李 季

濟(jì)南軌道交通集團(tuán)建設(shè)投資有限公司 山東 濟(jì)南 250000

如今，地鐵成為城市最熱門的公共出行方式，不僅方便快捷，避免地面交通擁堵，還適應(yīng)現(xiàn)階段綠色出行要求，受到城市居民的青睞。但地鐵是一個(gè)極為龐大的工程，施工過(guò)程極其復(fù)雜，施工中會(huì)受到地質(zhì)、環(huán)境等各方面因素的影響，尤其是當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較為復(fù)雜時(shí)，技術(shù)、成本、工期都會(huì)受到影響。因此，必須重視復(fù)雜地質(zhì)段的施工，根據(jù)所用施工技術(shù)，結(jié)合不同的地質(zhì)地層情況，探究有效處理方法和技術(shù)要點(diǎn)，以保證施工順利完成。

1 工程概況

某軌道交通8#線是全市規(guī)劃線網(wǎng)主要組成部分，其一期工程總長(zhǎng)約30.25km，共24站，站間距最大、最小分別為3.84km和0.62km。在整個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度內(nèi)，本工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，為保證施工安全和質(zhì)量，需采用多種施工方法，包括明挖法、盾構(gòu)法、礦山法等。其中盾構(gòu)法施工長(zhǎng)度最大，為11.22km，共配備14臺(tái)盾構(gòu)機(jī)?，F(xiàn)圍繞本工程實(shí)際情況，對(duì)其盾構(gòu)施工要點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)入分析。

2 施工要點(diǎn)

在本次盾構(gòu)施工中，主要經(jīng)過(guò)三個(gè)復(fù)雜地質(zhì)段，即上軟下硬段、局部硬巖段和含孤石段。

對(duì)不同的復(fù)雜地質(zhì)段，提出以下施工要點(diǎn)及輔助措施。

2.1 上軟下硬段

（1）掘進(jìn)參數(shù)

①對(duì)上軟下硬段進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，對(duì)掌子面實(shí)施切削就能使軟巖剝落，然而，硬巖會(huì)對(duì)盾構(gòu)的刀具造成很大磨損，因此要減慢轉(zhuǎn)速，避免刀具受到太大瞬時(shí)沖擊?；诖?，本工程對(duì)刀盤轉(zhuǎn)速按1.0-1.2r/min嚴(yán)格控制。

②因軟巖易產(chǎn)生坍塌，但硬巖卻很難破碎，所以為了避免刀具損壞，應(yīng)減慢掘進(jìn)的速度，而這樣會(huì)影響軟巖自身穩(wěn)定性，需使掌子面保持穩(wěn)定，提高土壓。土倉(cāng)壓力要以地層的特性為依據(jù)，結(jié)合覆土厚度通過(guò)計(jì)算確定。

③刀盤的扭矩嚴(yán)格按10-13MPa進(jìn)行控制；盾構(gòu)掘進(jìn)速度按3-5mm/min嚴(yán)格控制；而推力則需按10000-18000kN嚴(yán)格控制[2]。

④為使土倉(cāng)壓力處理平衡狀態(tài)，應(yīng)對(duì)輸送機(jī)實(shí)際出渣速度進(jìn)行控制，一般以3-8r/min為宜。

（2）輔助措施

①因巖面的軟硬程度不均，會(huì)與刀具產(chǎn)生碰撞，使刀盤產(chǎn)生震動(dòng)。對(duì)此，操作人員應(yīng)認(rèn)真觀察刀盤實(shí)際情況，聽取聲音，確定刀盤扭矩是否正常，以免刀盤發(fā)生卡阻。

②若刀盤扭矩明顯變小，或渣土的溫度升高，則說(shuō)明刀具的磨損十分嚴(yán)重，此時(shí)要對(duì)刀具進(jìn)行認(rèn)真檢查與更換。

③做好渣土改良，在加泡沫過(guò)程中，向倉(cāng)內(nèi)加注泥漿，這樣能對(duì)軟弱地層進(jìn)行保護(hù)，避免產(chǎn)生坍塌。

2.2 局部硬巖段

（1）掘進(jìn)參數(shù)

①刀盤轉(zhuǎn)速按1.5-1.7r/min控制，當(dāng)?shù)毒咝D(zhuǎn)一圈時(shí)，其貫入量應(yīng)達(dá)到5-10mm；對(duì)于掘進(jìn)速度，按7.5-17mm/min嚴(yán)格控制[3]。

②在硬巖段，掌子面相對(duì)穩(wěn)定，能在土壓相對(duì)較低時(shí)掘進(jìn)。如果地層中有很大的含水量，則可提高一定上部土壓，至于提高多少，需根據(jù)覆土厚度合理確定。

③刀盤扭矩按17-19MPa控制，推力按14000-17000kN控制。

④一般硬巖段的掘進(jìn)速度都很慢，而且渣土量也不多，在這種情況下，將輸送機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速控制在6-10r/min范圍內(nèi)即可。

（2）輔助措施

①采用注入泡沫的方式除了能對(duì)刀具予以冷卻，還能提高渣土自身流動(dòng)性，對(duì)于泡沫的用量，以35L/m為宜，具體根據(jù)渣土實(shí)際情況調(diào)整或加水。

②因硬巖段的斷面比較光滑和完整，在同步注漿后，漿液達(dá)到初凝之前，管片將受到一定浮力，可能大于其重力，導(dǎo)致上浮后。對(duì)此，掘進(jìn)中應(yīng)調(diào)低豎向姿態(tài)，以此抵消上浮力。注漿時(shí)所用漿液的初凝時(shí)間應(yīng)控制在不超過(guò)8h，按照10環(huán)管片的間隔加注雙液漿。另外，還應(yīng)做好人工測(cè)量，實(shí)時(shí)掌握盾構(gòu)及管片所處姿態(tài)[4]。

2.3 含孤石段

對(duì)該段進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，會(huì)對(duì)刀盤刀具造成很大磨損，嚴(yán)重時(shí)將使刀盤磨穿，導(dǎo)致地表坍塌。對(duì)此，應(yīng)在了解孤石實(shí)際分布情況的基礎(chǔ)上，制定有效處理措施。

（1）切削孤石時(shí)，應(yīng)減慢轉(zhuǎn)速，提高推力，并通過(guò)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)變換來(lái)保證切削效果，刀盤扭矩在切削時(shí)產(chǎn)生的變化不能超過(guò)10%。

（2）向土倉(cāng)與刀盤中盡量多的注入泡沫，冷卻刀盤刀具，避免損壞。

如果采取以上措施依然無(wú)法破碎孤石，則可進(jìn)行帶壓處理。待人員進(jìn)入到土倉(cāng)內(nèi)后，采用液壓錘實(shí)施處理。若沒(méi)有帶壓進(jìn)倉(cāng)的基礎(chǔ)條件，或存在大量的孤石，則可在地面對(duì)地層實(shí)施加固，確認(rèn)掌子面保持穩(wěn)定后，開始進(jìn)倉(cāng)處理。對(duì)于加固的方式，需要對(duì)地質(zhì)等進(jìn)行綜合考慮，以保證所選方式的合理性與可行性。

確定孤石所處位置后，利用鉆機(jī)在地面上進(jìn)行沖孔破碎，這是最簡(jiǎn)便和有效的方式。但如果孤石的體積極大，其它方式均沒(méi)有效果，則可在地面設(shè)置豎井來(lái)破碎。雖然這樣有效，但會(huì)增加成本，只有在必須情況下才使用。

（3）深孔爆破：它指的是孔深超過(guò)5m的鉆孔爆破，以孤石實(shí)際情況為依據(jù)，對(duì)鉆孔的深度、直徑與裝藥量進(jìn)行確定。對(duì)炮眼之間的距離與裝藥量進(jìn)行調(diào)整能實(shí)現(xiàn)對(duì)爆破后產(chǎn)生的石塊規(guī)格控制，一般石塊單邊長(zhǎng)度應(yīng)小于300mm，為出渣提供方便。爆孔的直徑通常為110mm，排距與孔距都按800mm控制。鉆孔中的雷管主要為毫秒導(dǎo)爆管，雷管為瞬發(fā)電雷管，乳化炸藥，藥卷規(guī)格60mm。盾構(gòu)到達(dá)地層中存在的孤石之前，采用這一技術(shù)方法能對(duì)孤石進(jìn)行有消處理。使盾構(gòu)順利從這一段落通過(guò)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前的地鐵隧道施工中，難免會(huì)遇到不同的復(fù)雜地質(zhì)，這對(duì)隧道的盾構(gòu)施工會(huì)帶來(lái)不同程度的影響，這就需要針對(duì)不同地質(zhì)情況，制定有效、可行的施工措施，將復(fù)雜地質(zhì)地層對(duì)施工造成的影響降至最低。