謝永康

【摘要】隨著盾構(gòu)法施工在城市的建設(shè)中不斷發(fā)展，為了解決盾構(gòu)機進出洞鑿除混凝土洞門安全風險大、工期長的問題，本文通過盾構(gòu)機刀盤改造，采取合理的掘進參數(shù)，從而達到盾構(gòu)機直接切削地下連續(xù)墻順利進洞及出洞，減小了安全風險，因此，盾構(gòu)機刀盤的改造及盾構(gòu)掘進過程中參數(shù)的確定，成為盾構(gòu)切削地下連續(xù)墻施工技術(shù)的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)機；切削混凝土；掘進技術(shù)

1、工程概況

北京市南水北調(diào)配套工程東干渠工程施工第一標段位于北五環(huán)仰山橋西北側(cè)，設(shè)計輸水隧洞采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)始發(fā)兼接收井圍護結(jié)構(gòu)均采用地下連續(xù)墻支護，盾構(gòu)機通過地下連續(xù)墻部位采用同等級玻璃纖維筋代替，盾構(gòu)始發(fā)、接收及區(qū)間通過二襯豎井均采用盾構(gòu)機直接切削地下連續(xù)墻通過。本標段盾構(gòu)機采用小松TM625PMM，為了驗證盾構(gòu)機刀盤改造后對地下連續(xù)墻的切削能力，選取在1號盾構(gòu)始發(fā)兼接收井盾構(gòu)機接收時對地下連續(xù)墻進行切削，穿越二襯豎井期間將洞門鑿除剩余20cm再進行掘進，盾構(gòu)井剖面圖見圖1。

圖1 盾構(gòu)井剖面圖

2、刀盤改造

地下連續(xù)墻混凝土標號為水下C35鋼筋混凝土，經(jīng)現(xiàn)場實踐檢測將切削的地下連續(xù)墻混凝土強度最大達到44Mpa，為了保證刀盤切削混凝土，在刀盤上增加了128把加強型羊角刀凝土切削刀具，對刀盤進行了改造處理，改造后的刀盤布置圖見圖2。

圖2 刀盤改造配置圖

3、盾構(gòu)掘進施工技術(shù)

3.1 掘進參數(shù)

本區(qū)間盾構(gòu)機在通過二襯豎井時，地下連續(xù)墻鑿除剩余有20cm厚混凝土，通過切削兩個二襯豎井地下連續(xù)墻總結(jié)出經(jīng)驗，以“慢速推進，勻速轉(zhuǎn)動”原則進行掘進施工。

土壓：因連續(xù)墻自穩(wěn)性能極好，考慮到掘進過程中可能會有較大混凝土塊脫落，為防止大塊混凝土卡住土倉及螺旋機影響掘進，故選擇不保土壓，進行零壓掘進。

速度：因連續(xù)墻強度較高，且有多個連續(xù)墻等待穿越，為保護刀具，防止刀具崩角，控制吃刀量在2mm，即刀盤每轉(zhuǎn)一圈掘進2mm，注意刀盤溫度不宜過高。

注漿量：因連續(xù)墻滲透性差，注漿過多會導(dǎo)致注漿壓力升高，造成盾尾漏漿。為保證注漿效果務(wù)必保證注漿質(zhì)量和數(shù)量，嚴格控制砂漿配比。注漿量4m?，根據(jù)注漿壓力進行適當調(diào)整，避免盾尾漏漿。

二次補漿：為防止盾構(gòu)穿越后期洞門處漏水，安排進行二次補漿，注漿量每環(huán)0.8m?，雙液漿。

3.2 技術(shù)準備

為保證盾構(gòu)成功穿越連續(xù)墻，提前對刀盤進行焊接加長仰角刀，以保證對墻體的切割。保證盾構(gòu)各個系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，對加泥、泡沫系統(tǒng)進行調(diào)試，確保渣土改良效果。防止盾構(gòu)在穿越的過程中因故障停機，造成不可控的影響。二次補漿系統(tǒng)準備到位，及時進行二次補漿，防止地面沉降。

3.3 掘進過程

盾構(gòu)機于2013年9月2日晚19點開始進行地下連續(xù)墻切削，2013年9月3日早上9點完成1m厚地下連續(xù)墻切削施工，切削過程中地下連續(xù)墻有震感，中心刀先行掘進進洞，地下連續(xù)墻混凝土隨螺旋機進入渣土車內(nèi)，掘進完成后接收井內(nèi)只有很少部分，切削過程中刀盤摩擦地下連續(xù)墻聲音很大。因連續(xù)墻內(nèi)有玻璃纖維筋，防止被切割下來的纖維筋在土倉內(nèi)纏繞成團，影響出渣，因此掘進過程中，閘門務(wù)必全開，保證切割下來的土體及時排出土倉。因掘進速度較慢，施工時間過長，防止刀盤因施工時間長而溫度過高，務(wù)必多加水降溫，必要時候需停機降溫。

盾構(gòu)機姿態(tài)控制，盡量控制盾構(gòu)姿態(tài)在規(guī)定范圍內(nèi)，糾偏時要做到勤糾偏、緩糾偏，以每環(huán)糾偏量不超過3mm為宜，確保盾構(gòu)平穩(wěn)直線型進行掘進。

盾構(gòu)穿越連續(xù)墻后，在保證土倉內(nèi)水泥塊排干凈的情況下緩慢建立土壓，恢復(fù)正常掘進。

盾構(gòu)穿墻后因土壓較低可能會超排，務(wù)必加大注漿量和二次補漿。二次補漿要求當掘進出土量較大或地面沉降過大時，要及時進行二次補漿，補漿材料為水泥、水、水玻璃，配比1：1：1。二次補漿采用管片開孔進行，注漿位置一般選在頂部，避開封頂塊。因雙液漿凝固時間較短，為了避免注漿材料堵塞盾尾注漿管路，影響同步注漿，要保證注漿環(huán)數(shù)與掘進環(huán)數(shù)相差10環(huán)左右。最好在掘進狀態(tài)下進行二次補漿，可有效防止雙液漿堵管。補漿時注意觀察管片有無破裂、漏水，錯臺是否變大，若有異常情況及時停止。觀察注漿壓力，達到1Mpa即可。

3.4 監(jiān)控量測

確保盾構(gòu)順利穿越，嚴格執(zhí)行掘進參數(shù)的同時，測量隊需提前做好監(jiān)測準備，在必要位置提前做好監(jiān)測點位，測點布置設(shè)置于洞門四周及上部混凝土支撐上，盾構(gòu)穿越前、穿越過程中、穿越后進行若干次監(jiān)測，及時將洞門墻及地下連續(xù)墻位移及沉降結(jié)果告知盾構(gòu)操作人員，操作手根據(jù)位移及沉降報告及時調(diào)整土壓值及注漿量。穿越期間安排專人對地面進行巡視，有異常情況及時上報。

4、結(jié)語

實踐證明，盾構(gòu)機直接切削地下連續(xù)墻必要嚴格控制掘進速度，不可圖一時之快，刀具受損對后期穿越影響非常大，施工參數(shù)的嚴格控制才能保證盾構(gòu)的順利穿越。盾構(gòu)穿越地下連續(xù)墻務(wù)必保證施工的連續(xù)性，由于盾構(gòu)法施工配套設(shè)備較多，對盾構(gòu)機、龍門吊、電瓶車、攪拌站等設(shè)備的保養(yǎng)和維護是施工有序、快速掘進的重要保證，通過此次切削地下連續(xù)墻為今后施工提供了有力的技術(shù)支持。