韋詩(shī)圣 白華

摘 要：在盾構(gòu)穿越地上建（構(gòu)）筑過(guò)程中，極易發(fā)生地面沉陷和既有建（構(gòu)）筑的變形破壞等情況，基于此，文章結(jié)合具體工程，通過(guò)制定周密詳細(xì)的技術(shù)措施，嚴(yán)格控制施工過(guò)程的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，具體分析各主要風(fēng)險(xiǎn)及其應(yīng)對(duì)措施，總結(jié)出了一套行之有效的盾構(gòu)法隧道側(cè)穿既有高速立交橋樁基施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)法 立交橋 樁基施工

1.工程概況

1.1工程概述

深鹽區(qū)間下穿明珠大道與鹽田路十字路口，左轉(zhuǎn)下穿地面停車(chē)場(chǎng)和側(cè)穿鹽排高速立交橋樁基進(jìn)入深外高中站。本區(qū)間為雙洞雙線盾構(gòu)隧道，埋深12～24m。

鹽排高速高架順梧桐山大道南北走向，為雙向6車(chē)道，樁基礎(chǔ)，樁徑1500mm，樁底持力層為微風(fēng)化花崗巖地層，低于隧道底。區(qū)間右線側(cè)穿距高架橋樁基最小距離為0.99m；區(qū)間左線側(cè)穿距高架橋樁基最小距離為1.02m。

1.2工程地質(zhì)水文

本區(qū)間原始地貌類型為低丘陵地貌，地形整體起伏較大，地面高程自深外高中站向鹽田路站方向逐漸減小。盾構(gòu)側(cè)穿鹽排高速段地層主要為①1素填土層、①3填碎石層、①4填塊石層、④14卵石層、⑦1-1可塑狀粉質(zhì)粘土層、全風(fēng)化花崗巖層、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層、中風(fēng)化花崗巖層。隧道洞身范圍內(nèi)主要為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。

沿線地下水主要存在3種類型：（1）上層滯水，主要在第四系人工填土層中；（2）孔隙潛水，主要在卵石層和漂石層中。（3）基巖裂隙水，主要在基巖強(qiáng)～中等風(fēng)化帶中。

2.主要技術(shù)措施

2.1盾構(gòu)下穿前準(zhǔn)備

（1）鹽排高速公路立交橋樁基加固

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，高速橋樁與隧道凈距<3m/段，采取2排袖閥管注漿預(yù)加固，袖閥管縱向間距為1m，加固深度為地面至強(qiáng)風(fēng)化花崗巖底，注漿采用1：1單液漿，注漿壓力1.0～1.5MPa，從地面向橋梁樁基側(cè)土方斜向打設(shè)袖閥管。

（2）根據(jù)地質(zhì)斷面圖，鹽排高速段地層以強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為主，盾構(gòu)進(jìn)入鹽排高速前進(jìn)行檢查更換刀具，采取常壓開(kāi)倉(cāng)，選擇破巖能力強(qiáng)和耐磨性好的刀具，中心滾刀采用17寸重型刀，邊緣滾刀采用18寸重型刀。

2.2施工過(guò)程控制

（1）掘進(jìn)參數(shù)。根據(jù)詳勘和補(bǔ)勘資料， 盾構(gòu)下穿鹽排高速高架橋段地質(zhì)隧道范圍為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化花崗巖，采取土壓平衡模式掘進(jìn)。盾構(gòu)側(cè)穿鹽排高速橋；樁的掘進(jìn)參數(shù)如下：倉(cāng)內(nèi)壓力1.3～1.8bar（根據(jù)地面沉降情況優(yōu)化調(diào)整）；推力1600T以內(nèi)；刀盤(pán)轉(zhuǎn)速1.0～1.2rad/ min；掘進(jìn)速度10～15mm/min；出土量58～65m3；注漿量≥6m3；注漿壓力2.0～2.5bar。

在掘進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和盾構(gòu)姿態(tài)及時(shí)調(diào)整優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)，確保側(cè)穿鹽排高速橋樁掘進(jìn)施工時(shí)減少對(duì)橋樁的擾動(dòng)，確保施工安全可控。

（2）出渣量控制及統(tǒng)計(jì)。進(jìn)行出渣量統(tǒng)計(jì)，及時(shí)反饋信息。每環(huán)出渣量為4.5斗，約63方，每斗推進(jìn)油缸行程為350mm，通常第一斗油缸行程在250～300mm，第二斗油缸行程一般>350mm，行程單斗和總量雙控。

（3）渣樣分析。每環(huán)進(jìn)行渣樣分析，分別為掘進(jìn)0 ～75 c m和75～150cm，對(duì)渣土進(jìn)行取樣，原樣≥1瓶，判定地層。同時(shí)進(jìn)行洗渣樣，進(jìn)行渣樣分析（含泥量、含沙量），判定各地層大致含量，以便及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)。

（4）地面監(jiān)測(cè)。地面監(jiān)測(cè)執(zhí)行每6h，分別為6h、12h、18h、24h測(cè)一次沉降數(shù)據(jù)，并在1h內(nèi)反饋至項(xiàng)目部盾構(gòu)監(jiān)測(cè)群中，以便及時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)及相應(yīng)措施。

（5）地面巡查。全天24h巡查，巡查內(nèi)容包括盾構(gòu)機(jī)附近地面及橋基。

3.主要風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施

3.1防噴涌措施

由于隧頂為富水卵石層和開(kāi)挖面為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層，存在基巖裂隙水，盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中容易產(chǎn)生噴涌，噴涌主要發(fā)生在螺旋機(jī)出土口或盾尾和管片縫隙。

（1）嚴(yán)格控制掘進(jìn)參數(shù)、方向和鉸接油缸的行程差，保證盾構(gòu)機(jī)鉸接的密封性。

（2）保證密封刷工作狀態(tài)良好。對(duì)密封刷進(jìn)行經(jīng)常性檢查、保養(yǎng)、添加油脂。

（3）掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)土倉(cāng)中加入膨潤(rùn)土或者發(fā)泡劑等和易性材料改良渣土，形成土塞效應(yīng)，以防止噴涌。

（4）每2環(huán)進(jìn)行一次二次注漿，在盾尾后面填充形成阻水環(huán)，避免過(guò)水通道水流向刀盤(pán)。管片脫出盾尾3～5環(huán)后立即進(jìn)行二次注漿。注漿水灰比采用1：1，水泥漿與水玻璃配比1：0.5，注漿壓力控制在0.3～0.4MPa。

（5）針對(duì)掌子面噴涌現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)的應(yīng)對(duì)措施：及時(shí)關(guān)閉螺旋輸送機(jī)后門(mén)，通過(guò)適當(dāng)推進(jìn)刀盤(pán)，以使土倉(cāng)內(nèi)外壓力平衡，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)，攪拌均勻土倉(cāng)內(nèi)土體；而后慢慢打開(kāi)螺旋輸送機(jī)后門(mén)，角度不宜過(guò)大，控制在30°左右，注意始終保持土倉(cāng)內(nèi)外壓力平衡。

3.2防管片上浮措施

（1）為預(yù)留管片上浮量，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)軸線較設(shè)計(jì)軸線下調(diào)3cm。

（2）嚴(yán)格控制同步注漿和二次注漿的工序管理。同步注漿時(shí)必須4條管路同步開(kāi)啟，在下部管路達(dá)到設(shè)定注漿壓力2.0～2.5bar后停止，上部管路達(dá)到注漿壓力后稍晚于下部管路停止。同步注漿時(shí)禁止下部管路單獨(dú)注漿和下部管路注漿壓力過(guò)大，避免造成管片上浮。每環(huán)同步注漿采用雙指標(biāo)控制：①達(dá)到設(shè)定注漿壓力；②達(dá)到設(shè)定注漿量。

每2環(huán)管片進(jìn)行一次二次注漿：①防止地面沉降；②確保管片背后空隙填充飽滿并加快填充漿液的固結(jié)速度，防止管片上浮。管片脫出盾尾3～5環(huán)后立即進(jìn)行二次注漿。注漿水灰比采用1：1，水泥漿與水玻璃配比1：0.5，注漿壓力控制在0.3～0.4MPa，注漿部位為管片上部180°。

3.3防地面沉陷措施

（1）根據(jù)設(shè)定的盾構(gòu)參數(shù)掘進(jìn)，通過(guò)地面監(jiān)控量測(cè)和盾構(gòu)施工參數(shù)相結(jié)合，及時(shí)分析和調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)模式和參數(shù)。

（2）盾構(gòu)下穿鹽排高速時(shí)，勻速、緩慢通過(guò)，速度控制在10～15mm/min，根據(jù)選擇的掘進(jìn)速度，合理的控制出土量，不能出現(xiàn)超挖或者欠挖的情況。

（3）盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，須及時(shí)跟進(jìn)同步注漿，注漿量應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整，一般宜控制在盾尾空隙的≥180%，約6方。考慮基巖裂隙發(fā)育情況，每環(huán)注漿采用雙指標(biāo)控制：①注漿量達(dá)到理論注漿量；②注漿壓力達(dá)到2.0～2.5bar。

（4）掘進(jìn)過(guò)程中，嚴(yán)格控制刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，減小對(duì)刀盤(pán)前土體擾動(dòng)。嚴(yán)格控制土倉(cāng)壓力，防止刀盤(pán)前方水土流失。

（5）建立嚴(yán)格的隧道沉降量測(cè)控制網(wǎng)，及時(shí)定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以掌握隧道施工時(shí)過(guò)程中和隧道后期沉降的規(guī)律，出現(xiàn)沉降值連續(xù)增長(zhǎng)時(shí)，補(bǔ)充進(jìn)行二次注漿。

（6）及時(shí)進(jìn)行二次注漿填充管片背后空隙，并形成隔水環(huán)。每2環(huán)管片進(jìn)行一次二次注漿，管片脫出盾尾3～5環(huán)后立即進(jìn)行二次注漿。注漿水灰比采用1：1，水泥漿與水玻璃配比1：0.5，注漿壓力控制在0.3～0.4MPa，注漿部位為管片上部180°。

（7）加強(qiáng)盾構(gòu)姿態(tài)控制，嚴(yán)禁糾偏過(guò)急，單環(huán)糾偏量要≤0.5cm，防止盾尾刷擠壓損壞。合理油脂使用和做好管片選型，控制盾尾間隙各點(diǎn)位要≥5cm，防止盾尾漏水漏漿。

3.4防鹽排高速橋樁擠壓或剪切破壞措施

（1）已收集鹽排高速本段橋樁資料，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核橋樁位置與資料位置基本一致。

（2）對(duì)于高速橋樁與隧道凈距<3m段，采取2排袖閥管注漿預(yù)加固，加固深度為隧底至地面，采用1：1單液漿，注漿壓力為1.0～1.5MPa。

（3）在盾構(gòu)通過(guò)鹽排高速橋樁前，設(shè)置盾構(gòu)掘進(jìn)試驗(yàn)段，根據(jù)設(shè)定盾構(gòu)參數(shù)，嚴(yán)密關(guān)注刀盤(pán)扭矩、出土量、盾構(gòu)翻轉(zhuǎn)量、盾構(gòu)姿態(tài)控制情況、注漿壓力、地面沉陷及隆起。根據(jù)各參數(shù)及時(shí)進(jìn)行盾構(gòu)參數(shù)調(diào)整，減小掘進(jìn)對(duì)地層擾動(dòng)，控制地面沉陷和隆起。

（4）盾構(gòu)通過(guò)時(shí)，勻速、緩慢通過(guò)，速度控制在，10～15mm/min，合理的控制出土量。

（5）通過(guò)前調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，盾構(gòu)右偏3，盾尾左偏1，規(guī)范允許范圍內(nèi)偏移遠(yuǎn)離樁基。掘進(jìn)過(guò)程中做到小糾偏、勤糾偏。

（6）嚴(yán)格控制掘進(jìn)參數(shù)，加密監(jiān)測(cè)頻率，做好監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，盾構(gòu)法隧道側(cè)穿既有建（構(gòu)）物具有較大風(fēng)險(xiǎn)，本工程采取了安全可靠的措施，確保既有高速立交橋正常通行，同時(shí)，盾構(gòu)施工也順利通過(guò)。文章通過(guò)對(duì)本工程具體的理論研究和實(shí)際施工，總結(jié)了側(cè)穿既有立交橋樁基的施工技術(shù)，對(duì)類似工程施工具有一定的借鑒意義。

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