可拆解盾構(gòu)下穿既有橋樁磨樁施工影響研究
——以寧波軌道交通4號(hào)線柳寧盾構(gòu)區(qū)間為例

李發(fā)勇

(中鐵隧道股份有限公司，河南 鄭州 450003)

0 引言

隨著我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的蓬勃發(fā)展，盾構(gòu)法因其安全、高效、適用地層廣等優(yōu)點(diǎn)在許多城市的軌道交通建設(shè)中被廣泛應(yīng)用[1]。在地鐵建設(shè)過程中，因交通繁忙、市政管線改移困難等原因，極易出現(xiàn)無盾構(gòu)接收井施作場(chǎng)地的情況，需要在狹窄的空間內(nèi)對(duì)現(xiàn)有盾構(gòu)進(jìn)行改造，縮小盾構(gòu)構(gòu)件體積、質(zhì)量，以充分利用空間，進(jìn)行盾構(gòu)地下拆解，減少施工對(duì)周圍環(huán)境的影響?？刹鸾舛軜?gòu)過站技術(shù)就是在此背景下逐步發(fā)展而來，這項(xiàng)技術(shù)既可以實(shí)現(xiàn)有限空間內(nèi)盾構(gòu)的解體過站，又能保證隧道掘進(jìn)施工過程中的穩(wěn)定性。

在盾構(gòu)施工過程中，由于施工區(qū)域常處于城市繁華地段，經(jīng)常出現(xiàn)需要盾構(gòu)側(cè)穿、下穿建構(gòu)筑物的現(xiàn)象[2-3]。目前對(duì)地下障礙物樁基的處理，國(guó)內(nèi)盾構(gòu)施工中普遍采用在盾構(gòu)到達(dá)樁基前預(yù)先拔除[4-6]、樁基托換[7-8]等方法，這些方法存在施工難度大、費(fèi)用高、工期長(zhǎng)等問題。而盾構(gòu)磨樁具有成本低、工期短等特點(diǎn)，目前盾構(gòu)直接磨樁通過樁基的方法越來越受到重視[9-10]，即不改變?cè)薪ㄖ帜茼樌蜻M(jìn)已經(jīng)成為盾構(gòu)施工的重要突破點(diǎn)。

盾構(gòu)直接磨樁的優(yōu)勢(shì)明顯、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著，但磨樁技術(shù)無論是理論研究還是技術(shù)實(shí)踐都遠(yuǎn)未成熟[11]。黃生根等[12]基于杭州地鐵2號(hào)線鳳起橋盾構(gòu)磨樁施工，分析了荷載轉(zhuǎn)移、刀盤刀具布置以及掘削參數(shù)變化對(duì)工程的潛在風(fēng)險(xiǎn)，探討了以U形結(jié)構(gòu)代替原有結(jié)構(gòu)的樁基加固托換技術(shù)，并針對(duì)磨樁施工開展盾構(gòu)刀盤適應(yīng)性改造。王哲等[13]根據(jù)杭州地鐵2號(hào)線工程磨樁施工需要，對(duì)貝殼刀的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并研究了刀具布置方式，最后結(jié)合沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)說明該技術(shù)的合理性。宋磊鵬[14]以南京地鐵5號(hào)線盾構(gòu)全斷面穿越大量密排方樁這一工程難題為背景，對(duì)拔樁和磨樁方案進(jìn)行了比選，并最終確定了磨樁方案。雖然關(guān)于盾構(gòu)磨樁的研究已有一定的進(jìn)展，但關(guān)于可拆解盾構(gòu)磨樁施工的研究少之又少。

可拆解盾構(gòu)的特殊拼裝式結(jié)構(gòu)，使其能較好地解決狹窄空間過站問題[15-17]，但盾構(gòu)的主要作用是隧道掘進(jìn)，能否保證其正常掘進(jìn)施工是檢驗(yàn)可拆解盾構(gòu)可行性的重要標(biāo)準(zhǔn)。而盾構(gòu)掘進(jìn)周圍環(huán)境復(fù)雜，面臨諸多挑戰(zhàn)，例如盾構(gòu)穿越立交橋磨樁施工，這對(duì)刀盤刀具的穩(wěn)定性及耐磨性提出了很高的要求。寧波軌道交通4號(hào)線柳西-寧波火車站盾構(gòu)區(qū)間，受限于寧波火車站站內(nèi)空間不足，創(chuàng)造性地提出了盾構(gòu)拆解過站方案，將盾構(gòu)進(jìn)行分體設(shè)計(jì)；同時(shí)，為保證穿越蒼松路下公交磨樁施工的順利通過，對(duì)刀盤重新設(shè)計(jì)，使其既滿足拆解過站的要求，又符合磨樁施工時(shí)結(jié)構(gòu)的安全性。本文以寧波4號(hào)線拼裝式可拆解盾構(gòu)磨樁通過為工程背景，對(duì)可拆解盾構(gòu)磨樁過程中的施工控制展開研究，并利用監(jiān)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證拼裝式可拆解盾構(gòu)磨樁施工的可行性，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

1.1 可拆解盾構(gòu)刀盤配置及分塊

寧波火車站為寧波軌道交通2號(hào)線和4號(hào)線的換乘站，因地鐵2號(hào)線已建成并投入運(yùn)營(yíng)，4號(hào)線柳西站-寧波火車站-興寧橋西站區(qū)間施工需站內(nèi)穿越寧波火車站。由于車站上部結(jié)構(gòu)在2號(hào)線地鐵施工時(shí)已全部完成，只預(yù)留4號(hào)線端頭盾構(gòu)接收條件，整體結(jié)構(gòu)無預(yù)留盾構(gòu)吊裝孔，且車站標(biāo)準(zhǔn)段部分已澆筑軌頂風(fēng)道，過站空間受限。

由于本項(xiàng)目地面與地下空間有限，盾構(gòu)過站面臨吊裝孔無預(yù)留--吊不出、車站凈空不足--過不去的難題，寧波軌道交通4號(hào)線寧波火車站已不具備實(shí)施盾構(gòu)井吊出后轉(zhuǎn)場(chǎng)與整機(jī)空推過站的條件。基于此，寧波軌道交通創(chuàng)造性地提出了可拆解盾構(gòu)過站方案，如圖1所示。

圖1 4號(hào)線寧波火車站可拆解盾構(gòu)示意圖Fig.1 Sketch of dismountable shield used in Ningbo Railway Station of Line No.4

刀盤配置如圖2所示，有各類刀具以及泡沫、膨潤(rùn)土噴口。刀盤中心區(qū)域設(shè)置水沖洗系統(tǒng)避免土艙中心形成泥餅，配置1把鑲硬質(zhì)合金的魚尾刀，配合魚尾刀的中心錐結(jié)構(gòu)將中心渣土排向周邊進(jìn)入進(jìn)渣口。配合中心魚尾刀在其他軌跡配置72把刮刀、56把先行刀、12把邊刮刀，刀具高低搭配，切削效率高；刀盤外圈設(shè)置12把撕裂刀，保證開挖直徑。

圖2 刀盤配置Fig.2 Configuration of cutterhead

結(jié)合刀盤設(shè)計(jì)和功能的布置，將刀盤分為一大兩小3塊，中心法蘭分解為一大塊，保證了刀盤主結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和功能，如圖3所示。刀盤超挖刀管路和泡沫系統(tǒng)的管路全部布置在中心法蘭塊上，兩小塊上只布置了部分刀具；大塊和小塊之間采用螺栓定位、焊接加固的方法。

圖3 刀盤分塊示意圖Fig.3 Partition of cutterhead

1.2 磨樁區(qū)域概況

柳西站-寧波火車站區(qū)間線路出柳西站后，沿蒼松路向南穿行，過柳汀街后轉(zhuǎn)向東，最終接至寧波火車站。隧道穿越的主要土層為②2b層淤泥質(zhì)黏土、④1b淤泥質(zhì)黏土、⑤1b粉質(zhì)黏土、⑤1T粉砂、⑤4a粉質(zhì)黏土，如圖4所示。

圖4 柳-寧區(qū)間地質(zhì)縱剖面圖Fig.4 Geological profile of Liuxi Station-Ningbo Railway Station section

柳-寧區(qū)間于里程SK18+828～+891下穿蒼松路下立交箱涵，其結(jié)構(gòu)底板厚800 mm。下穿時(shí)盾構(gòu)隧道埋深約21.05 m，樁基礎(chǔ)廣泛分布于⑤1b粉質(zhì)黏土中，該地層物理力學(xué)性質(zhì)較好；下穿位置為蒼松路下立交入口處加寬段，道路為雙向(6機(jī)+2非)車道。立交樁基礎(chǔ)與隧道平面、立面關(guān)系分別如圖5和圖6所示。

圖5 立交樁基礎(chǔ)與隧道平面位置關(guān)系圖Fig.5 Plane position relationship between overpass pile foundation and tunnel

圖6 立交樁基礎(chǔ)與隧道立面位置關(guān)系圖Fig.6 Cross-sectional position relationship between overpass pile foundation and tunnel

侵入隧道的箱涵樁基礎(chǔ)10根，分別為立柱樁φ700 mm 1根(樁長(zhǎng)24.5 m)，圍護(hù)樁φ600 mm 3根(樁長(zhǎng)21 m，φ14 mm螺紋鋼)，抗拔樁φ800 mm 6根(樁長(zhǎng)24.5 m)。盾構(gòu)磨樁樁位與隧道位置關(guān)系如圖7所示。

圖7 盾構(gòu)磨樁樁位與隧道位置關(guān)系圖(單位：m)Fig.7 Position relationship between piles and tunnel (unit:m)

2 刀盤強(qiáng)度分析

對(duì)刀盤整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元強(qiáng)度計(jì)算，校核結(jié)構(gòu)是否滿足強(qiáng)度要求。

2.1 盾構(gòu)推力及轉(zhuǎn)矩計(jì)算

2.1.1 盾構(gòu)推力計(jì)算

盾構(gòu)的總推力根據(jù)各種推進(jìn)阻力的總和決定。相對(duì)于盾體與周圍土體的摩擦力、開挖面掘進(jìn)阻力而言，其余推進(jìn)阻力較小，因此可以忽略不計(jì)。根據(jù)地層情況和盾構(gòu)的尺寸參數(shù)，盾構(gòu)推力計(jì)算如下。

2.1.1.1盾體的摩擦力

盾體與地層間的摩擦阻力

F1=0.25 πDl(2Pe+2K0Pe+K0γD)×μ1。

(1)

根據(jù)工程條件計(jì)算得F1=0.25×3.14×6.34×8.55×(288+115+343+137)×0.27+3 800×0.27=

11 170 kN。

2.1.1.2 開挖面的支撐壓力

開挖面的支撐壓力按土壓平衡盾構(gòu)計(jì)算公式計(jì)算如下：

(2)

式中Ps為實(shí)際掘進(jìn)土壓力，kPa，此處取360 kPa。

根據(jù)工程條件計(jì)算得F2=11 611 kN。

2.1.1.3 系統(tǒng)推力

由于處于磨樁段，系統(tǒng)的裝備推力為上述推進(jìn)阻力的總和乘以富裕量系數(shù)α，此處取1.5。

F=α(F1+F2)。

(3)

根據(jù)工程條件計(jì)算得F=1.5×(11 170+11 611)=34 171.5 kN。

2.1.2 盾構(gòu)轉(zhuǎn)矩計(jì)算

通常刀盤的轉(zhuǎn)矩計(jì)算可參照國(guó)際盾構(gòu)隧道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建議的盾構(gòu)刀盤轉(zhuǎn)矩經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：

(4)

式中：T為刀盤轉(zhuǎn)矩，kN/m2；D外為刀盤外直徑，m；a為轉(zhuǎn)矩系數(shù)，a=α0α1α2(α0為穩(wěn)定掘進(jìn)轉(zhuǎn)矩系數(shù)，本次使用的可拆解盾構(gòu)裝備的穩(wěn)定掘進(jìn)轉(zhuǎn)矩系數(shù)α0=12 kN/m2；α1為刀盤支撐系數(shù)，由刀盤支撐方式?jīng)Q定，中心支撐刀盤α1=0.8～1.0，周邊支撐刀盤α1=1.1～1.4；α2為土質(zhì)系數(shù)，泥巖α2=0.8～1.0，固結(jié)粉砂、黏土α2=0.8～0.9，松散砂土α2=0.6～0.8)。

根據(jù)寧波軌道交通4號(hào)線地質(zhì)條件和可拆解盾構(gòu)裝備的結(jié)構(gòu)特征，取α1=0.8、α2=0.6，則轉(zhuǎn)矩系數(shù)a=α0α1α2=5.76 kN/m2，刀盤外直徑D外=6.35 m，得出刀盤轉(zhuǎn)矩T約為1 480 kN·m。

2.2 計(jì)算模型的建立

由于本次模擬主要校核刀盤結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，因此，在建立有限元模型時(shí)對(duì)刀盤的模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，去除了輻條上的泡沫孔和膨潤(rùn)土孔以及連接法蘭上的螺栓孔等局部特征。本次有限元分析選用的軟件為ANSYS WORKBENCH，采用六面體單元剖分網(wǎng)格，曲線邊界進(jìn)行了優(yōu)化剖分，生成了163 927個(gè)六面體單元，297 800個(gè)結(jié)點(diǎn)，剖分的有限元網(wǎng)格如圖8所示。刀盤所用材料為Q345B厚鋼板，有限元模型采用的材料參數(shù)如下：彈性模量為0.2 MPa，泊松比為0.3，密度為7 850 kg/m3，線膨脹系數(shù)為1.2。

圖8 刀盤的有限元網(wǎng)格Fig.8 Finite element mesh of cutterhead

約束刀盤法蘭連接面的全部自由度作為位移邊界條件，有限元模型如圖9所示。

圖9 有限元模型Fig.9 Finite element model

2.3 計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果顯示，所示的邊界條件下刀盤結(jié)構(gòu)的最大等效應(yīng)力為164.3 MPa，刀盤絕大部分區(qū)域的等效應(yīng)力小于127 MPa，刀盤的等效應(yīng)力分布云圖如圖10所示。刀盤結(jié)構(gòu)的綜合最大位移為3.1 mm，刀盤的位移分布云圖如圖11所示。刀盤設(shè)計(jì)所用材料為Q345B，該材料的許用應(yīng)力為295 MPa，因此該刀盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求，具備掘進(jìn)條件。

圖10 刀盤的等效應(yīng)力分布云圖(單位：MPa)Fig.10 Nephogram of equivalent stress distribution of cutterhead (unit:MPa)

圖11 刀盤的位移分布云圖(單位：mm)Fig.11 Nephogram of displacement distribution of cutterhead (unit:mm)

3 施工技術(shù)措施

3.1 盾構(gòu)刀盤適應(yīng)性設(shè)計(jì)

由于樁體強(qiáng)度顯著大于盾構(gòu)穿越土體強(qiáng)度，因此，在磨樁時(shí)極易對(duì)盾構(gòu)刀盤刀具產(chǎn)生磨損及破壞。為滿足磨樁需求，保證盾構(gòu)順利切削樁基，對(duì)可拆解盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)行了如下適應(yīng)性設(shè)計(jì)：

1)對(duì)盾構(gòu)的選型進(jìn)行充分論證，使其既能適應(yīng)軟土地層的掘進(jìn)，又能切削堅(jiān)硬的鋼筋混凝土，選擇針對(duì)性的刀具和布置形式，并配備刀具磨損檢測(cè)裝置。

2)采用高耐磨的刀具，且具有可更換的功能，制定更換刀具的應(yīng)急預(yù)案。

3)增大螺旋機(jī)的功率，提高轉(zhuǎn)矩值，增強(qiáng)螺旋機(jī)的耐磨性，并制定螺旋機(jī)被鋼筋卡住后的清除預(yù)案。

4)增加人艙系統(tǒng)，做好氣密性相關(guān)檢測(cè)，確保在緊急情況下出艙處理。

為滿足磨樁需求，對(duì)可拆解盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)行了適應(yīng)性設(shè)計(jì)，刀盤先行刀采用貝殼型焊接撕裂刀(見圖12和圖13)，加強(qiáng)刀盤刀具的破樁基能力，同時(shí)焊接撕裂刀刀高采用分層設(shè)計(jì)，分別為220、155、140 mm，以減小刀盤磨樁轉(zhuǎn)矩。刀具軌跡運(yùn)行將樁體鋼筋切割為60～80 cm短鋼筋，由螺旋輸送機(jī)排出；220 mm高與155 mm高貝殼型焊接撕裂刀先行破除樁體結(jié)構(gòu)與切割鋼筋，140 mm高先行刀負(fù)責(zé)破碎樁體混凝土。渣土中的混凝土塊和鋼筋統(tǒng)計(jì)見表1。取樣照片如圖14所示。

圖12 貝殼型焊接撕裂刀示意圖Fig.12 Sketch of shell type welded tearing knife

圖13 貝殼型焊接撕裂刀布置圖Fig.13 Layout of shell type welded tearing knife

表1 渣土中的混凝土塊和鋼筋統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics on concrete blocks and rebar in muck

(a) 80 cm長(zhǎng)的φ14 mm螺紋鋼

刀盤最外側(cè)布置12把邊刮刀和12組合金保徑撕裂刀，進(jìn)一步增強(qiáng)刀盤周邊破樁基能力，同時(shí)刀盤外圈梁采用耐磨復(fù)合鋼板+大圓環(huán)保護(hù)刀，增加耐磨性，可以有效保徑及防止刀盤外圈梁的直接磨損，如圖15所示。

圖15 刀盤保徑刀和大圓環(huán)保護(hù)刀實(shí)物圖Fig.15 Diameter-preserving knife and large circle circumferential protection knife

3.2 磨樁技術(shù)措施

3.2.1 磨樁開始、結(jié)束的判定

根據(jù)磨樁樁位圖進(jìn)行精確測(cè)量放點(diǎn)，確認(rèn)樁基礎(chǔ)里程位置。在距離樁基礎(chǔ)位置1 m時(shí)將掘進(jìn)速度降至10 mm/min以下。當(dāng)?shù)侗P推力增加，但無掘進(jìn)速度，轉(zhuǎn)矩跳動(dòng)突然變大，或盾構(gòu)姿態(tài)跳動(dòng)值較大時(shí)，即可認(rèn)為已貼近樁體，磨樁正式開始。

單根樁磨樁過程中，轉(zhuǎn)矩突然減少至正常段水平，推力值減少但能保持盾構(gòu)速度，即可判定單根樁磨樁結(jié)束；當(dāng)出土口出土順暢，再無鋼筋、混凝土塊隨土體出來時(shí)，且經(jīng)測(cè)量復(fù)核盾構(gòu)刀盤里程已超過磨樁區(qū)域，即可判定磨樁施工結(jié)束。

3.2.2 穿越階段磨樁施工技術(shù)

根據(jù)盾構(gòu)與樁基礎(chǔ)的相對(duì)位置，對(duì)盾構(gòu)穿越樁基礎(chǔ)過程中的詳細(xì)控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

3.2.2.1 剛貼近樁基前

盾構(gòu)貼近樁基前的主要控制參數(shù)有正面土壓力、推進(jìn)速度及刀盤轉(zhuǎn)速、推進(jìn)姿態(tài)、出土量、同步注漿與管片拼裝等，其關(guān)鍵技術(shù)見表2。

表2 剛貼近樁基前關(guān)鍵技術(shù)Table 2 Key technologies before shield cutting pile foundation

3.2.2.2 磨樁施工時(shí)

盾構(gòu)磨樁施工是穿越過程中最關(guān)鍵的一步，其控制程度直接關(guān)系到磨樁施工的成敗。磨樁施工時(shí)，主要的控制參數(shù)除貼近樁基前的參數(shù)外，還增加了土體改良及二次注漿。根據(jù)刀盤與樁基礎(chǔ)的相對(duì)位置，刀盤穿越樁基礎(chǔ)過程中的詳細(xì)控制參數(shù)設(shè)置見表3，其關(guān)鍵技術(shù)見表4。

表3 盾構(gòu)穿越樁基各階段重點(diǎn)控制參數(shù)Table 3 Key control parameters in each stage of shield cutting through pile foundation

表4 磨樁施工關(guān)鍵技術(shù)Table 4 Key technology of shield cutting piles

4 磨樁施工沉降監(jiān)測(cè)分析

為分析可拆解盾構(gòu)在右線磨樁施工中對(duì)路面與周邊建筑物的沉降影響，選取施工沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

4.1 測(cè)點(diǎn)布置

沿隧道軸線與垂直方向布置沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置于立交橋面，每天監(jiān)測(cè)2次，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置如圖16所示。

圖16 磨樁區(qū)監(jiān)測(cè)布點(diǎn)圖Fig.16 Layout of monitoring points at pile cutting section

4.2 監(jiān)測(cè)報(bào)警值

下穿立交橋區(qū)間專項(xiàng)監(jiān)測(cè)報(bào)警值見表5。

表5 專項(xiàng)監(jiān)測(cè)報(bào)警值Table 5 Special monitoring alarm values

4.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

選取可拆解盾構(gòu)磨樁施工位置2條測(cè)線以及立交橋面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析其沉降量變化規(guī)律，以此得到可拆解盾構(gòu)磨樁施工過程中的影響。

該區(qū)間盾構(gòu)施工為先左線施工，施工完成后進(jìn)行右線施工，測(cè)線1、測(cè)線2沉降量隨時(shí)間變化情況分別如圖17和圖18所示，圖中SD與XD監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別表示隧道左右線的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。由圖可知，磨樁過程中左線隧道一直處于沉降最低點(diǎn)，且隨時(shí)間變化較為穩(wěn)定；而右線隨著掘進(jìn)的進(jìn)行，逐漸呈現(xiàn)隆起狀態(tài)，且隨著時(shí)間呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢(shì)；隨著開挖推進(jìn)以及盾構(gòu)施工方法改變，在測(cè)線2中右線隧道及附近測(cè)點(diǎn)均趨于穩(wěn)定。綜合分析2條測(cè)線沉降量可以得出，整體施工過程中，路面沉降控制較好，對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)較小。

圖17 測(cè)線1沉降量隨時(shí)間變化情況Fig.17 Variation of settlement of monitoring line 1 with time

圖18 測(cè)線2沉降量隨時(shí)間變化情況Fig.18 Variation of settlement of monitoring line 2 with time

2條測(cè)線地面累計(jì)沉降量變化曲線與沉降量日變化曲線如圖19和圖20所示。由圖可知，測(cè)線1、2累計(jì)沉降量均隨著施工掘進(jìn)的推移，呈現(xiàn)先緩增，后降低并逐漸趨向穩(wěn)定的變化規(guī)律，最終累加沉降值分布于-5～2 mm，未達(dá)到預(yù)警值，表明施工過程中沉降值處于可控范圍內(nèi)；而日變量則以原點(diǎn)軸為基準(zhǔn)呈現(xiàn)穩(wěn)定波動(dòng)的變化特征，與盾構(gòu)施工產(chǎn)生的微振動(dòng)相關(guān)；而各日變量峰值呈現(xiàn)單峰形式，最大隆起超過2 mm，但并未出現(xiàn)異常連續(xù)出現(xiàn)的情況，表明施工過程中沉降日變量處于可控范圍內(nèi)。

(a) 測(cè)線1

磨樁立交累計(jì)沉降量變化曲線如圖21所示。由圖可知，施工開始階段，建筑物沉降量穩(wěn)定，整體呈現(xiàn)緩慢隆起的狀態(tài)；隨著施工掘進(jìn)，沉降量突然出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，整體顯示右線中部測(cè)點(diǎn)呈現(xiàn)沉降，而兩側(cè)沉降量出現(xiàn)陡增趨勢(shì)，這是由于盾尾空隙被土體填充所致，但隨后沉降量迅速恢復(fù)正常，表明磨樁工程順利完成。

(a) 測(cè)線1

圖21 立交橋累計(jì)沉降量(2018年)Fig.21 Cumulative settlement of overpass (in 2018)

5 結(jié)論與建議

本文以寧波地鐵柳西站-寧波火車站盾構(gòu)區(qū)間為背景，利用數(shù)值模擬對(duì)可拆解盾構(gòu)刀盤強(qiáng)度進(jìn)行研究，并根據(jù)地表沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果分析拼裝式可拆解盾構(gòu)磨樁施工的可行性。主要結(jié)論如下：

1)當(dāng)盾構(gòu)過站面臨"吊不出，過不去"的難題，不具備實(shí)施盾構(gòu)井吊出后轉(zhuǎn)場(chǎng)與整機(jī)空推過站的條件時(shí)，可拆解盾構(gòu)過站方案是值得深入研究與實(shí)際應(yīng)用的?？刹鸾舛軜?gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮施工中可能會(huì)面臨的挑戰(zhàn)，進(jìn)行盾構(gòu)適應(yīng)性設(shè)計(jì)。寧波軌道交通4號(hào)線將可拆解盾構(gòu)刀盤分為一大兩小3塊的拆解方案，當(dāng)遇到盾構(gòu)需磨樁施工的難題時(shí)，其刀盤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求。

2)盾構(gòu)磨樁施工時(shí)，主要采用的控制參數(shù)有正面土壓力、推進(jìn)速度機(jī)刀盤轉(zhuǎn)速、推進(jìn)姿態(tài)、出土量、同步注漿、管片拼裝、土體改良與二次注漿等。在實(shí)際施工中獲得了較好的效果。

3)地表及周圍建筑物的變形可以直接反映盾構(gòu)施工各方面的影響，本次工程施工中，地表最大變形量為5.42 mm，建筑物最大變形量為7.16 mm，遠(yuǎn)小于警報(bào)值，證明了盾構(gòu)拆解再拼裝的可實(shí)施性。由于可拆解盾構(gòu)施工區(qū)間較短，施工的其他控制措施還有待研究。