牛曉懷

摘 要：深圳市機場北站包括福永站盾構區(qū)間，地下水埋深較淺，局部地下水和地表水相連，隧道內易形成積水，洞頂分布淤泥、細砂、可塑狀砂質黏性土、全風化變粒巖、塊狀強風化變粒巖、中風化變粒巖、局部為微風化變粒巖，巖質堅硬，成洞困難。

關鍵詞：盾構掘金；穿越變粒巖；施工技術；同步注漿

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.139

深圳市機場北站福永站盾構區(qū)間2#吊出井區(qū)間左線全長為1 591.5 m，3#吊出井福永站區(qū)間555.886 m，機場北站2#吊出井區(qū)間右線里程1 549.2 m，3#吊出井福永站區(qū)間555.886 m，區(qū)間線路原始地貌為濱海灘涂，現(xiàn)為機場填海擴建區(qū)、魚塘、新和村居民區(qū)等，地形起伏較大，隧道開挖斷面地層變化差異較大，地下水埋藏較淺，局部地下水和地表水相連，隧道內易形成積水，且成洞困難。

1 施工技術

1.1 盾構掘進

在盾構施工中，根據(jù)不同巖層和覆土厚度，配合地面監(jiān)測信息的分析，結合推力、推進速度和出土量三者的相互關系，盾構掘進要保證坡度的穩(wěn)定，要時刻調整偏差，減少對土體的二次擾動。在盾構掘進的過程中，設置專人檢查刀盤前方圍巖變化情況，有無硬巖傾入刀盤。根據(jù)盾構前體月導臺結合緊密情況，保證掘進過程的安全性。

盾構推進時，刀盤前方的監(jiān)測人員與盾構主司機要緊密配合，使盾構機沿導臺的中心前移，保證盾構前移時管片受力均勻。

1.2 管片拼裝

在管片拼裝的過程中應做好測量工作，保證襯砌環(huán)與環(huán)之間平直，控制環(huán)面及橢圓度、管片之間的縫隙，及時調整拼裝的質量。管片拼裝控制要注意以下幾點：①環(huán)面平整度控制。采用尺量檢查每個環(huán)，環(huán)縫之間的間距小于3 mm，避免相鄰接縫處管片出現(xiàn)破裂。②垂直度控制。加強施工過程控制，管片環(huán)面應該與設計隧道軸線垂直，如果發(fā)現(xiàn)管片偏差超過設計要求，就要及時采取糾偏措施，加楔子進行調整，直到管片環(huán)面與隧道設計軸線垂直為止。③高程控制。相鄰管片直接影響著隧道結構的受力、隧道凈空和整體的隧道質量，施工過程中要嚴格把控環(huán)高不能超過規(guī)范要求，因此，在管片拼裝前，要預先黏好定位棒（黏結劑抗剪強度≥1.5 MPa，定位棒抗壓強度≥2 MPa）。拼裝時，充分發(fā)揮定位棒的作用，使管片成環(huán)后各塊高差≤2 mm，保證各塊管片定位準確合格。④在拼裝管片之前，及時清理雜物，檢查管片的質量、型號以及管片密封情況，符合設計要求之后再進行拼裝。拼裝時，要嚴格控制管片的拼裝質量。⑤管片拼裝時，及時施做千斤頂，拼裝好后及時靠攏千斤頂，防止盾構機后退和發(fā)生突變。⑥管片縱、環(huán)向連接采用螺栓連接，螺栓的強度和緊密性直接影響著隧道整體結構的受力，所以管片之間連接螺栓必學牢固、可靠。

1.3 粒石填充

豆粒石填充采用濕噴機在刀盤前面噴射，濕噴機噴射速率應達到6～9 m3/h。噴射豆粒石時，每三環(huán)在用沙砂在盾構切口周圍做一個圍堰，以防豆粒石和砂漿露出。從刀盤后吹入4～9 mm的石料，壓力一般控制在0.15～0.3 MPa。

在噴射豆粒石過程中，非操作人員不得進入工作面，以免飛石傷人。

1.4 同步注漿

1.4.1 同步注漿管理

在盾構推進過程中，通常情況下，只需壓注上部的一根管路即可。如果效果欠佳，可根據(jù)實際情況，同步開啟其他注漿管路。

1.4.2 加強對同步注漿質量的控制。

同步注漿量的大小要控制到建筑物空隙的210%～260%，才能減少周圍土體的變形。

1.4.3 二次注漿的必要性

由于注漿過程中填充的建筑物空隙可能會出現(xiàn)不密實和漿液收縮變形的現(xiàn)象，進而可能導致地面下沉安全隱患，因此，有必要進行二次注漿。漿液通過管片注漿孔注入地層，在施工過程中采用一邊推進一邊注漿的方法。如果注漿達不到設計要求，暫停盾構推進，保證土體不變形。在施工過程中，要根據(jù)觀測和監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷注漿參數(shù)和注漿量的大小，壁后注漿根據(jù)地質情況和監(jiān)測結果隨時調整，保證地層不變形。

1.5 二次注漿

當漏漿嚴重、地面沉降報警時，需要進行二次注漿。壁后二次補注漿漿液選用雙液漿，暫定雙液漿配比如表1所示。

1.6 二次始發(fā)

盾構機即將到達盾構段掌子面時，盡可能地在盾體周圍填充豆粒石。填充完畢后，將刀盤前面清理干凈，包括設備和材料等。

盾構機頂?shù)秸谱用娴耐瑫r開始轉動刀盤，根據(jù)滾動角變化，調整刀盤左轉右轉方向。直至盾體進入土體，滾動角變化不大為止。

2 盾構接收技術措施

2.1 準備工作

在盾構機到達洞門之前，需提前做好以下準備工作：①在盾構機刀盤露頭后安裝防水簾布壓板，避免盾構機破洞時的混凝土塊砸壞密封橡膠簾布；②在到達洞門口前，準備好砂袋、水泵、水管、方木、風炮等應急物資和工具，做好破除洞門噴射砼的準備；③盾構機到達前，在接收導軌上預先涂抹油脂，減少盾體與鋼軌的摩擦力。

2.2 盾構到站接收要求

為了保證盾構的安全接收，首先要進行測量，只有測量計算準確無誤，才能安裝盾構接收架。接收架的高度要比盾構進洞高程稍低一點，接收架必須與井壁固定牢固，洞門鑿出到位，所有封堵材料及其他準備工作安排就緒。

為了保證盾構進出洞的施工安全，要及時對出現(xiàn)滲漏點的位置進行注漿加固，防止盾構進出洞漏泥漿。完成滲漏點注漿后，緊接著要對隧道內管片注漿。注漿球閥起到堵漏漿和泄壓作用，最后要檢驗注漿結果。

盾構出洞距離洞口10 m時，盾構司機和現(xiàn)場跟班管理員要及時檢查盾構機的刀盤和油壓數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)有升壓趨勢，可能切口已經到達加固邊緣，必須減緩推進速度，及時調整低密封藏的壓力，并向前艙一邊推進一邊注水，保證切削面光滑，使削下來的土石呈流動狀態(tài)，能夠較順利地排出。

在洞門混凝土吊除后，盾構應盡快推進并拼裝管片，盡量縮短盾構進洞時間。洞圈特殊環(huán)管片脫出盾尾后，立即用弧形鋼板與其焊接成一個整體，并用漿液填充管片與洞圈之間的間隙，以減少水土流失。

根據(jù)實際情況，必要時可采用第二套施工方案，加強注漿，確保施工安全。

在盾構進洞后正常施工階段，要設置專人對隧道周圍建筑物進行沉降測量和觀測。如果發(fā)現(xiàn)變形情況，要及時通知通知盾構機司機，通過調整盾構參數(shù)來控制沉降變形。

2.3 盾構進站應急預防技術措施

2.3.1 出洞時盾構機“撞頭”

出洞時，盾構推進根據(jù)洞門復測時的姿態(tài)實時調整掘進姿態(tài)貫通，當接收托架標高與洞門標高一致，而刀盤比盾體大時，就容易出現(xiàn)盾構機“撞頭”現(xiàn)象。這時，要采取如下措施：①控制盾構機出洞前的姿態(tài)，并將機頭豎直偏差控制在0～10 mm；②出洞處接收托架標高要比設計標高低2～3 cm；③在出洞時，上方離洞門2 m范圍內鋪滿砂袋，防止貫通時洞門混凝土掉下來砸傷接收托架。

2.3.2 洞門處涌水、涌砂的處理

在距洞門前15環(huán)進行二次注漿封水，其后10環(huán)管片每兩環(huán)進行二次注漿封閉一環(huán)。其前方每一環(huán)進行雙液注漿封閉一環(huán)，直至盾構機完全進洞，防止已成型隧道管片與土體之間的水順著盾體進入刀盤前方，導致洞門處出現(xiàn)涌水、涌砂現(xiàn)象。

盾構機掘進時，同步注漿要注滿，盡量將管片與土體之間得縫隙填密實，以有效地將加固體后方的水、砂堵住，防止其進入刀盤前方。

2.3.3 零土壓狀態(tài)下掘進的管片拼裝

盾構機刀盤進入洞門圈，倉內土壓降低為0后，盾構機前面失去了反作用力，千斤頂?shù)耐屏σ搽S之減小。為保證管片間緊密接觸和接縫防水質量，在最后的10環(huán)管片上安設縱向拉緊聯(lián)系裝置，以輔助管片縱向壓緊密封橡膠條；同時，管片拼裝時，盾構機前部在接收架上焊接型鋼擋塊，通過擋塊提供反作用力。

3 結論

本文結合本工程穿越變粒巖施工得出如下結論：①盾構穿越變粒巖時，刀盤磨損嚴重；②二次注漿是保證盾構安全通過的重要措施；③做好監(jiān)測、測量，根據(jù)地質條件及時調整注漿參數(shù)是保證盾構順利推進的基本條件。

〔編輯：王霞〕