高麗娜

（中鐵十八局集團第四工程有限公司 天津 300222）

1 工程概況

梅林路站～淥水道站區(qū)間自梅林路站出發(fā)后沿淥水道向東敷設，區(qū)間設置一座聯(lián)絡通道。本段區(qū)間結(jié)構(gòu)型式為圓形隧道，采用盾構(gòu)法施工。本區(qū)間小里程端梅林路站為已建成車站，且已開通運營。在車站建設過程中，預留盾構(gòu)接收井并在井口上方設置預制蓋板進行覆蓋，蓋板上方回填土方并恢復道路交通。因此，本區(qū)間左、右線盾構(gòu)推進均為淥水道站始發(fā)、梅林路站接收。

圖1 區(qū)間平面圖

2 現(xiàn)狀調(diào)查

6號線梅林路站已開通運營，先期施工時為后期梅淥區(qū)間預留盾構(gòu)接收條件，為方便二期施工，大里程盾構(gòu)井處頂板采用預制板施工。為避免盾構(gòu)接收施工對既有線運營產(chǎn)生影響，距離接收端17.15 m處，設置一道分隔封堵墻，將接收井與運營區(qū)隔開，即接收井為半密閉空間，運營區(qū)車檔距離封堵墻約60 m，停車調(diào)頭位置距離隔墻約120 m，接收洞門鋼圈內(nèi)采用鋼筋混凝土澆筑填實。

圖2 左線封堵墻照片（端頭井向運營區(qū)看）

圖3 右線封堵墻照片（運營區(qū)向端頭井看）

3 地鐵保護區(qū)施工措施

3.1 做好洞門探水

盾構(gòu)接收前，對洞門范圍內(nèi)的加固體進行探水作業(yè)，并且對加固區(qū)域土體進行取芯檢測，確認其質(zhì)量，合格后方可破除洞門。

3.1.1 水平探孔打設

在洞門鑿除前，為了明確前方土體的加固質(zhì)量，在洞門上下左右及中心部位共設置9個樣孔，并根據(jù)樣孔檢驗情況適當增加樣孔。在加固區(qū)達到設計加固要求及樣洞無明顯漏水漏泥現(xiàn)象后，才能進行施工，否則應采取二次加固。探孔要求如下：

（1）“死角”探孔

“死角”探孔一般宜距洞門邊緣350 mm布置，上部布置3個，下部布置5個，探孔規(guī)格為Φ 63 mm。探孔應為布置，角度宜為25°～45°，各斜向探孔深入加固土體不小于1.2 m。探孔布置應結(jié)合加固體所處土層及承壓水分布情況在合適位置適當增加探孔。

（2）洞圈內(nèi)正面探孔

探孔程“田”字型合理均勻布置，數(shù)量不少于9個，探孔規(guī)格為Φ40～63 mm，探孔深入加固土體不小于3 m。

圖4 盾構(gòu)接收洞門探孔布置圖

3.1.2 打孔步驟：

（1）測量布孔：鉆孔前根據(jù)設計圖的孔位的坐標用測量儀器準確測量放線，并用紅漆標注。

（2）設備就位：放樣完畢后，安裝設備，聯(lián)通個設備，通風、通水。

（3）對正孔位，固定鉆機:將鉆具前端對準放樣的的孔位，調(diào)整鉆機位置，使其鉆機固定牢固。

（4）開孔、安裝孔口管:孔口管安裝堅固可靠。

（5）成孔驗收：檢查成孔質(zhì)量，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員檢查滿足要求后方可停鉆終孔。

圖5 探洞布設圖

3.2 制作、安裝洞門止水密封裝置

由于工作井鋼環(huán)直徑與盾構(gòu)外徑存有一定的間隙，盾構(gòu)外徑6440 mm，洞門圈內(nèi)徑為6.700 m，單邊間隙為0.13 m，盾構(gòu)到達前，為了縮小盾體與洞圈的間隙、便于塞填海綿條以防止盾構(gòu)接收時洞圈產(chǎn)生涌水、涌砂等問題，在洞門鋼環(huán)焊接兩整環(huán)3 mm厚、200 mm高花紋鋼板，鋼板之間填充100 mm×100 mm的海綿條。為確保盾構(gòu)機靠上鋼板時，鋼板順利外翻，在鋼板一圈以100 mm間距開縫，縫深約120 mm。

圖6 接收洞門密封裝置示意圖

3.3 盾構(gòu)接收段技術(shù)措施

完成以上準備工作后，盾構(gòu)方可進行最后的接收段的掘進，為確保盾構(gòu)順利接收，需采取如下技術(shù)措施：

（1）在接收段盾構(gòu)施工過程中必須嚴格控制出土量、推進速度、總推力、實際土壓力等參數(shù)，嚴格控制土倉壓力，盡量減少土倉壓力的波動。在盾構(gòu)施工進入土體加固區(qū)后，土壓和總推力適當減小，保證洞門的安全。依據(jù)現(xiàn)場情況，根據(jù)式（1）計算土倉壓力（未進加固區(qū)）得到理論土倉壓力。

式中：P:土倉壓力；φ—土體內(nèi)摩擦角；γ：土體的重力密度；h：隧道中心埋深。

表1 接收段掘進參數(shù)設置表

當盾構(gòu)進入加固區(qū)以后根據(jù)檢測的結(jié)果及時調(diào)整設備參數(shù)，并派專人值班觀察洞門情況。當盾構(gòu)刀盤前部靠上洞門以后，逐漸降低土壓力值至0。

（2）盾構(gòu)接收段施工時，嚴格控制，加強檢測，發(fā)現(xiàn)問題馬上進行糾偏，確保盾構(gòu)貫通準確。盾構(gòu)糾偏應該注意多次緩慢，每次的糾正量不宜超過5 mm。

（3）盾構(gòu)接收時，首先減小推力、降低推進速度和刀盤轉(zhuǎn)速，防止土倉壓力變化劇烈，引起地表隆陷。根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整推進參數(shù)，保持刀盤前方土壓平衡。貫通前5～6環(huán)，繼續(xù)降低盾構(gòu)總推力，時刻注意盾構(gòu)機的掘進速度、推進壓力及出土情況。在貫通前的最后2環(huán)，總推力進一步降低，推進速度應該在10～20 mm/min之間，當出現(xiàn)推力突然降低或推進速度加大的情況時，必須立即停機分析原因，并加以解決。

（4）增加盾構(gòu)測量頻率，不斷校核盾構(gòu)的推進方向。為防止盾構(gòu)盾頭穿越洞門后下沉，致使盾尾間隙過小而導致盾尾擠壞管片或造成接收基座變形，在開挖面至接收洞門10環(huán)距離時，測量人員必須通過人工測量逐步調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，確保盾構(gòu)盾頭高出洞門軸線30 mm為宜。

（5）加大地面監(jiān)測頻率，并依據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整推進參數(shù)。（6）對盾構(gòu)接收洞門進行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常情況立即通知盾構(gòu)停機。（7）保持泡沫系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)狀態(tài)良好，保證出土順暢。

3.4 二次接受工藝

（1）盾構(gòu)第一次接收

洞門內(nèi)鋼筋混凝土破除后，洞門范圍內(nèi)剩余的殘存物質(zhì)及時清除，盾構(gòu)馬上進行推進，抵達地連墻時不宜出清倉渣土，確保盾構(gòu)機推進時的安全。在刀盤脫出加固土體后，前方無土層存在，故此時推進無出土，每推進1.5 m應立即拼裝管片，盡可能縮短到達施工工序循環(huán)時間。當盾構(gòu)機前盾超出車站內(nèi)襯墻50 cm時，剎車停止，在主體結(jié)構(gòu)預埋的洞門鋼環(huán)與盾體之間安裝一整圈弧形鋼板，焊接完畢后用速凝水泥封堵弧形鋼板、盾體、鋼圈之間的縫隙。

洞圈封堵完畢后，利用對管片后方的空隙進行注漿填充，水泥漿配比為1:1，注漿過程中漿液的壓力值控制在0.2 MPa左右。為了避免隧道內(nèi)注漿過程中，為了防止其從盾殼和管片間的間隙流出，導致孔隙出現(xiàn)，需要在鋼板上、下、左、右4個位置開設注漿孔，在洞圈外進行補壓漿。

圖7 盾構(gòu)第一次接收示意圖

（2）盾構(gòu)第二次接收

第一次管片后注漿完成后，對其效果進行檢查，注漿效果滿足要求后，支撐的弧形鋼板拆除，啟動盾構(gòu)機進行掘進作業(yè)，確保其完全推上接收托架。如果在這個過程中仍出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，有必要進行油溶性聚氨酯壓注，待聚氨酯在水流的作用下體積膨脹，從而將滲水的孔道封閉堵死。

管片與盾構(gòu)機完全脫離后，在利用棉絮對最后兩節(jié)管片和支撐鋼環(huán)之間的縫隙進行封堵，并用木楔子將其固定。預埋在管片中的鋼板和支撐鋼環(huán)用弧形鋼板焊接。通過壓注水泥-水玻璃雙液漿對孔隙進行封堵。為了排除空隙中的空氣和水，在弧形鋼板頂部、底部、兩腰共設置4個φ50閥門，在壓漿過程中打開閥門泄壓、泄水。

圖8 盾構(gòu)第二次接收示意圖

接收過程440環(huán)～446環(huán)施工參數(shù)如表2：

表2 440～446環(huán)掘進參數(shù)表

（2）完成洞門破除后，盡快完成447環(huán)推進，并確保同步注漿量。此環(huán)推進完成后，盾體穿過弧形止水板。

（3）448～452環(huán)。繼續(xù)推進，確保同步注漿量，禁止轉(zhuǎn)動刀盤。448環(huán)推進完成后，盾體穿過洞門止水簾布，拉緊洞門止水簾布，使簾布與盾體緊密貼合。繼續(xù)推進449～452環(huán)，每推進1環(huán)對脫出盾尾的管片進行二次注漿，做止水環(huán)箍，注漿壓力控制在2～2.5 bar。做好洞門處的管片拉緊裝置。此時盾尾距離脫出洞門鋼環(huán)0.8 m。

（4）待451環(huán)完成二次注漿后，觀察洞門滲漏水情況，并打開盾尾后5環(huán)管片吊裝孔觀察滲漏（打孔深度不小于50 cm），無滲漏水后，封住吊裝孔，繼續(xù)推進，將盾體脫出管片，盾體脫出管片后立即拉緊洞門簾布，使其與管片緊密貼合，持續(xù)觀察洞門滲漏水情況，完成盾構(gòu)接收。

為避免盾構(gòu)接收施工對既有線運營產(chǎn)生影響，距離接收端17.15 m處，設置一道分隔封堵墻，將接收井與運營區(qū)隔開，即接收井為半密閉空間。

圖9 盾構(gòu)施工示意圖

4 結(jié)語

綜上所述，盾構(gòu)接收階段是盾構(gòu)施工的重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量差導致洞門發(fā)生滲漏水，對既有運營車站造成影響。通過開展洞門探水、安裝密封裝置、接收技術(shù)措施等關(guān)鍵措施，有效避免了滲漏問題的發(fā)生，確保了施工的順利完成，為相關(guān)工程提供可借鑒的經(jīng)驗。