曾益平

中國(guó)中鐵一局城市軌道交通工程有限公司 710054

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及國(guó)力的提升，人民生活質(zhì)量的改善，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)投資加大，我國(guó)主要城市相繼開始修筑城市地鐵軌道交通工程，特別是南方地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，城市地鐵軌道交通發(fā)展較快。盾構(gòu)施工工藝在地鐵建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，在修建過(guò)程中，尤其在南方地區(qū)，地下水豐富、情況復(fù)雜，盾構(gòu)在接收和始發(fā)過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)更顯突出。

關(guān)鍵詞：建筑工程；施工技術(shù)；盾構(gòu)

一、杭州地鐵1號(hào)線16、17號(hào)盾構(gòu)區(qū)間工程概況

1.1、主要設(shè)計(jì)概況

杭州地鐵1號(hào)線16、17號(hào)盾構(gòu)區(qū)間工程由2個(gè)盾構(gòu)區(qū)間雙線單圓隧道及其它附屬工程組成。其中：【九堡東站～下沙西站】盾構(gòu)區(qū)間左線3005.041m、右線3002.121m，雙線合計(jì)長(zhǎng)度6007.162m，并設(shè)有1個(gè)中間風(fēng)井及4個(gè)聯(lián)絡(luò)通道；【下沙東站～文澤路】盾構(gòu)區(qū)間左線1121.024m、右線1121.77m，雙線合計(jì)長(zhǎng)度2242.794m，設(shè)有一個(gè)聯(lián)絡(luò)通道。

1.2、地質(zhì)、水文狀況

工程建設(shè)位置位于杭州市錢塘江北岸的蕭紹沖積平原，地勢(shì)較為平坦，地面標(biāo)高約為5.31～5.41m。地貌形態(tài)單一，屬?zèng)_海積平原地貌類型。陸路交通發(fā)達(dá)，河道水系密布。本段區(qū)間地質(zhì)條件復(fù)雜，沿線地層主要為粉土、砂土及粘土。沿線隧道穿越的巖土層均為③稍密～中密狀的飽和粉土及砂土，隧道圍巖分類均為Ⅰ類。盾構(gòu)始發(fā)于接收端頭地層主要為總體強(qiáng)度特征為較低～一般。

地下水位較高，一般在地面以下1—1.5米左右，賦存形式為地下淺層空隙水。含水層組主要為全新統(tǒng)沖海積砂質(zhì)粉土，包括②、③層粉質(zhì)粘土和砂質(zhì)粉土，含水層厚度在22.6～35.7m。隧道范圍內(nèi)地層以粉土、砂土為主。總體上，③層粉土、砂土層滲透性稍好，在水頭差作用和搖振反應(yīng)的作用下，易產(chǎn)生流砂、涌砂現(xiàn)象，應(yīng)采取相應(yīng)防治措施。

二、杭州地鐵1號(hào)線區(qū)間工程盾構(gòu)工作井端頭加固方法和實(shí)施情況

杭州地區(qū)地鐵工程盾構(gòu)工作井端頭加固方法大部分采用高壓旋噴加固法或采用三軸深層攪拌樁與高壓旋噴相結(jié)合的方法。一般情況下采用三軸深層攪拌樁與高壓旋噴相結(jié)合的方法較多，按照地面加固范圍四周采用單排高壓旋噴加固中間采用三軸深層攪拌樁。由于采用施工設(shè)計(jì)總承包形式，各盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的加固長(zhǎng)度不盡相同，進(jìn)出洞分別有4米及6米、6米及9米。存在風(fēng)險(xiǎn)較大，必須采取其它的輔助措施。

無(wú)論采取何種加固方法，其加固范圍、長(zhǎng)度、質(zhì)量均應(yīng)保證。某單位過(guò)江（錢塘江）隧道，始發(fā)端頭采用三軸深層攪拌樁與高壓旋噴相結(jié)合的方法，由于質(zhì)量控制不好，無(wú)法鑿除洞門擋墻，造成盾構(gòu)遲遲不能始發(fā)，后來(lái)不得不采用冷凍法加固。過(guò)中間風(fēng)井時(shí)由于同樣的原因，不得不進(jìn)行“水中進(jìn)洞”。

三、盾構(gòu)在軟土地層進(jìn)出洞安全技術(shù)措施

3.1采取安全的技術(shù)措施

為確保盾構(gòu)機(jī)安全進(jìn)出洞，其端頭加固應(yīng)確保加固質(zhì)量，止水效果至關(guān)重要，應(yīng)按照預(yù)防為主，多道防線、綜合治理的原則采取措施，不但地面要采取措施，而且洞內(nèi)要采取措施。本標(biāo)段端頭加固采用三重管高壓旋噴注漿加固方法。

3.2降水輔助措施

雖然，對(duì)盾構(gòu)進(jìn)出洞端頭進(jìn)行了加固，由于檢測(cè)手段的局限性，不能完全反映加固體的真實(shí)質(zhì)量，因此，我們按照防堵結(jié)合、綜合治理的防水原則，采取真空管井的降水方法，將水頭降至3/4洞門一下。另一方面，由于進(jìn)洞設(shè)計(jì)端頭加固長(zhǎng)度只有6米，出洞加固長(zhǎng)度9米，不能滿足 盾構(gòu)進(jìn)出洞對(duì)加固體長(zhǎng)度的需要，將降水范圍擴(kuò)大，以彌補(bǔ)加固體長(zhǎng)度不夠所帶來(lái)的安全隱患。如下圖所示，為盾構(gòu)過(guò)中間風(fēng)井的進(jìn)出洞加固范圍及降水平面布置圖：

3.3測(cè)量、監(jiān)測(cè)控制措施

距接收端頭100米之前，應(yīng)做好貫通前聯(lián)系測(cè)量工作，及時(shí)復(fù)核洞內(nèi)測(cè)站、調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)。并對(duì)預(yù)留洞門鋼環(huán)精度進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保盾構(gòu)準(zhǔn)確、精密貫通；當(dāng)盾構(gòu)進(jìn)入到達(dá)段后，加強(qiáng)地表沉降監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋信息以指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤距離貫通里程小于10m時(shí)，在掘進(jìn)過(guò)程中，專人負(fù)責(zé)觀測(cè)出洞洞口的變化情況，始終保持與盾構(gòu)機(jī)司機(jī)聯(lián)系，及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)。

3.4盾構(gòu)接收措施

盾構(gòu)接收進(jìn)入降水區(qū)之前，應(yīng)做好各種接收準(zhǔn)備工作，包括貫通前的聯(lián)系測(cè)量、接收托架安裝、盾構(gòu)短時(shí)間內(nèi)停機(jī)所有洞內(nèi)、洞外設(shè)備的檢修、保養(yǎng)，應(yīng)急物資準(zhǔn)備、盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整等工作。在中間風(fēng)井底板準(zhǔn)備好沙袋、棉紗、水泵、水管、方木、風(fēng)鎬、雙快水泥、聚氨脂等應(yīng)急材料和工具，以防洞門出現(xiàn)涌水、涌砂。地面準(zhǔn)備好雙液注漿機(jī)及連接管、3t水泥和1t玻璃水。并編制詳細(xì)的接收方案和最后14環(huán)的作業(yè)指導(dǎo)書。

四、盾構(gòu)始發(fā)注意事項(xiàng)

盾構(gòu)始發(fā)前，要檢測(cè)反力架、支撐、托架等位置準(zhǔn)確，焊接質(zhì)量良好，固定牢固可靠，盾構(gòu)掘進(jìn)設(shè)備、水平及垂直運(yùn)輸設(shè)備、地面設(shè)施完好，盾構(gòu)機(jī)仿形刀必須進(jìn)行調(diào)試伸縮靈活、位置準(zhǔn)確，管片等原材料到位并經(jīng)試驗(yàn)、檢測(cè)合格，滿足盾構(gòu)始發(fā)條件。

并在始發(fā)過(guò)程中注意下列事項(xiàng)：

（1）負(fù)環(huán)拼裝之前，盾尾密封刷應(yīng)焊接牢固可靠，并涂滿密封油脂；（2）盾構(gòu)在托架上始發(fā)推進(jìn)時(shí)，推進(jìn)油頂開啟應(yīng)左右對(duì)稱、行程一致，緩慢、向前。始發(fā)階段注意推力、扭距的控制。（3）始發(fā)前在刀頭和密封裝置上涂抹油脂，避免刀盤上刀頭損害洞門密封裝置。始發(fā)前在基座上涂抹油，減少盾構(gòu)推進(jìn)阻力。始發(fā)基座導(dǎo)軌必須順直，嚴(yán)格控制標(biāo)高，間距及中心軸線，基準(zhǔn)環(huán)的端面與線路中線垂直。盾構(gòu)機(jī)安裝后始發(fā)前對(duì)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)無(wú)誤后才開始掘進(jìn)。防止盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)、上飄。（4）盾構(gòu)出洞時(shí)，正面加固土體強(qiáng)度較高，由于盾構(gòu)與地層間無(wú)摩擦力，盾構(gòu)易旋轉(zhuǎn)，加強(qiáng)盾構(gòu)姿態(tài)控制，如發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)有較大轉(zhuǎn)角，可采用大刀盤正反轉(zhuǎn)的措施進(jìn)行調(diào)整。盾構(gòu)剛出洞時(shí)，掘進(jìn)速度宜緩慢，大刀盤切削土體可加水降低盾構(gòu)正面壓力，防止盾構(gòu)上飄，同時(shí)加強(qiáng)后盾支撐觀測(cè)，盡量完善后盾鋼支撐。（5）在始發(fā)階段，由于盾構(gòu)機(jī)推力小，調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，使用下側(cè)的千斤頂加朝上的力矩的同時(shí)一邊向前推進(jìn)，防止盾構(gòu)機(jī)磕頭。（6）始發(fā)初始掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)處于始發(fā)臺(tái)上，在始發(fā)臺(tái)及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對(duì)的防扭轉(zhuǎn)裝置，為盾構(gòu)機(jī)初始掘進(jìn)提供反扭矩。

五、常規(guī)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防及處理措施

5.1各應(yīng)急搶險(xiǎn)小組負(fù)責(zé)人員全部安排為現(xiàn)場(chǎng)24小時(shí)值班制，對(duì)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)要起到及時(shí)的檢查和督促作用，搶險(xiǎn)隊(duì)員不少于20人，在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備足夠的備用設(shè)備和物資，以備應(yīng)急之用。

5.2盾構(gòu)接收、始發(fā)時(shí)，防止破洞門后和接收、始發(fā)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備好木楔子、棉紗、快硬水泥、沙袋、鋼板、電焊機(jī)等應(yīng)急物資設(shè)備，一旦發(fā)生涌水、涌砂，可及時(shí)采用棉紗塞堵，木楔子包棉紗塞堵，快硬水泥封堵，砂袋堆壓封堵，焊鋼板封堵等。

5.3及時(shí)從中盾上的10個(gè)孔注入聚氨酯封水，從近洞門處的管片注漿孔注入雙液漿打環(huán)箍封水，從盾尾后注雙液漿封環(huán)封堵盾尾后來(lái)水來(lái)砂。

六、結(jié)束語(yǔ)

總之，盾構(gòu)進(jìn)出洞是盾構(gòu)法施工中風(fēng)險(xiǎn)較大的關(guān)鍵工序之一，特別是地下水位較高、地質(zhì)狀況復(fù)雜地層，盾構(gòu)進(jìn)出洞風(fēng)險(xiǎn)更大，應(yīng)認(rèn)真采取可行措施，精心組織施工，加強(qiáng)工序檢查，確保盾構(gòu)安全進(jìn)出洞，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。