廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司 510000

摘要：本文通過對廣州地鐵知識城線施工2標左線始發(fā)中遇到的盾構(gòu)機受困問題進行總結(jié)，為今后工作啟示，避免發(fā)生類似的情況。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；始發(fā)；脫困

1區(qū)間線路及地層概況

本區(qū)間線路出康大站后，沿著九龍大道由西北方向向東南方向前行至九龍鎮(zhèn)鎮(zhèn)龍敬老院西側(cè)進入鎮(zhèn)龍北站，線路途經(jīng)湯村、廣州康大職業(yè)技術(shù)學(xué)院、七星村和五福堂村，下穿廣河高速。區(qū)間最小平面曲線半徑為800m，線間距13～14m。線路最大縱坡26‰，區(qū)間左線總長2187.246m，右線全長2187.971m，采用盾構(gòu)法施工。

區(qū)間隧道上覆地層主要有<1>填土、<4N-1>沖洪積粉質(zhì)粘土、<4-2B>淤泥質(zhì)土、<3-1><3-2>砂層及<5H-2>殘積土等，隧頂、隧中主要通過<5H-2>殘積土，局部隧頂為<3-1><3-2>砂層，隧底主要為<5H-2>殘積土與<6H>花崗巖全風(fēng)化層交界面。

2始發(fā)端頭加固方案

始發(fā)端頭采用外包素混凝土連續(xù)墻+雙管旋噴樁加固方式，加固范圍：橫向為隧道兩側(cè)外延3m，縱向沿隧道加固長度為9m，豎向為隧道頂以上至砂層頂7.2m，隧道拱底以下進入（5H-2）層3m，旋噴樁為φ600@450，靠近車站連續(xù)墻處旋噴樁與連續(xù)墻搭接150mm，800厚C30水下素混凝土連續(xù)墻；同時設(shè)一口降水井輔助降水。

3始發(fā)節(jié)點驗收

在完成端頭加固，始發(fā)架、反力架安裝及盾構(gòu)機調(diào)試等工作后，9月1日監(jiān)理部組織始發(fā)條件節(jié)點驗收。與會各方進行了內(nèi)外業(yè)檢查、討論后，一致認為左線盾構(gòu)始發(fā)節(jié)點條件驗收的各項工作基本完成，盾構(gòu)始發(fā)條件驗收通過。

4盾構(gòu)始發(fā)受困情況

4.1掘進過程

區(qū)間左線盾構(gòu)機自9月8日從-3環(huán)始發(fā)到2環(huán)時各個參數(shù)正常（推力400～600t、扭矩1100～1600Kn.m、轉(zhuǎn)速1.0r/min、掘進速速20～25mm/min）。9月13日，推進正3環(huán)時（推進油缸行程至800mm時），出現(xiàn)參數(shù)異常（盾構(gòu)機監(jiān)控軟件記錄的掘進參數(shù)，詳見：圖1、圖2、圖3）：推力大（800t）、扭矩?。?00 Kn.m）、速度低（0～2 mm/min），且伴隨噴涌現(xiàn)象。后經(jīng)請示后推力加到950T，情況依然沒有好轉(zhuǎn)。遂停機往土倉注高濃度膨潤土，促使掌子面形成保護泥膜，為下一步開倉檢查做好準備。

圖1 刀盤工作壓力

圖2 掘進速度

圖3 盾構(gòu)機總推力

4.2盾構(gòu)機工作環(huán)境

1、盾構(gòu)機所處位置：盾構(gòu)機刀盤里程為ZDK60+797.70（進入素混凝土連續(xù)墻20cm），盾尾里程為ZDK60+805.280（盾尾剛脫離連續(xù)墻6cm 左右）。地面場施工道路，兩邊是龍門吊軌道梁。

2、盾構(gòu)機所處地層情況：盾構(gòu)機處在加固體范圍內(nèi)，埋深約11米，從隧道底向上2m為<5H-2>砂質(zhì)粘性土層，從2m位置往上12米范圍內(nèi)為<3-1>、<3-3>砂層，頂部3m為人工填土層。

5受困原因分析及處理措施

5.1第一次專家會意見

項目部在9月21 日針對區(qū)間開倉作業(yè)組織了專家論證，對盾構(gòu)機受困的情況給予了特別關(guān)注，提出了造成盾構(gòu)機受困的一種可能，即：盾構(gòu)機的有效推力不夠大。原因有三個：

一是在掘進第三環(huán)的前一天晚上，在盾尾進行了雙液注漿，對洞門進行了密封止水處理，注漿量：水泥50包，水玻璃300公斤；砂漿6方。這部分漿液凝固后包裹住后盾和部分中盾；

二是由于隧道軸線和盾構(gòu)機的軸線不平行，使得盾構(gòu)機在始發(fā)時有一定的轉(zhuǎn)彎半徑，增大了盾構(gòu)機的阻力；

三是掘進過程中土倉壓力在1.0bar以上，進一步減小了盾構(gòu)機的有效推力。對此，承包單位在會后采取了如下措施：

（1）對反力架的加固，確保反力架能夠承受1100T左右的推力；

（2）盾殼外加注膨潤土，減小摩擦力，增加盾構(gòu)機的有效推力。

5.2第二次專家會意見

9月24日，項目部特別針對盾構(gòu)機的受困情況再次組織專家進行了論證。經(jīng)過與會專家的分析討論，給出了如下意見：

1、在盾構(gòu)機進入C30素墻的20cm掘進過程中，對素墻有一定的擠壓破壞，素墻外的泥砂在地下水壓力的作用下從素墻的接縫位置涌入土倉，造成的土倉壓力的升高，掘進時噴涌現(xiàn)象。在這種情況下常壓開倉是不可能的，為此建議承包單位在旋噴樁完成之后，在旋噴樁與素墻之間的素墻接縫位置，從地面再次鉆孔，高壓注雙液漿，對可能出現(xiàn)的深水通道進行封堵；同時也可以增強素墻的剛性，使刀盤對墻體形成有效的擠壓，利于破巖。

2、在地面刀盤開口位置再增設(shè)1口降水井，開倉前確保降水井水位降至隧道拱底以下。開倉時先排出一定的渣土，如果土倉壓力不再升高，說明雙液注漿對素墻接縫止水的效果良好，方可繼續(xù)出土開倉作業(yè)。在出土?xí)r可通過倉門邊上的觀察孔進行氣體回放，確認掌子面完全穩(wěn)定和氣體檢測合格后，根據(jù)相關(guān)管理規(guī)定，進行開倉檢查工作。

5.3受困原因分析及處理措施

1、經(jīng)過施工、監(jiān)理、相關(guān)專家的分析，盾構(gòu)機受困的主要原因歸結(jié)如下：

（1）所處地層無硬巖，且刀盤進入素墻只有20cm，可排除盾構(gòu)機有卡殼的可能。

（2）土倉或刀盤有結(jié)泥餅的可能。

（3）根據(jù)以往破除連續(xù)墻掘進的經(jīng)驗，破除連續(xù)墻時對刀盤的影響不大，可初步排除大量刀具損壞的推斷，但個別刀具可能有影響。

（4）盾構(gòu)機進入加固體后，未能連續(xù)推進，加固體的水泥二次固結(jié)，加之正3環(huán)開啟雙液注漿，漿液凝固后包裹住后盾和部分中盾，增大盾體的磨阻力。

（5）刀盤接觸C30砼外包素墻，外包素墻強度過大（通常設(shè)計為C15），而墻體外側(cè)為可壓縮土層，此時刀盤抵入C30砼外包素墻，猶如觸碰彈簧片，刀盤未能壓入切削墻體，而是在其表面打磨。

（6）盾構(gòu)機處于始發(fā)階段，經(jīng)驗算的反力架承受推力在1000T以下，未能提供更大反力。

2、經(jīng)過施工、監(jiān)理、相關(guān)專家的分析，盾構(gòu)機脫困采取措施如下：

（1）鉆探摸清盾構(gòu)機前方是否存在塌空。

因小斗出土作業(yè)，出土計算可能存在誤差，可能造成超挖，9月16～18日對加固體內(nèi)外進行鉆孔（詳見：圖4）。共設(shè)置10個鉆孔，加固體上