李健

摘 要：盾構(gòu)施工技術(shù)的主要優(yōu)點在于其施工速度較快、施工安全性高、成型質(zhì)量好，因而在城市的地鐵隧道工程建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合深圳地鐵11號線11301標(biāo)車公廟站～盾構(gòu)始發(fā)井盾構(gòu)區(qū)間工程段，對盾構(gòu)過竹子林車輛段施工技術(shù)進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：地鐵11號線；盾構(gòu)穿越竹子林車輛段；施工技術(shù)

1 工程概述

深圳地鐵11號線11301標(biāo)車公廟站～盾構(gòu)始發(fā)井盾構(gòu)區(qū)間，右線施工范圍為YDK3+424.002～YDK6+927.695，線路全長3503.963m，左線施工范圍為ZDK3+424.010～ZDK6+923.256，線路全長3499.246m；區(qū)間設(shè)1個中間風(fēng)井，7座聯(lián)絡(luò)通道，其中1#聯(lián)絡(luò)通道兼做廢水泵房；6#聯(lián)絡(luò)通道與中間風(fēng)井合建。

區(qū)間自盾構(gòu)始發(fā)井始發(fā)向東掘進(jìn)，過中風(fēng)井后向北掘進(jìn)在深南大道與竹子林路交叉處進(jìn)入地鐵1號線竹子林車輛，段沿深南大道從車公廟站貫通。地鐵隧道下穿竹子林車輛段，左線在里程ZDK5+866.7～ZDK5+405.5，長461.2m，右線在里程YDK5+913.3～YDK5+450.7，長462.6m。

2 盾構(gòu)穿越竹子林車輛段施工

2.1 合理的掘進(jìn)模式，保證盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定

盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定可以通過調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)來控制，盾構(gòu)機通過時遵循“連續(xù)掘進(jìn)、順利通過”的原則，掘進(jìn)參數(shù)主要有：刀盤和土艙壓力、排土量和推進(jìn)速度、螺旋機轉(zhuǎn)速、千斤頂總推力、注漿壓力與時間、注漿量方式、漿體性能、盾構(gòu)坡度、盾構(gòu)姿態(tài)和管片拼裝偏差等。要調(diào)整施工參數(shù)，必須熟練掌握盾構(gòu)機的操作技能，根據(jù)地面變形情況進(jìn)行監(jiān)測反饋，以驗證選擇施工的合理性或再調(diào)整、優(yōu)化施工參數(shù)。通過設(shè)定推進(jìn)速度來調(diào)整排土量或者設(shè)定排土量來調(diào)整推進(jìn)速度，以求得土艙壓力與地層壓力的平衡。

土壓力要保持均勻性，土壓波動在±0.1bar范圍之內(nèi)，防止忽高忽低，確保盾構(gòu)掘進(jìn)開挖引起的沉降在允許范圍之內(nèi)；在停機的時候要派人密切注意土壓的變化，超過預(yù)定的值要及時采取措施。這就要求盾構(gòu)司機在操作的過程中要精心操作，推進(jìn)速度、螺旋轉(zhuǎn)速、刀盤轉(zhuǎn)速都要平緩過渡。

土壓的控制要和地面監(jiān)測密切配合，如果地面監(jiān)測發(fā)現(xiàn)刀盤前的地面總是隆起超過預(yù)警值，這時候就要適當(dāng)降低土壓力；相反就應(yīng)該提高土壓力。土壓地面監(jiān)測要形成一個良好的反饋通道，便于盾構(gòu)司機及時調(diào)整土壓力控制參數(shù)。

左右線盾構(gòu)通過淺埋段進(jìn)入高邊坡?lián)鯄Χ?，雖然進(jìn)行了袋裝土堆載施工，但仍有將近4m的高差，在此臨界點土倉壓力的調(diào)整是控制的重點。淺埋段通過時由于覆土埋深較淺，為防止擊穿地表，土壓的控制僅限于該淺埋深地段，從淺埋深到高埋深的突然轉(zhuǎn)變，土壓相對要進(jìn)行提高，以防止用于土壓較小，而造成地面塌陷。故要求刀盤進(jìn)入高埋深段2環(huán)之后土壓相對進(jìn)行緩慢提高，具體壓力值根據(jù)地表監(jiān)測情況適當(dāng)調(diào)整。

2.2 嚴(yán)格的渣土管理，防止超挖

渣土管理主要是通過有效控制出碴量，保持掘進(jìn)速度與出渣量的相對平衡，按設(shè)定土倉壓力進(jìn)行控制，維護(hù)開挖面的穩(wěn)定。

根據(jù)地質(zhì)情況，以向掌子面、土倉添加泡沫的方式進(jìn)行渣土改良，適當(dāng)增加泡沫及水的用量避免堵倉、糊刀盤現(xiàn)象發(fā)生，避免加水量過大造成噴渣現(xiàn)象，掘進(jìn)過程中對出渣量進(jìn)行動態(tài)控制，合理控制每個掘進(jìn)段落的出渣量，對出渣量進(jìn)行認(rèn)真統(tǒng)計，嚴(yán)格控制出渣量，盡量將其波動值控制在最小的范圍內(nèi)，以確保開挖面的穩(wěn)定。避免渣土的少出、多出為重中之重，根據(jù)開挖斷面及地層特點，出渣量應(yīng)控制在100?（6車內(nèi)）。

2.3 合理均勻的掘進(jìn)速度

盾構(gòu)下穿時，需嚴(yán)格控制掘進(jìn)速度，避免出現(xiàn)速度的較大波動，因為速度過快易造成土壓增大，注漿欠飽滿等一系列問題；速度過慢則延長了對地層的擾動時間。因此掘進(jìn)時需選擇適宜的速度（根據(jù)施工經(jīng)驗保持在20～30mm/min），保證在下穿時勻速的通過，把對地層的擾動降至最小。

2.4 姿態(tài)控制，確保盾尾間隙均勻

對盾構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)行嚴(yán)格線形控制和姿態(tài)控制，姿態(tài)調(diào)整不宜過大、過頻，減少糾偏，避免較大糾偏造成對土體的超挖和擾動，盾構(gòu)推進(jìn)過程中的盾構(gòu)姿態(tài)不好易造成盾尾處漏漿，地面沉降。因此在盾構(gòu)穿越期間，要確保盾構(gòu)推進(jìn)軸線與設(shè)計軸線相吻合，姿態(tài)調(diào)整控制在±50mm范圍內(nèi)，嚴(yán)格控制4個推進(jìn)油缸分區(qū)油缸行程差及控鉸接油缸行程差，合理進(jìn)行管片選型，確保盾尾四周間隙均勻。

正確進(jìn)行盾構(gòu)千斤頂?shù)木幗M及分區(qū)油壓的控制，推進(jìn)時對千斤頂選擇的正確與否直接關(guān)系到盾構(gòu)軸線的軌跡。

2.5 同步注漿管理

盾構(gòu)推進(jìn)過程中的同步注漿是控制地面沉降的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保同步注漿砂漿質(zhì)量和數(shù)量。注漿措施主要作用為防止地層變形、提高結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性、改善結(jié)構(gòu)受力情況（在不均衡地層中）等，施工時應(yīng)選用設(shè)定合理的注漿量和注漿壓力，確保管片圍巖間隙及時充填密實，本區(qū)間每環(huán)理論注漿量為4.5m?，基于對地面及建筑物的保護(hù)，防止較大沉降的發(fā)生，同時結(jié)合下穿段具體地質(zhì)情況，適當(dāng)增大同步注漿量，注漿量不得少于7m?。注漿過程中必須保證六管同時注漿。

在盾構(gòu)通過車輛段前，提前1周對同步注漿和二次注漿的配比進(jìn)行試驗，縮短砂漿初凝時間，以便于盡快填充、凝固；同時要做好生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)工作，防止由于工序耽誤而導(dǎo)致注漿管路堵塞等現(xiàn)象。

要通過加大盾尾油脂壓注量來防止注漿液通過盾尾流失。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，盾尾油脂量比正常推進(jìn)每環(huán)多20kg，可以較好地防止盾尾漏漿。

2.6 特殊管片拼裝

根據(jù)隧道不同的埋深使用拼裝與之對應(yīng)配筋的管片。管片拼裝時要求控制好管片拼裝質(zhì)量，無破損、錯臺和滲漏水，具體要求如下：

（1）首先進(jìn)行盾尾間隙的測量，然后根據(jù)油缸行程、測量系統(tǒng)提供的參數(shù)和行進(jìn)軌跡與趨勢進(jìn)行管片類型（直環(huán)，左轉(zhuǎn)環(huán)，右轉(zhuǎn)環(huán)）選擇及k塊位置的選擇。

（2）推進(jìn)油缸行程在1750mm以上才能進(jìn)行管片拼裝，否則會加大k塊的拼裝難度，也可能降低拼裝質(zhì)量。

（3）管片拼裝操作手在拼裝之前，應(yīng)檢查管片、止水膠條有無破損情況，如有破損應(yīng)修復(fù)，不能修復(fù)的應(yīng)該更換管片，清理止水膠條上的泥沙等雜物（包括已拼裝和等待拼裝的管片）。清理盾尾內(nèi)沉積的泥沙和污水。

（4）在拼裝的時候操作拼裝機盡量柔和，防止管片之間劇烈撞擊而損壞止水膠條和管片。縱向和環(huán)向管片平面平整，不錯臺。在每拼裝完一塊管片后，及時擰緊螺栓，在整環(huán)拼裝完成后要對整環(huán)管片的螺栓進(jìn)行復(fù)緊。在管片脫出盾尾（倒數(shù)第二環(huán)）后再次進(jìn)行管片螺栓的復(fù)緊。

2.7 制作止水環(huán)塞

盾構(gòu)機掘進(jìn)過程中同步壁后注漿采用水泥砂漿，在地下水作用下，存在初凝時間長，體積損失率大等缺點，可能導(dǎo)致管片背后出現(xiàn)連續(xù)空腔，地下水長期沖刷、浸泡巖層加快巖層崩解，導(dǎo)致地層下沉，影響竹子林車輛段基礎(chǔ)，且地下水的持續(xù)流失會造成地層的失水固結(jié)沉降，故在進(jìn)行掘進(jìn)的過程中根據(jù)地表監(jiān)測情況，必要時進(jìn)行二次注漿，二次注漿采用單液漿和雙液漿。每隔兩環(huán)在管片背后全環(huán)注入水泥漿-水玻璃雙液漿，在管片背后形成止水環(huán)塞，防止管片壁后空腔的連通，使管片、止水環(huán)塞、巖壁形成單獨封閉腔室，并防止盾構(gòu)機掘進(jìn)通過后地下水的持續(xù)損失。

2.8 臨時異常停機措施

（1）為保持開挖面的穩(wěn)定，防止周圍土體坍塌，將盾構(gòu)機刀盤抱死，造成刀盤啟動扭拒過大，在盾構(gòu)機停機后，向刀盤和土倉內(nèi)注入適量的泡沫及稠膨潤土漿液，膨潤土漿液建議配比為膨潤土：水=300：700（重量比），膨潤土漿需提前制備好并充分發(fā)酵。在停機期間，將土倉內(nèi)的平均土壓力建立在1.3bar以上；在注入膨潤土漿液的過程中，同時旋轉(zhuǎn)刀盤，使倉內(nèi)的砂土與漿液充分混合，以利于在開挖面和刀盤四周形成泥皮，達(dá)到保持開挖面穩(wěn)定的要求。

（2）在停機時間超過24h以上時，為防止泡沫的消散，僅通過注入稠膨潤土漿來維持開挖面的穩(wěn)定，在停機期間應(yīng)密切注意倉內(nèi)土壓力的變化，在平均土壓力低于1bar時，特別上部土壓低于0.6Bar時應(yīng)及時補注膨潤土漿液，以維持整個開挖面的水土壓力平衡。

3 結(jié)語

盾構(gòu)施工的關(guān)鍵之一是確定盾構(gòu)的類型及其配置。盾構(gòu)的選型是一項綜合性的工作，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)水文情況、工期、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境保護(hù)、安全、可靠等各種因數(shù)綜合考慮。選擇合適的盾構(gòu)類型，配置合理的輔助設(shè)備，才能確保隧道工程施工的順利完成。本文對地鐵某盾構(gòu)區(qū)段的盾構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行探討，望能為同類工程盾構(gòu)施工提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]李建設(shè)，陳慧超，李政.深圳地鐵11號線車公廟站--紅樹灣站區(qū)間盾構(gòu)隧道小凈距上穿既有線區(qū)間隧道施工關(guān)鍵技術(shù)[J].隧道建設(shè)，2014，（4）：374-379.

[2]蔡德慶.地鐵車輛段工程中高支模施工技術(shù)探討[J].低碳世界，2014，（5）：204-205.

（作者單位：中鐵建設(shè)投資集團(tuán)有限公司）