陳俊材

摘? ? 要：云南省滇池流域因其自身地理位置及地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，在發(fā)展變遷過程中形成獨(dú)特的河湖相地層，在國內(nèi)工程建設(shè)領(lǐng)域亦屬典型不良地質(zhì)密集發(fā)育區(qū)，且其含有特有的泥炭質(zhì)土及有害氣體，更是對區(qū)間盾構(gòu)施工帶來不利影響。本文主要分析了在環(huán)滇池地區(qū)軟土地層盾構(gòu)掘進(jìn)的控制措施，確保盾構(gòu)施工各項(xiàng)安全技術(shù)達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞：環(huán)滇池地區(qū);軟土地層;盾構(gòu)掘進(jìn)控制措施

1? 工程背景

昆明地鐵五號線八標(biāo)項(xiàng)目區(qū)間施工地點(diǎn)均位于滇池河湖相地層分布區(qū)域，施工所處場地為滇池回填區(qū)，地質(zhì)條件多為泥炭質(zhì)軟土，土質(zhì)性能較差，作為滇池流域首個(gè)地鐵施工項(xiàng)目，該項(xiàng)目在施工過程需解決和克服諸多不良地質(zhì)帶來的行業(yè)性難題，河湖相地層中盾構(gòu)機(jī)長距離下穿既有城市道路沉降控制技術(shù)、泥炭質(zhì)土地層中盾構(gòu)機(jī)穿越沼氣地層安全保障技術(shù)，為確保工程安全、順利的實(shí)施，盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的各項(xiàng)控制措施尤為重要。

2? 盾構(gòu)在軟土地層施工技術(shù)重點(diǎn)

2.1? 掘進(jìn)參數(shù)的控制

在軟土地層的盾構(gòu)掘進(jìn)，須嚴(yán)格控制施工過程，工程技術(shù)人員須根據(jù)地層、隧道埋深、地面建（構(gòu)）筑物、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、刀盤扭矩、千斤頂推力等各種情況以及監(jiān)控量測數(shù)據(jù)作出判斷，合理下達(dá)掘進(jìn)指令，并根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整參數(shù)。

在穿越軟土地層、河流、建筑物時(shí)，嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)，防止因盾構(gòu)姿態(tài)變化大而增加對周邊土體的擾動;嚴(yán)格把制出土量，盡量接近理論出土量，避免發(fā)生超方現(xiàn)象;加強(qiáng)同步注漿管理，及時(shí)、充足地充填管片背后的建筑間隙，必要時(shí)還可通過管片上的注漿孔進(jìn)行二次加固注漿加固;施工監(jiān)測及時(shí)、準(zhǔn)確，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)土壓力的設(shè)定和同步注漿量。

2.2? 采用土體改良技術(shù)

經(jīng)改良的土體具有良好流塑性，利于土壓平衡的建立，保證掌子面穩(wěn)定，從而控制地表沉降;使盾構(gòu)切削下來的渣土具有好的流塑性、適當(dāng)?shù)恼吵矶?、微透水性和較小的摩阻力，以滿足在不同地質(zhì)條件下采用不同掘進(jìn)模式掘進(jìn)時(shí)都可達(dá)到理想的工作狀況。

渣土改良以泡沫劑使用為主，膨潤土改良為輔，掘進(jìn)過程中全程使用泡沫劑，根據(jù)出渣情況適量加入膨潤土。泡沫溶液采用：泡沫添加劑5%+水95%。泡沫組成：90%～95%壓縮空氣和5%～10%泡沫溶液混合而成;每方土體的泡沫注入量為350L～550L;膨潤土的配比按每方水加入8包膨潤土，即質(zhì)量比為膨潤土：水=400：1000，膨潤土密度1.1g/ml～1.3g/ml;膨潤土粘度60s～80s。

2.3? 嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)

盾構(gòu)姿態(tài)由盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)自動測量，導(dǎo)向系統(tǒng)是盾構(gòu)機(jī)的“眼睛”，是盾構(gòu)機(jī)沿設(shè)計(jì)軸線方向掘進(jìn)的前提條件，盾構(gòu)在軟土地層中施工應(yīng)嚴(yán)格控制態(tài)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)。由于地層特性不一、隧道平豎曲線和坡度變化以及操作等因素的影響，盾構(gòu)推進(jìn)會產(chǎn)生一定的偏差，因此，掘進(jìn)時(shí)應(yīng)合理使用分區(qū)油缸，并設(shè)置一定預(yù)偏量，確保盾構(gòu)機(jī)按設(shè)計(jì)軸線進(jìn)行掘進(jìn)。針對每環(huán)的糾偏量，通過計(jì)算得出盾構(gòu)機(jī)左右千斤頂?shù)膽?yīng)有行程差，通過調(diào)解盾構(gòu)推進(jìn)區(qū)域油壓保證千斤頂?shù)男谐滩顏砜刂破浼m偏量。必要時(shí)，可采取二次注漿的措施，以加固隧道外側(cè)土體，盾構(gòu)順利沿設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)。

2.4? 做好注漿加固工作

施工過程中為控制成型隧道質(zhì)量，嚴(yán)格控制同步注漿量，并根據(jù)監(jiān)控量測情況進(jìn)行二次注漿工作;同時(shí)，環(huán)滇池地區(qū)軟土主要為泥炭質(zhì)土，該土質(zhì)具有含水量高、孔隙比較大、壓縮性高、承載力低、靈敏度較高、易觸變等特性，工程性質(zhì)差，為控制工后沉降、上浮，需要對隧道穿越范圍內(nèi)及隧道底部的泥炭質(zhì)土、隧道穿越范圍結(jié)構(gòu)外輪廓3m范圍內(nèi)液化土層需進(jìn)行洞內(nèi)注漿加固。

3? 盾構(gòu)穿越軟土地層施工優(yōu)化

軟土地層盾構(gòu)掘進(jìn)施工的優(yōu)化很有必要，現(xiàn)結(jié)合實(shí)際情況從同步注漿系統(tǒng)改造、軟弱地層地表沉降應(yīng)對等方面出發(fā)，對于盾構(gòu)穿越軟土地層施工的優(yōu)化進(jìn)行了分析。

3.1? 同步注漿系統(tǒng)改造

結(jié)合地質(zhì)特性并根據(jù)實(shí)際情況，改造盾構(gòu)機(jī)同步注漿管路，將盾構(gòu)機(jī)上臺車砂漿灌分出一個(gè)注漿泵，注中盾上徑向孔注厚漿填充盾構(gòu)機(jī)后間隙，能有效的克服倒錐式盾構(gòu)機(jī)帶來盾體上方土體沉降的風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)防控制盾體上方土體沉降。

在施工過程中應(yīng)提前計(jì)算同步注漿量理論值，然后通過地面監(jiān)測數(shù)據(jù)、成型管片姿態(tài)及質(zhì)量合理確定同步注漿量和各支路注漿比例。同步注漿采用三種漿液，即：水泥漿液、厚漿（不含水泥）、厚漿（含水泥），在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞段采用水泥漿液，主要為使水泥漿液盡快凝固，起到一個(gè)止水的效果，封堵洞門。在正常掘進(jìn)段采用厚漿，起到快速填充作用，預(yù)防地面沉降。在掘進(jìn)過程中，通過管片姿態(tài)的量測，如發(fā)現(xiàn)管片出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，為盡快穩(wěn)定管片，可通過修改厚漿配比（配比中增加水泥），加快厚漿凝固時(shí)間，同時(shí)在管片12點(diǎn)位注雙液漿控制管片上浮。具體參數(shù)如表1。

3.2? ?軟弱地層地表沉降應(yīng)對

盾構(gòu)施工期間，地表沉降數(shù)據(jù)是盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)設(shè)定的一個(gè)重要依據(jù)。地表沉降可根據(jù)盾構(gòu)機(jī)所處位置分為五個(gè)階段。

針對每個(gè)階段的沉降（隆起）變化通常采取如下控制措施：

①前期沉降（隆起）：增大（降低）土壓、增大（減?。┩屏?、地面預(yù)加固處理等;②開挖面前沉降（隆起）：增大（降低）土壓、增大（減?。┩屏?、控制出土量和超挖（欠挖）量、穩(wěn)定各項(xiàng)參數(shù)減小波動、采用膨潤土或惰性漿液填倉輔助掘進(jìn)等;③盾構(gòu)通過時(shí)沉降（隆起）：控制土壓（主要是氣壓）、盾體徑向孔或超前注漿孔注入膨潤土或者惰性漿液進(jìn)行及時(shí)填充等;④尾部空隙沉降（隆起）：同步注漿、管片脫出盾尾后3～5環(huán)及時(shí)二次注漿、管片脫出盾尾后6～10環(huán)及時(shí)進(jìn)行三次注漿、地面注漿處理等;⑤后續(xù)沉降：根據(jù)地面沉降監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行深孔補(bǔ)注漿。

4? 結(jié)論

經(jīng)過對盾構(gòu)施工過程中的監(jiān)控量測分析及實(shí)體質(zhì)量的驗(yàn)收顯示，該工程隧道質(zhì)量良好，地面沉降均控制在1cm以內(nèi)，管片基本無破損、滲漏水，管片成型姿態(tài)良好，表明在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中采取的以上控制措施確保了工程的安全、質(zhì)量，也為以后環(huán)滇池地區(qū)軟土盾構(gòu)掘進(jìn)提供參考和借鑒。

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