盧治仁

（中鐵四局集團有限公司城市軌道交通工程分公司）

淺談盾構側穿水庫施工要點

盧治仁

（中鐵四局集團有限公司城市軌道交通工程分公司）

盾構施工是地鐵隧道施工的常用方法之一，盾構施工常遇到側穿較大水域情況，可能導致隧道漏水、冒頂、涌砂等風險，類似可借鑒的工程較少。結合昆明地鐵1號線支線側穿白龍?zhí)端畮鞛槔?，對盾構側穿水庫等較大水域施工措施進行分析，為類似側穿水庫的盾構施工提供參考資料和施工依據。

1 前言

隨著城市密集度的提高，地面可利用空間越來越少。因此，如何更有效利用地下空間已成為當今城市現代化建設的重要課題，采用盾構法來開發(fā)地下空間則是最佳選擇之一。最早進行研究的是法國工程師M.I.布律內爾，他由觀察船蛆在船的木頭中鉆洞，并從體內排出一種粘液加固洞穴的現象得到啟發(fā)，在1818年開始研究盾構法施工，并于1825使用盾構建造世界上第一條水底隧道（寬11.4m、高6.8m）。經過兩次被河水淹沒，困難重重，才于1843年完工。目前盾構法施工隧道施工技術在我國已日趨成熟，本文主要研究中鐵裝備××型盾構機側穿水庫施工技術。

2 工程概況

根據線路總體走向，白白區(qū)間左線部分位置（對應里程ZDK3+545～ZDK3+750處）將近距離側穿白龍?zhí)端畮?，最小距離僅為9.89m，白龍?zhí)端畮旆€(wěn)定水位比隧道內軌面高9m，盾構掘進施工風險較大，可能導致隧道漏水、涌水涌砂等風險。

圖1 白龍?zhí)端畮?/p>

圖2 盾構區(qū)間側穿白龍?zhí)端畮炱矫鎴D

側穿水庫區(qū)域內，對應掘進地段從上至下依次為：

（1）1填土，層厚3m；

（4）1-3粘土，層厚1～3m；

（4）4-3粉土，層厚2.3～5.2m；

（4）5-3粉砂，層厚3～6.2m。

3 施工方法

根據對現場地質水文的詳細研究，選擇三重管高壓旋噴樁對盾構穿越土體進行加固，可提高地基的抗剪強度，改善地基土的變形性能，且具有良好的土體防滲、止水的效果，工序為：旋噴樁加固土體→加固土體等強→取芯驗證→盾構穿越。

3.1 旋噴樁加固

為保證盾構機順利通過白龍?zhí)端畮旒庸虆^(qū)域，防止隧道內涌水、涌砂現象的發(fā)生，對該區(qū)域土體進行加固處理，形成連續(xù)的止水帷幕，保證土體穩(wěn)定。

加固范圍：側穿水庫區(qū)域隧道靠近水庫一側為隧道結構邊外擴5m，另一側與右線隧道相鄰，其遠離水庫隧道主體結構側外各擴3m加固（見圖3）。旋噴樁樁徑：800mm，樁中心間距：600mm，搭接長度200mm（見圖4）。

對加固范圍內的土體的水泥摻量據現場試驗確定，在粉砂粉土中旋噴樁的水泥摻量采用25～30%可達到良好的加固效果，取芯試驗驗證加固的土體有很好的均質性、自立性，28d無側限抗壓強度均大于1MPa，滲透系數小于10-8/cm/sec。通過加固處理后，可良好的阻斷水庫水源的滲水通道，既能保證盾構掘進的施工安全，又能保證后期地鐵運營安全。

3.2 盾構施工

盾構在穿越水庫區(qū)域時主要需控制好盾構姿態(tài)，避免盾構大幅糾偏、上浮、叩頭等現象發(fā)生；必須保持盾構開挖面的穩(wěn)定，防止欠壓、過壓推進，嚴格控制螺旋出土器出土量與盾構推進速度間的相互關系，防止過量出土或出土不足等現象發(fā)生；同步注漿要足量、及時，同時做好二次注漿；注意盾構在曲線上推進及盾構糾偏。具體采取以下幾項指標進行控制：

圖3 側穿水庫處斷面圖

圖4 旋噴樁大樣圖

3.2.1 土倉壓力

在盾構到達水庫加固區(qū)前，實地測量覆土厚度，結合管片超前量，推算盾構在水庫加固區(qū)域每一環(huán)管片的實際埋深，并對照地質勘察報告計算實際的水土壓力；在計算當前環(huán)的土壓時，應特別注意盾構機長度，施工時明確刀盤、盾尾到達加固區(qū)與離開加固區(qū)對應的實際管片環(huán)號，以便適時調整土倉壓力。初始買啥9m土壓力設定為0.8bar，根據覆土及時調整。

3.2.2 螺旋機

盾構穿越水庫加固區(qū)更容易發(fā)生螺旋機噴水噴泥現象。因此，螺旋機的開口率適當降低，以能滿足出土要求即可。同時，為防止螺旋機噴水噴泥對施工帶來影響，需提前準備污水泵、鐵鍬、編織袋、小土斗等工具與材料，保證即使螺旋機涌水，也能夠迅速處理噴涌的泥漿、泥沙，確保安全文明施工。

3.2.3 掘進速度

盾構機穿越水庫加固區(qū)時，宜快速均勻推進，推進速度控制在30～40mm/min之間。

3.2.4 同步注漿

同步注漿量根據設計計算要求為5.5方/環(huán)，且注漿壓力在0.25MPa以內；還須將漿液稠度降到11cm以內，在保證注漿順暢的同時，減小漿液對管片所產生的浮力。對于同步注漿的配比，應視盾構機注漿系統(tǒng)的實際情況增加水泥用量，保證同步注漿漿液較快凝固，在隧道外圍迅速形成有效的隔水圈。

3.2.5 管片拼裝

使用管片模式進行管片拼裝時，防止縮回千斤頂使得盾構機后退，引起盾構機前方土體損失。同時，應注意止水條粘貼牢固，提高拼裝質量，特別是管片背面，不得有破損，杜絕因管片拼裝不當帶來滲漏水。

3.2.6 二次注漿

根據隧道沉降與位移的實際測量情況，使用二次注漿，選擇變形趨勢的同方向管片注漿孔進行補漿，注漿量為0.5～1.5方/環(huán)不等，注漿壓力控制在0.35MPa內，防止劈裂加固區(qū)內的土體。二次注漿的漿液配比為：水泥：水=10：7，當管片滲漏水或滴水時需采用1：1雙液漿，可改善滲漏水情況。二次注漿的跟進位置應控制在當前環(huán)后5環(huán)以外：①防止造成盾尾刷的損壞；②防止竄漿。

3.2.7 盾尾注脂

每環(huán)先注脂后掘進，掘進過程中設置為自動打脂，間歇時間為200～300s，如遇漏水漏漿則改為手動，盾尾油脂的注入應遵循少量多次的原則，確保盾尾處不漏水。如有漏漿情況發(fā)生，為加強盾尾密封效果，即在每一環(huán)管片與盾尾之間填塞海綿或棉被封堵。

4 施工測量與監(jiān)測

在盾構側穿水庫期間，應加強施工測量與監(jiān)測。除常規(guī)項目外，還應每天進行一次隧道沉降與位移測量，以便及時補充注漿。其次，應在水庫岸邊有代表性的地方加強地表監(jiān)測頻率，每環(huán)一測，遇有沉降突變情況，立即反饋，以便隨時二次注漿。盾構完成穿越后，視地面沉降穩(wěn)定情況逐漸降低監(jiān)測頻率。當沉降監(jiān)測結果顯示，地面的沉降達到或超過警戒值后，應立即進行二次注漿，使地面沉降穩(wěn)定；注漿過程中同步進行地面監(jiān)測，杜絕地面隆起超限。

5 結語

根據昆明地鐵一號線支線盾構側穿水庫施工情況，總結出其施工經驗，確保盾構推進的安全質量符合預控范圍，為類似工程境提供參考依據，保證地鐵工程的順利進行。

[1]周文波.盾構法隧道施工技術及應用，2004：1～5.

[2]陳偉.盾構到達復雜環(huán)境區(qū)域時的施工技術措施.建筑施工，2012（03）.

U455.43

A

1004-7344（2016）07-0158-02

2016-2-20

盧治仁（1977-），男，助理工程師，本科，主要從事項目管理及營銷工作。