張恒忠（上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司， 上海 200032）

隨著國內地鐵建設的高速發(fā)展，地鐵隧道聯絡通道施工技術也發(fā)展得較為成熟穩(wěn)定，常用的有冷凍法、礦山法及明挖法，但當地質復雜、工況特殊、水文水質特殊、工程工期特別要求等情況出現，上述常用方法不能或不宜采用時，出現了工法創(chuàng)新—盾構法。盾構法聯絡通道的優(yōu)點是工期短、工程風險相對易于控制、開挖土體加固強度要求低或不需要加固等，但海底隧道工程存在高水壓、大埋深、地質復雜、線路長（逃生困難）等難點，尤其是盾構法施工的聯絡通道存在地質圍巖破碎、水量大，注漿加固效果難以確保等不利因素，一旦出現工程風險，將產生災難性的后果，所以對盾構法聯絡通道采取技術措施持高度謹慎態(tài)度。控制此類工程風險的成敗關鍵所在是洞門技術處理。下面，筆者將對海底隧道聯絡通道洞門技術處理措施的成功案例進行介紹，希望能為其他地鐵的建設提供參考。

1 工程概況

青島市地鐵8號線工程土建03工區(qū)大青區(qū)間東側過海段包含明挖段、盾構段、2座風井（2號、3號風井）和6座聯絡通道（6號～11號通道）。泥水盾構在膠州灣海底與礦山法隧道對接，棄殼接收。

原設計6號、7號和8號聯絡通道為礦山法，9號和10號聯絡通道為冷凍法＋礦山法，11號聯絡通道為地面旋噴樁加固＋礦山法；后因11號聯絡通道地面加固效果無法達到設計要求，9號和10號聯絡通道冷凍法工期不能滿足工程總體要求，設計變更為表1中所列對應工法。本文以10號聯絡通道為例，重點介紹盾構法聯絡通道洞門處理技術。

2 工程地質及水文

2.1 工程地質

10號聯絡通道地層，如表1所示。分別為：?11強風化泥質粉砂巖，?11中風化泥質粉砂巖，?13中風化火山角礫巖。

表1 聯絡通道相關參數表

2.2 水文情況

地下水賦存方式主要為第四系松散巖類孔隙潛水、風化基巖孔隙水和構造基巖裂隙水三種。過海段為膠州灣北部區(qū)域，最高潮位水深3 m～11 m。地下水埋深2.8 m～6.5 m，地下水受海水潮汐影響較大，無穩(wěn)定水位，且與潮汐呈滯后現象。

3 技術措施

3.1 盾構機選型

3.1.1 小盾構機概述

聯絡通道隧道斷面雖小，但小盾構機各大系統(tǒng)配置也較齊全，小盾構機由刀盤系統(tǒng)、主驅動系統(tǒng)、盾體系統(tǒng)、渣土輸送系統(tǒng)、后配套系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、泡沫系統(tǒng)、密封潤滑系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、工業(yè)空氣系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、動力供電系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及數據采集、導向系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通訊照明與監(jiān)視系統(tǒng)組成。

3.1.2 刀盤配置

采用輻條＋面板式的錐形結構，刀盤刀具高度分布呈圓錐形，有利于切削管節(jié)過程中掘進姿態(tài)控制。開口在整個盤面均勻分布，中心部位設有面積足夠的開口，利于土壓傳遞及保持平衡，避免產生泥餅。

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刀具布置為：1把中心魚尾刀，7把48.33 cm（14.5寸）雙刃滾刀，2把48.33 cm（14.5寸）單刃滾刀，8把60 cm（18寸）焊接撕裂刀，8把保徑刀，24把切刀，8把邊刮刀，5個刀盤噴口和4個攪拌棒；在刀盤圓環(huán)外弧面設置8把大圓環(huán)保護刀＋耐磨復合鋼板。

3.2 聯絡通道洞門注漿加固

洞門注漿加固分為主隧道成型管片背后止水環(huán)箍注漿和洞門部分開挖土體加固注漿兩部分。根據地質情況分析判斷，確定本工程注漿加固原則：聯絡通道處主隧道管片是玻璃纖維筋混凝土管片，不需要人工單獨破除，而由盾構刀盤磨通破除；該情況下只進行主隧道成型管片背后環(huán)箍注漿，不對開挖土體加固注漿。10號聯絡通道左右兩側主隧道管片均為鋼筋混凝土結構（設計變更前已完成），所以10號聯絡通道左右兩側洞門均需要進行環(huán)箍注漿和土體加固注漿。

3.2.1 主隧道成型管片止水環(huán)箍注漿止水

在聯絡通道管片前后各5環(huán)進行環(huán)箍注漿，采用單液漿與雙液漿結合方式注漿，主隧道內成型管片的5環(huán)注漿孔先進行單液漿注漿（采用PO42.5水泥、配比為水∶水泥＝1∶1），以形成成圈的止水環(huán)箍，單液漿注漿達到設定要求后采用雙液漿（水泥漿∶水玻璃原液＝1∶1）封孔處理。參數控制:注漿采取注漿量與注漿壓力雙控的型式控制，當每個孔位注漿量到達1.5 m3或注漿壓力大于0.6 MPa時，即刻更換雙液漿，注入0.2 m3雙液漿進行封孔，封孔完畢后，更換孔位。

3.2.2 洞門開挖土體注漿加固

洞門土體注漿孔開孔共計76個，直徑d＝130，終孔直徑d＝108。

（1）注漿加固材料采用水泥-水玻璃雙液漿。

（2）加固范圍為聯絡通道開挖線外3 m范圍(注漿管角度及長度控制加固范圍)，沿聯絡通道縱向加固長度為5 m。

（3）注漿參數：水泥、水玻璃雙液漿配比為水泥∶水玻璃＝（0.5～1）∶1；注漿方式為后退式注漿；注漿順序為跳孔間隔施工，注漿孔兼檢測孔，跳孔注漿達到檢測要求后可停止注漿；注漿壓力為0.5 MPa～1.0 MPa。

（4）注漿結束判定標準：單孔注漿結束標準以定量、定壓相結合；定量標準為壓力不上升，但注漿量達到單孔設計注漿量的1.5～2.0倍；定壓標準為注漿過程中壓力逐漸上升，注漿量逐漸減少，注漿壓力達到設計終壓，并穩(wěn)定10 min，且進漿速度為開始進漿速度的1/4或注漿量達到設計注漿量的80%以上；全段結束標準為設計的所有注漿孔均達到注漿結束標準，無漏注現象；注漿完成后應在聯絡通道上側、下側、左側、右側及中部分別進行取芯檢測，取芯檢測孔必須進行注漿回填，取芯檢測滿足設計要求后方可破除洞門處管片。

3.3 洞門加強環(huán)梁制作

洞門加強環(huán)梁是確保主隧道結構安全性、穩(wěn)定性及聯絡通道與主隧道連接處封閉性、安全性的關鍵構件。鋼筋混凝土加強環(huán)梁及預埋洞門鋼環(huán)技術要求如下。

（1）加強環(huán)梁的投影幾何尺寸為6 000 mm（長）、4 700 mm（寬）、450 mm（厚），鋼筋規(guī)格為C32、C25和C16。其中，在主隧道管片上的植筋為C16，植筋深度250 mm，混凝土等級為C45P12。為確保環(huán)梁與主隧道成型管片連成一體，新舊混凝土結合面有效連接，植筋深度250 mm，施工前對原管片混凝土結合面鑿毛、清理、并刷界面劑。

（2）加強環(huán)梁內緣預埋鋼環(huán)半徑1 700mm、厚度10 mm，預埋鋼環(huán)外側與鋼筋混凝土加強環(huán)梁有效連接、固定牢固，盾構法聯絡通道始發(fā)與接收均采用鋼套筒始發(fā)與接收，該預埋鋼環(huán)與鋼套筒進行焊接有效連接，確保盾構始發(fā)、接收過程中安全。

（3）加強環(huán)梁內、外緣分別預埋注漿導管（每60°布設一個）；在環(huán)梁外緣及預埋鋼環(huán)外側預埋遇水膨脹橡膠條和止水條，以防滲漏水可及時處理。環(huán)梁鋼筋綁扎及預埋件固定完成后，立模加固、澆筑混凝土、養(yǎng)護。

3.4 洞門管片破除及置換

3.4.1 加固效果驗證

對洞門注漿加固效果驗證，該加固效果驗證指標以止水效果為主，芯樣完整和強度為輔助，在洞門破除前，在聯絡通道端墻上側、下側、左側、右側及中部分別用風鉆（或水鉆）打水平探孔進行取芯檢測，孔深100 cm～200 cm即可，以便確認開洞方向襯砌管片外部的加固情況，以確認芯樣的連續(xù)性和透水性（通過觀測流水是否成線）；若發(fā)生透水現象，立即采取封堵加固等措施，確保洞門破除過程中、設備始發(fā)和接收時無地下水滲透，取芯檢測滿足要求后方可破除洞門處鋼筋混凝土管片。為確保管片破除的安全實施，施工前必須將水平探孔的閘閥全部打開，并隨時觀察滲水變化情況。

3.4.2 洞門管片破除

（1）管片弱化排孔：為了加快破除進度又降低破除洞門風險，在破除前利用洞門加固的注漿孔和開挖面最外緣采取排孔，提高速度，降低風險；用風鉆（或水鉆）進行排孔取孔；取排孔旨在弱化管片，不打透管片；同時由于管片外側保護層厚度為50 mm，因此排孔取芯深度0.3 m，結合洞門加固的注漿孔布置，排孔距離洞門中心1.5 m，間距0.5 m，孔數19個，孔徑130 mm。

（2）洞門分段破除與置換填充：洞門破除工作按照“由下至上，分段破除”的順序，鋼筋及預埋件割除須徹底，以保證預留門洞的直徑并清理底部泥石碎塊。

洞門破除施工“由下至上，分段破除”，因此施工順序為第一段→第二段→第三段→第四段，每一段高度為850 cm；在洞門分段破除至外側保護層混凝土后，迅速割除外圍殘留的鋼筋，并將洞門周圍鋼筋沿洞門圓周方向切割修整圓順；在洞門分段破除完成一段時，用自拌M10水泥砂漿進行分段立模填充置換。

3.5 鋼套筒始發(fā)與接收

本工程盾構采用鋼套法始發(fā)與接收，掘進機主機與套筒間存在65 mm間隙，主機進洞后聯絡通道管節(jié)與套筒間存在80 mm間隙，采用兩道鋼絲刷＋盾尾油脂進行密封保證始發(fā)及接收過程中接口臨時密封。掘進機初始姿態(tài)通過套筒的位置確定，始發(fā)鋼套筒與實測聯絡通道軸線應保持在一條軸線上。

3.5.1 精準測量通道軸線

測量拼裝好的特殊管節(jié)，擬合洞門圓心，結合該處管節(jié)高程偏差、水平偏差、管節(jié)自轉設計聯絡通道計劃軸線。

3.5.2 鋼套筒與洞門預埋鋼環(huán)按軸線連接

套筒前端依據聯絡通道計劃軸線及洞門圓心調整其角度、自轉，使套筒姿態(tài)擬合聯絡通道計劃軸線。

3.5.3 臺車就位及套筒與洞門鋼環(huán)焊接

套筒后端依據已安裝的套筒前端的角度、自轉、高程確定其安裝姿態(tài)，并在安裝過程中調整好套筒后端及掘進機的姿態(tài)，避免臺車進入隧道后調整姿態(tài)，套筒與預埋鋼環(huán)進行有效高質量焊接。

4 效果評價

青島地鐵8號線大青區(qū)間海域盾構段隧道共有6個聯絡通道，其中有3個聯絡通道采用盾構法施工，由于該工程為海底隧道，存在高水壓、大埋深、地質復雜、線路長（逃生困難）等難點，尤其是盾構法施工的聯絡通道存在地質圍巖破碎，水量大且與海水有聯系，受海水潮汐影響大，注漿加固效果難以確保等不利因素，一旦出現工程風險，將產生災難性的后果，因此各參建方對聯絡通道施工高度重視。同時，對盾構法聯絡通道洞門處理采用的五大技術措施科學合理、落實到位、監(jiān)控得力（洞門加固、洞門加強環(huán)梁及預埋鋼環(huán)制作兩道工序在主隧道施工過程中穿插完成），9號和10號兩個聯絡通道同時施工，從設備吊裝下井就位到接收完成全過程歷時31 d（盾構機及臺車就位至始發(fā)16 d、掘進及接收完成15 d），沒有出現任何安全、質量問題，“安全、高效、高標準”的盾構法聯絡通道順利完成，得到業(yè)主和當地行政主管部門的高度肯定。

在地鐵建設施工中，盾構法聯絡通道有工期短、工程風險相對易于控制、開挖土體加固強度要求低或不需要加固等優(yōu)點，遇到埋深大、水壓高、地下水豐富、地質復雜、注漿加固效果難以確保，冷凍等方法不宜實施等工況的江河湖海底部聯絡通道建設時，可以提前考慮采用小型盾構工法進行施工。