法進(jìn)行，以保證作業(yè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：暗挖隧道;地鐵盾構(gòu)空推;關(guān)鍵技術(shù)

引言

在城市地下空間不斷開(kāi)發(fā)利用之下，其整體漸漸向著深度發(fā)展的模式持續(xù)進(jìn)發(fā)。其中盾構(gòu)法由于在隧道施工中具有自動(dòng)化程度高、對(duì)周?chē)h(huán)境的破壞力度小、安全性高、施工質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)，特別是在那些地層條件比較差，周?chē)h(huán)境較為復(fù)雜的情況下，該方式優(yōu)越性更為明顯，因此在隧道作業(yè)備受青睞。而如何安全、快速、高效地空推過(guò)暗挖隧道就變得極為重要。

一、關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）準(zhǔn)備工作

由于地鐵盾構(gòu)施工期作業(yè)環(huán)境主要是巖土，因此實(shí)際開(kāi)展前還應(yīng)對(duì)施工場(chǎng)地的巖土及水文條件進(jìn)行詳細(xì)勘查，同時(shí)做好具體的記錄準(zhǔn)備工作，并依照實(shí)際情況落實(shí)相應(yīng)的應(yīng)急準(zhǔn)備。

（二）端頭加固

為使盾構(gòu)機(jī)在達(dá)到礦山法段時(shí)不會(huì)擠塌其隧道掌子面，還要在礦山法隧道與盾構(gòu)隧道連接的位置上設(shè)置端頭墻。通常就是先通過(guò)注漿法對(duì)周?chē)耐馏w進(jìn)行加固，再安裝3榀格柵，并給整個(gè)斷面布置雙向的玻璃纖維筋，并噴射一定規(guī)格的砼，從而形成堵頭。其中砼的厚度還需要進(jìn)行嚴(yán)格把控，通常為50cm[1]。

（三）導(dǎo)臺(tái)施工

同時(shí)還應(yīng)重點(diǎn)在暗挖段當(dāng)中依照盾構(gòu)機(jī)接收和空推路徑作出一個(gè)鋼筋砼導(dǎo)臺(tái)，以此給后續(xù)盾構(gòu)機(jī)接收、空推和二次始發(fā)帶來(lái)精確導(dǎo)向。在制作時(shí)重點(diǎn)使用分段澆筑的方式，每段控制在15m-20m，并應(yīng)用定制鋼膜。

（四）進(jìn)行空推

1.設(shè)計(jì)并安裝工字鋼裝置。由于盾構(gòu)機(jī)千斤頂?shù)男谐檀嬖谝欢ㄏ薅?，無(wú)法接觸到后方軌道以及夾軌器，因此這就需要設(shè)計(jì)一個(gè)工字鋼軌道，促使千斤頂能夠延長(zhǎng)到后方的夾軌器位置處。

2.調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)。在進(jìn)入暗挖段前應(yīng)重點(diǎn)對(duì)其設(shè)備姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)根據(jù)相關(guān)測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行糾偏。通常其水平控制偏差為0，垂直偏差在±50mm[2]。另外還要將二次注漿穩(wěn)定管片姿態(tài)充分落實(shí)，并對(duì)礦山法段的斷面情況進(jìn)行復(fù)測(cè)，始終關(guān)注拱頂?shù)某两盗浚瑢?duì)端頭墻洞門(mén)尺寸進(jìn)行檢查，確保盾構(gòu)機(jī)可以安全進(jìn)入暗挖段。

3.推進(jìn)。當(dāng)其設(shè)備通過(guò)玻璃纖維筋堵頭墻之后就正式進(jìn)入了礦山空推段，這時(shí)候整體就沿著導(dǎo)臺(tái)開(kāi)始推進(jìn)，整個(gè)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)對(duì)推進(jìn)油缸行程進(jìn)行調(diào)整，確保其行進(jìn)情況和既定線路完全吻合。在推進(jìn)過(guò)程中，其模式整體應(yīng)用不建壓模式，一旦推進(jìn)力超過(guò)一定范圍則可以通過(guò)螺旋輸送機(jī)進(jìn)行出土，但必須將土量控制好。

4.安裝管片。管片拼裝質(zhì)量會(huì)直接決定最終隧道的防水效果，也會(huì)給設(shè)備推進(jìn)姿態(tài)帶來(lái)影響。在正式安裝前應(yīng)重點(diǎn)對(duì)管片的外觀及配件進(jìn)行檢查，同時(shí)按照分布緊固的形式連接螺栓，禁止一次安裝[3]。實(shí)際操作時(shí)其順序從下到上即可，完成后再對(duì)稱安裝標(biāo)準(zhǔn)塊以及鄰接塊，最后是封頂塊。

5.背后回填。在這之中包含了噴射豆礫石、同步注漿以及二次注漿三個(gè)部分（圖1）。

其中豆粒石回填中，一方面是通過(guò)大約4.5m的間隔給設(shè)備切口位置修建圍堰，避免后續(xù)的沙礫及水泥出現(xiàn)前竄的問(wèn)題;另一方面，管片安裝完后，可以使用其中的注漿孔將豆礫石往后輸送。同步注漿主要是應(yīng)用該設(shè)備之中自帶的一些設(shè)施完成，具體需要將注漿量及速度控制好，同時(shí)加強(qiáng)圍堰形狀變化監(jiān)測(cè)，一旦形狀變化超過(guò)限制，漿體泄漏，還應(yīng)馬上停止注漿[4]。二次注漿時(shí)對(duì)上一步驟漿液水分被吸收后的空隙進(jìn)行填補(bǔ)，確保管片的背后沒(méi)有空洞產(chǎn)生。整個(gè)過(guò)程中重點(diǎn)是要控制好注漿壓力，一旦其超過(guò)水土靜壓力時(shí)應(yīng)馬上停止。整個(gè)過(guò)程還應(yīng)對(duì)管片外觀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免因?yàn)槌瑝簩?dǎo)致管片出現(xiàn)破裂的問(wèn)題。封堵洞口則是在設(shè)備達(dá)到隧道出口位置后，及時(shí)對(duì)洞口進(jìn)行封堵，避免產(chǎn)生滲漏問(wèn)題，具體的封堵方式可以應(yīng)用管片上的注漿孔實(shí)現(xiàn)。

二、施工中的注意事項(xiàng)

（一）加強(qiáng)導(dǎo)臺(tái)控制

為了保證施工安全，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)空推前必須完成導(dǎo)臺(tái)制作，這是因?yàn)樗鼤?huì)直接給設(shè)備的正常掘進(jìn)帶來(lái)影響，也會(huì)給隧道軸線與設(shè)計(jì)軸線偏差帶來(lái)影響，甚至?xí)Q定后續(xù)的管片拼裝效果。

（二）詳細(xì)計(jì)算盾構(gòu)機(jī)參數(shù)

在正式掘進(jìn)前需重點(diǎn)對(duì)該設(shè)備的具體施工參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。一是構(gòu)建土壓平衡;二是在試驗(yàn)路段先進(jìn)行掘進(jìn)，并記錄和分析相關(guān)參數(shù)。

（三）控制空推速度

整個(gè)空推過(guò)程中必須控制好盾構(gòu)機(jī)的平衡，保護(hù)好切削刀，其初始速度通?？刂圃?0mm/min。

（四）確保管片安裝質(zhì)量

拼裝管片的過(guò)程中必須重點(diǎn)對(duì)其彼此間的距離變化進(jìn)行仔細(xì)觀察，使其距離控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。同時(shí)還需對(duì)拼裝的圓整度進(jìn)行控制，使用螺旋將管片擰緊，并應(yīng)用緊線器完全拉緊，再通過(guò)木楔子使管片外部和基座間的空隙被固定好。

（五）控制出土量

整個(gè)空推過(guò)程必須將出土量作出嚴(yán)格把控，對(duì)各參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格配置，并做好記錄，降低超出正常出土量的情況，避免地面沉降發(fā)生。

（六）控制注漿量

注漿量也會(huì)給施工品質(zhì)帶來(lái)影響，通常必須控制在注漿壓力的設(shè)計(jì)值之內(nèi)，一旦注漿量超過(guò)限值就會(huì)溢出到刀盤(pán)上，進(jìn)而影響正常作業(yè);但如果注漿量過(guò)少，則無(wú)法保證基本的注漿效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

這一施工方式作為一種機(jī)械化和自動(dòng)化程度都非常高的新型隧道掘進(jìn)模式，打破了傳統(tǒng)明挖淺埋等需要大量人力投入的模式限制，在地鐵作業(yè)建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為避免出現(xiàn)一些新的問(wèn)題，還可以適當(dāng)聯(lián)合礦山法，進(jìn)一步把握其關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用措施，加強(qiáng)作業(yè)質(zhì)量控制，給工程安全高效推進(jìn)帶來(lái)更加充分的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]任志超. 地鐵暗挖段盾構(gòu)空推施工工法分析[J]. 城市道橋與防洪， 2018， No.229（05）：25+272-274.

[2]柴建平. 地鐵暗挖段盾構(gòu)空推施工工法研析[J]. 工程技術(shù)：引文版， 2016（8）：00186-00187.

[3]劉斌俊. 城市地鐵盾構(gòu)空推過(guò)暗挖隧道技術(shù)分析——以長(zhǎng)沙地鐵盾構(gòu)施工為例[J]. 中外建筑， 2019， No.221（09）：168-170.

[4]劉毅， 劉耀軒. 地鐵盾構(gòu)與暗挖隧道對(duì)接施工關(guān)鍵技術(shù)[J]. 建筑技術(shù)， 2019， 50（02）：47-50.

（作者單位：中國(guó)水利水電第四工程局有限公司）