呂貽坤

（中鐵十七局集團上海軌道交通工程有限公司，上海 200135）

1 工程概況

地鐵項目在人民北路站-西北橋站區(qū)間盾構下穿府河，區(qū)間隧道設計起終點里程范圍分別為ZDK27+901.203～ZDK2 8+988.852、YDK27+901.203～YDK28+988.851，左線全長為1 087.811 m（長鏈0.162 m），右線全長為1 087.648 m，區(qū)間在ZDK28+390.695（YDK28+390.000）處設置1座聯(lián)絡通道，通道長為5.66 m，通道頂部距地面埋深為14.8 m，位于隧道中部。

2 難點分析

根據(jù)鉆孔揭示可知，區(qū)間盾構下穿府河段的地層主要包括＜2-9-2＞稍密卵石、＜2-9-3＞中密卵石、＜2-9-4＞密實卵石等，盾構隧道洞身主要穿越＜2-9-3＞中密卵石土。結合工程特點和實際地質(zhì)情況分析盾構下穿府河應著重防止地面建筑物塌陷、噴涌、涌砂和穿越卵石層時刀盤被卡等情況發(fā)生。

3 施工工藝及流程

3.1 加固措施

（1）豎向大管棚加固。

在盾構下穿前，西北橋兩側橋臺外側地面分別打設兩排Ф159×8 mm@0.4 m管棚（先預注漿再插入鋼筋，挑選管棚注漿，間隔三根選一根）約束橋梁的水平位移，管棚長約14.5 m，底部伸入基礎底2 m，管棚內(nèi)插入三根直徑20 mm鋼筋，管內(nèi)灌注水泥漿。管棚實施時需對影響范圍內(nèi)的管線進行核查，確保管棚打設位置，并避開重要管線，管棚間距可根據(jù)管線進行適當微調(diào)。

（2）圍堰。

為了滿足橋洞混凝土套拱施工，需對處理圍堰，根據(jù)設計及產(chǎn)權單位意見，將圍堰施工分為兩期進行，自西向東依次對橋洞進行圍堰施工作業(yè)。

①圍堰形式及斷面?，F(xiàn)狀府河上游流量較大，且不可斷流，分為兩次圍堰施工，斷面采用上口寬為4 m、下口寬為5 m、高3.5 m；圍堰采用編制袋裝土（25 袋/m3）碼邊（寬1 m）、中間作黏土心墻的圍堰形式。由于現(xiàn)場無法取土，圍堰土采取外進黏土，由人工現(xiàn)場裝袋轉(zhuǎn)運100 m后下河圍堰。

②圍堰施工。圍堰施工中應注意，圍堰軸線應放置準確，尤其是縱向圍堰。草袋碼放須準確到位，注意錯縫搭接，均勻收坡。填土選擇透水性小的黃黏土，同時夯填必須及時跟進，夯至密實。

③排水。每期圍堰完畢后，使用Ф150潛水泵逐次抽去圍堰內(nèi)的積水，在圍堰范圍內(nèi)設置3座集水井（圍堰上游2個集水井、下游1個集水井），集水井為圓形，頂面直徑2.0 m，井底標高低于圍堰底1.5 m，每個集水井設置1臺Ф150潛水泵，24 h不間斷排出滲水，預計每處施工點的抽水臺班數(shù)量為135個。

④下河馬道。在一、二期圍堰范圍的上游及下游，設置下河馬道，馬道由場外進建渣填筑，馬道土填筑尺寸25 m長、高4.5 m、寬5 m，圍堰拆除時一并開挖外棄。

⑤河道淤泥。圍堰施工完畢后，開始進行橋梁下清淤工作，清淤至河床底50 cm處，疏掏采用機械挖掘上岸集中堆放，再裝車外棄。

⑥圍堰拆除。西北橋施工完畢后可拆除圍堰，圍堰拆除仍采用退行清除辦法，拆除的圍堰集中堆放后裝車外棄。清淤和拆除圍堰過程中保持現(xiàn)場整潔，每日安排人員對施工現(xiàn)場及周邊進行清掃保潔，保證施工中不污染周圍環(huán)境。

⑦河堤拆除及恢復。因管道施工原府河條石河堤需拆除，上下游及左右岸各6 m，拆除后建渣全部外棄，恢復河堤按原結構恢復。

（3）預留注漿孔。

在混凝土支撐結構施工前，對中間橋墩基底預埋袖閥管，管徑52 mm，注漿管長約6.2～6.8 m，預注漿管沿橋墩方向間距2 m單排布設。根據(jù)智能監(jiān)控系統(tǒng)實時反饋的西北橋沉降值，對橋墩基礎進行注漿，進而控制橋墩沉降。

①鉆進成孔。待河底清淤完成后，進行鉆孔施工，鉆孔采用潛孔鉆機。成孔自檢合格后，通知監(jiān)理進行成孔驗收，檢驗合格后鉆機移至下一樁位。

②插入袖閥管。成孔后應及時插入注漿袖閥管，袖閥管底部采用底蓋封堵，頂部采用封頂塊封堵，預防渣土等雜物進入袖閥管。河道底板鋼筋混凝土施工時，將袖閥管接長至水面以上，預留跟蹤注漿條件。下管時順著孔中心位置向下放，袖閥管下方4 m采用帶孔袖閥管，上部采用不帶孔袖閥管，嚴格控制注漿范圍[1]。

③澆筑套殼料。下部設注漿孔段套殼料用細沙和1∶1水泥漿液混合砂漿料填充，根據(jù)施工情況可調(diào)整配合比，保證充填料脆性、自穩(wěn)性。該段套殼在注漿時，受破碎而開環(huán)，使灌漿漿液在灌漿段范圍內(nèi)進入地層，達到單向注漿不回流的目的。

④跟蹤注漿。

結合智能監(jiān)測系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù)對橋墩進行注漿加固。水泥漿液水灰比為1∶1，注漿時需要先開環(huán)，通過注漿壓力使?jié){液進入地層。注漿壓力到達0.3～0.4 MPa或智能檢測系統(tǒng)反饋橋墩停止沉降時，注漿結束。注漿過程應多觀察周邊管線井、河堤及水面，若發(fā)現(xiàn)河堤隆起或管線井漏漿或水面呈漿液色時，應立即停止注漿，洗孔留待下次注漿時使用。

3.2 掘進控制措施

（1）掘進參數(shù)選取。

盾構隧道通過府河段先掘進施工左線，再掘進施工右線。左線盾構掘進過程中，根據(jù)實際地質(zhì)情況適當調(diào)整掘進參數(shù)，為右線盾構通過府河提供指導性掘進參數(shù)[2]。

（2）出土量控制。

盾構出土量采取體積與質(zhì)量雙控的模式進行管理，盾構施工時，應及時監(jiān)測料倉內(nèi)的渣量和壓力，如有異常，應及時調(diào)整參數(shù)，并通知地面作業(yè)人員。

①在盾構掘進過程中，需要匹配出料速度和掘進速度。

②在盾構掘進過程中，應對出渣量進行過程控制，按照理論計算每掘進約32 cm即出1斗渣土，出土量約11 m3，渣土重約33 t，以此為標準，檢查推進過程中是否有超挖或出渣過多的情況，如出渣過量，應及時調(diào)整推進參數(shù)和螺旋機出渣速度。

③盾構施工過程中，應避免發(fā)生噴涌情況，若發(fā)生噴涌，難以控制出渣量，易造成超挖。

（3）渣土改良。

泡沫：濃度控制在1%～3%之間，發(fā)泡倍率應控制在4～6之間，生成泡沫流量控制在100～200 mL/min之間。主要根據(jù)刀盤的扭矩、千斤頂?shù)耐屏?、實際出土的情況三項參數(shù)，調(diào)整泡沫系統(tǒng)的參數(shù)，當觀察到出土的含水量過高或出土較干時，應立即調(diào)整泡沫的注入量。

膨潤土：膨潤土應充分膨化后使用，長時間停機向土倉內(nèi)、盾尾分別注入6、3 m3，盾構復推過程中，利用膨潤土泵單獨向土倉內(nèi)注入膨潤土，以改良渣土狀態(tài)。

（4）同步注漿控制。

砂卵石地層有較強的透水性，需要針對管片的施工縫隙進行填充防水，填充使用的漿液比應根據(jù)實際地質(zhì)情況進行試驗分析確定，初凝時間應＜6 h。在儲漿罐內(nèi)不可清理管道內(nèi)的砂漿，在隧道內(nèi)不可向砂漿中加水，不可將無水泥砂漿混合進洞使用；應保證注漿充足供應，并應避免注漿過量，導致漿液進入刀盤；注漿壓力控制在0.3 MPa左右；保證注漿管和護尾管暢通，有問題及時反映給值班工程人員。

（5）姿態(tài)控制。

盾構過府河段，應保持盾構機掘進姿態(tài)，水平和垂直角度的偏差允許控制在3 cm，如超出偏差允許，應立即進行調(diào)整，糾偏操作應逐步緩慢。

（6）盾尾密封管理。

保證盾構始發(fā)前第一次油脂的涂抹質(zhì)量；保證油脂質(zhì)量及施工中盾尾油脂量和壓力；控制同步注漿壓力，避免漿液擊穿盾尾刷；保證管片拼裝質(zhì)量，防止管片拼裝變形和管片錯臺后，使盾尾密封無法緊密包裹整環(huán)管片，形成滲漏通道；盾構施工人員應進行盾尾油脂注入和盾尾密封管理交底，保證盾尾油脂足量注入和盾尾密封良好。

（7）鉸接密封管理。

鉸接屬于活動連接，盾構掘進糾偏，使鉸接經(jīng)常性反復運動，可能造成部分損壞或磨損，應對鉸接進行全面檢查，對存在磨損的部件進行更換。在掘進過程中，應避免緊急糾偏，減少鉸接的磨損。

為了保證密封效果，在掘進時，控制鉸接伸出長度，控制在20～100 mm之內(nèi)，若超出100 mm，應立即手動調(diào)節(jié)，使鉸接有效縮回。

鉸接密封效果與盾構機和管片姿態(tài)有關，糾偏過急和管片姿態(tài)較差，會造成鉸接伸出量差別大，易擠壓鉸接密封裝置。在掘進時，應控制好盾構姿態(tài)，避免出現(xiàn)頻繁糾偏和緊急糾偏情況。

3.3 二次補注漿控制

在盾構通過段影響范圍內(nèi)的管片上增設注漿孔，根據(jù)地質(zhì)及掘進情況，盾構通過后，從洞內(nèi)對隧道周圍土體進行二次注漿，加固土體。注漿位置不宜距離盾尾過近，避免漿液竄至土倉內(nèi)形成泥餅，一般距離盾尾6 m位置。二次注漿采用單液漿，注漿材料采用1∶1普通硅酸鹽水泥進行配比，注漿壓力控制在0.3 MPa之間，注漿壓力需要根據(jù)實際地質(zhì)情況、地面監(jiān)測情況及時進行適當調(diào)整，并控制穩(wěn)壓時間不少于30 min。

3.4 管片拼裝及選型

在盾構掘進過程中，值班工程人員應根據(jù)盾構機姿態(tài)、盾尾間隙、油缸行程等，做好管片選型工作，管片供應嚴格按指令供應合格管片。管片采用錯縫拼裝，為先下后上、先縱后環(huán)、左右交叉、縱向插入、封頂成環(huán)工藝。

4 結語

綜上所述，隨著盾構法技術的不斷成熟，越來越多的地鐵項目采用盾構施工，由于地鐵建設施工面臨的環(huán)境和地質(zhì)復雜多變，尤其在盾構隧道施工中，穿越密卵石土等地質(zhì)情況時，易引發(fā)刀盤被卡、地陷等事故發(fā)生。針對可能存在的建筑物塌陷、噴涌、涌砂和穿越卵石層時刀盤被卡等主要風險點提出了加固、掘進過程控制、二次注漿加固等施工技術措施。