文/林騰飛 日照公路建設(shè)有限公司 山東日照 276800

高慧婕 日照市城市建設(shè)投資集團(tuán)有限公司 山東日照 276800

伴隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，隧道工程也得到了迅速的發(fā)展。為了盡量減少隧道工程建設(shè)中對地面交通的影響，以北京為例，隧道通常采用淺埋暗挖法進(jìn)行施工。雖然淺埋暗挖法有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是在地下水豐富的地區(qū)施工時(shí)需要降水，并輔以注漿堵水。與淺埋暗挖法相比，盾構(gòu)法由于無需降水，在地下水豐富、地層環(huán)境條件較差的區(qū)域有很大的優(yōu)越性。目前，盾構(gòu)法以其安全、高效、適用性好等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在城市地鐵、電力、供水、通訊等建設(shè)中廣泛應(yīng)用，并且積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。由于工藝的要求，需要間隔一定的距離設(shè)置檢查室。因此，如果采用先井后盾工法先施工檢查室，再進(jìn)行盾構(gòu)施工，豎井眾多，導(dǎo)致施工周期長，造價(jià)高昂。在充分借鑒國內(nèi)外地鐵施工中盾構(gòu)先行基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)挖施工的案例、，引入先盾后井的施工方案，即盾構(gòu)隧道連續(xù)掘進(jìn)，在盾構(gòu)通過后再開挖豎井，拆除豎井內(nèi)盾構(gòu)管片，完成檢查室的施工。對于先盾后井工法，由于施工中需要在已經(jīng)建成隧道中拆除相應(yīng)的管片，如果處理不當(dāng)，則會造成端頭管片位移過大，引起較大的環(huán)縫張開或者錯(cuò)動(dòng)，會對之后隧道管道的運(yùn)營造成嚴(yán)重的安全隱患。

1、盾構(gòu)法在雨污水工程中的優(yōu)勢

盾構(gòu)法在雨污水工程中的優(yōu)勢主要是：盾構(gòu)法由于具有低沉降、低風(fēng)險(xiǎn)、占地少、不用降水等優(yōu)勢已經(jīng)在北京雨污水管道中得到推廣，近幾年在國內(nèi)其他給排水工程、水利工程中也陸續(xù)得到了推廣應(yīng)用。盾構(gòu)法可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率；采用盾構(gòu)法施工可最大程度地保護(hù)城市自然環(huán)境，節(jié)約地下水資源，減少交通堵塞和擾民，社會效益顯著，應(yīng)用前景廣泛。

2、檢查井先盾后井做法在施工過程中的特殊之處

檢查井先盾后井做法在施工過程中的特殊之處主要是：先盾后井的做法是，當(dāng)受到條件限制時(shí)，待盾構(gòu)隧道掘進(jìn)后，再開挖基坑施作檢查井結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)上講，該施工做法保證了盾構(gòu)掘進(jìn)的連續(xù)性、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和施工安全性。從整體施工籌劃及施工步序等方面考慮，先盾后井與先井后盾的不同之處為：1）先井后盾：先完成檢查井結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行洞口端頭加固，然后施作盾構(gòu)進(jìn)出洞、增加檢查井內(nèi)基座、井內(nèi)負(fù)環(huán)、盾構(gòu)整體過井等工序；2）先盾后井：先不做檢查井，盾構(gòu)正常推進(jìn)后再施作檢查井。先盾后井做法避免了先井后盾的所有工序。但后續(xù)檢查井基坑中間存在現(xiàn)況盾構(gòu)隧道，需要面對基坑開挖、支護(hù)、盾構(gòu)隧道支撐、檢查井結(jié)構(gòu)澆筑等一系列技術(shù)問題。

3、先盾后井工法盾構(gòu)隧道受力特征分析

3.1 豎井施工過程盾構(gòu)隧道受力特征

先盾后井工法盾構(gòu)隧道受力特征之一是豎井施工過程盾構(gòu)隧道受力特征。豎井開挖卸荷導(dǎo)致下臥盾構(gòu)隧道產(chǎn)生上抬變形，在隧道隆起過程中，位于豎井邊緣的管片受到彎矩作用?；诳v向等效連續(xù)化模型和彈性地基梁理論，建立盾構(gòu)隧道縱向分析模型，計(jì)算此階段的環(huán)縫張開情況。

3.2 管片拆除過程盾構(gòu)隧道受力特征

先盾后井工法盾構(gòu)隧道受力特征之二是管片拆除過程盾構(gòu)隧道受力特征。豎井開挖到盾構(gòu)隧道處將對豎井內(nèi)管片進(jìn)行拆除。此時(shí)臨近豎井側(cè)端頭管片臨空，在隧道軸向上處于單向受力狀態(tài)，由于盾構(gòu)管片之間殘存的擠壓力釋放，導(dǎo)致隧道環(huán)縫的二次張開。管片環(huán)縫先是在盾構(gòu)推力及螺栓預(yù)緊作用下閉合，隨后拆除管片，卸除管片之間的殘余頂力，管片再次張開。假設(shè)千斤頂殘余頂力為N，管片拆后殘余頂力釋放，在彈性階段，可將此部分力視為作用于隧道上的拉應(yīng)力。

4、盾構(gòu)隧道先盾后井技術(shù)在雨污水工程中的應(yīng)用

4.1 豎井開挖與支護(hù)施工

盾構(gòu)隧道先盾后井技術(shù)在雨污水工程中的應(yīng)用之一是豎井開挖與支護(hù)施工。首先鎖口圈梁盾構(gòu)通過變形穩(wěn)定后，即可開挖第1 層土至鎖口圈梁底部，施作鎖口圈梁及擋土墻。預(yù)埋鋼格柵豎向拉結(jié)筋，內(nèi)外交錯(cuò)設(shè)置。其次是盾構(gòu)交叉部分施工當(dāng)豎井下挖至與盾構(gòu)隧道交叉時(shí)，采用異形漸變鋼格柵加固。清理管片表面，在管片上植入4 根覫20mm 的螺紋鋼筋，將鋼筋與鋼格柵的4根主筋進(jìn)行焊接；在隧道兩側(cè)各設(shè)置6 覫20mm洞口加固豎向拉結(jié)鋼筋，使隧道周圍的鋼格柵相互拉結(jié)形成整體，然后再進(jìn)行掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土施工。該區(qū)域只安裝45°角撐2，進(jìn)行0.5m的加密布置，在管片上鉆孔時(shí)，應(yīng)事先在鉆頭上標(biāo)注好鉆孔深度，避免鉆孔過深而鉆穿管片。

4.2 管片上蓋拆除和流槽澆筑

盾構(gòu)隧道先盾后井技術(shù)在雨污水工程中的應(yīng)用之二是管片上蓋拆除和流槽澆筑。混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%后，進(jìn)行管片拆除工作，以隧道中心高程線為拆除界限。隧道拆除前做好管片的保護(hù)工作，必要時(shí)可進(jìn)行加固。管片采用水鉆進(jìn)行分塊切割拆除，拆除面進(jìn)行修整和鑿毛處理，拆除管片后，支模板澆筑流槽上部混凝土至與管內(nèi)頂齊平，混凝土強(qiáng)度等級為C15。該做法保留了180°管片作為流槽的下半部分，既減少了管片的拆除量，又能保持盾構(gòu)隧道整體的軸向擠壓力，防止隧道管片因擠壓松弛導(dǎo)致的防水膠條松弛漏水。

結(jié)語：

總之，熱力盾構(gòu)隧道檢查室施工過程中，隧道軸向應(yīng)力變化及環(huán)縫張開分為兩個(gè)階段：豎井開挖及管片拆除。豎井開挖階段，隧道受附加應(yīng)力作用，底部軸向應(yīng)力減小，環(huán)縫張開；管片拆除階段由于管片一側(cè)臨空，盾構(gòu)千斤頂殘余頂力釋放，導(dǎo)致隧道頂部軸向應(yīng)力損失及環(huán)縫張開。施工中，應(yīng)根據(jù)隧道受力特性在不同的施工階段對隧道軸向應(yīng)力損失最大部位重點(diǎn)監(jiān)測防護(hù)。