盾構(gòu)長距離空推拼管片過礦山法隧道總結(jié)

1、<p>　　盾構(gòu)長距離空推拼管片過礦山法隧道總結(jié)</p><p>　　摘要：本文針對廣州地鐵某標段盾構(gòu)長距離空推拼管片過礦山法隧道施工過程進行探討，提出了礦山法開挖+錨噴初支+管片襯砌的復(fù)合施工方案，并對施工過程中關(guān)鍵部位質(zhì)量控制進行了進一步探討，為今后相應(yīng)盾構(gòu)施工提供借鑒經(jīng)驗。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：礦山法；盾構(gòu)法；空推；施工方案 </p><p&g

2、t;　　中圖分類號:U455.43文獻標識碼：A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　1 盾構(gòu)空推拼管片過礦山法隧道的由來及其概況 </p><p>　　廣州市軌道交通三號線北延段區(qū)間3標【同和站～松園山莊區(qū)間】土建工程，起點位于同和站北端，區(qū)間隧道基本沿同泰路兩側(cè)行進，終點位于松園山莊吊出井。兩臺盾構(gòu)機均從位于本

3、區(qū)間2/3處的始發(fā)場地（即中間風(fēng)井）始發(fā)，左線隧道全長2091.694m，右線隧道全長2082.033m。 </p><p>　　本區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)場地設(shè)置在中間風(fēng)井，距同和站1417M，距松園山莊吊出井630M，兩臺盾構(gòu)機需分別向南端同和站方向及北端松園山莊吊出井方向掘進，形成雙向4條隧道。由于始發(fā)井兩端隧道洞身圍巖分別為微風(fēng)化花崗巖或混合花崗巖（同和方向為，永泰方向為）地層，巖質(zhì)堅硬，巖體完整，其天然抗壓強度平均

4、值fc=106.1MPa，最高達134.5MPa，若采用盾構(gòu)掘進，則刀具磨損嚴重，掘進速度慢，易造成刀具非正常損壞。為此，設(shè)計在上述兩個硬巖地段均采用傳統(tǒng)的礦山法進行隧道施工，形成初襯圓形隧道，然后盾構(gòu)機從始發(fā)井下井，分別向南、北兩個方向始發(fā)空推并拼裝管片。 </p><p>　　2 盾構(gòu)空推過礦山法隧道拼裝管片的主要做法 </p><p>　　1）礦山法初支隧道施工 </p>

5、<p>　　本標段礦山法隧道開挖斷面設(shè)計為圓形，初支后直徑為6400mm。由于地處硬巖段（或地層），設(shè)計采用全斷面開挖，初期支護采用B型斷面，即砂漿錨桿（拱部120度），單層鋼筋網(wǎng)并噴射砼，由于礦山法隧道段地處巖石微風(fēng)化帶，施工時必須采用爆破法開挖，而硬巖爆破時，隧道開挖斷面的尺寸和形狀均難于控制，在隧道拱部容易出現(xiàn)欠挖，而腰部以下又容易出現(xiàn)超挖。因此，在礦山法施工階段，除了要把爆破及初支施工列為安全控制的重點之外，在質(zhì)量

6、控制上，則重點要保證隧道初支后開挖斷面的凈空尺寸。在初支施做前，斷面測量必須及時跟進；初支施做后，應(yīng)及時進行斷面復(fù)測，對欠挖部位要及時處理，哪怕是只欠挖幾個厘米也不能放過，以免給后續(xù)盾構(gòu)空推帶來阻礙。 </p><p><b>　　2）盾構(gòu)導(dǎo)臺施工 </b></p><p>　　本標段盾構(gòu)始發(fā)后，盾體進洞直接推上導(dǎo)臺。此后，盾體的重量完全落在導(dǎo)臺面上，且沿著導(dǎo)臺面向前

7、空推滑行并拼裝管片。可見，導(dǎo)臺對盾構(gòu)機起著支撐和導(dǎo)向的雙重作用。該導(dǎo)臺位于礦山法初支隧道的底部，呈圓弧形，在礦山法隧道完成后施做。根據(jù)設(shè)計，導(dǎo)臺采用現(xiàn)澆C30鋼筋混凝土，厚度150mm，導(dǎo)臺斷面弧長與隧道中心夾角為60°，以保證盾體與導(dǎo)臺有足夠的接觸面。導(dǎo)臺弧面施工必須滿足設(shè)計要求，使盾體與導(dǎo)臺保持均勻接觸。導(dǎo)臺施工前，隧道底部殘渣必須清除干凈，積水務(wù)必排干；導(dǎo)臺中線和高程放樣必須符合設(shè)計要求；導(dǎo)臺混凝土澆筑質(zhì)量必須嚴格控制，

8、防止盾構(gòu)機步上導(dǎo)臺后，盾構(gòu)機自重對導(dǎo)臺形成破壞開裂，導(dǎo)致盾構(gòu)低頭、下沉，進而影響盾構(gòu)姿態(tài)及管片拼裝質(zhì)量。 </p><p>　　3）盾構(gòu)機空推時掘進參數(shù)及管片拼裝質(zhì)量控制 </p><p>　　（1）盾構(gòu)機沿導(dǎo)臺向前步進 </p><p>　　盾構(gòu)機沿導(dǎo)臺向前步進時，項目部跟班技術(shù)員應(yīng)在盾構(gòu)機前方檢查、監(jiān)測盾構(gòu)機步進情況，重點檢查暗挖段的開挖是否有侵入盾構(gòu)機刀盤輪廓

9、的巖石存在、盾構(gòu)機殼體下部與導(dǎo)臺的結(jié)合情況、盾構(gòu)機兩側(cè)回填豆礫石是否有泄露的現(xiàn)象發(fā)生等。盾構(gòu)機步進時，刀盤前方的監(jiān)測人員與盾構(gòu)機主司機要緊密配合，確保盾構(gòu)機沿導(dǎo)臺的中心線前移，從而確保盾構(gòu)機前移時管片的受力均勻。 </p><p><b>　　（2）管片拼裝 </b></p><p>　　盾構(gòu)空推過礦山法隧道時的管片拼裝采取錯縫拼裝形式，管片拼裝工藝與正常掘進時的工藝

10、相同。管片選型時要根據(jù)盾尾間隙與油缸行程結(jié)合盾構(gòu)機姿態(tài)選擇合適的管片。管片安裝完后應(yīng)及時整圓并做好管片螺栓的三次復(fù)緊工作，管片拼裝成環(huán)時，其連接螺栓先逐片初次擰緊；脫出盾尾后再次擰緊；當(dāng)后續(xù)管片拼裝之前，對相鄰已成環(huán)的3環(huán)范圍內(nèi)的管片螺栓進行全面檢查并復(fù)緊。 </p><p><b>　　4）洞口密封 </b></p><p>　　盾構(gòu)機完全進入礦山法隧道，洞口管片脫

11、出盾尾后，洞口管片與礦山法初支之間的間隙用水泥砂漿砌磚進行封閉，管片背后回填豆礫石，通過環(huán)向預(yù)埋5Φ32水平注漿管及管片吊裝孔注雙液漿，對洞門及管片外壁封閉固定， </p><p>　　5）管片背后噴射豆礫石 </p><p><b>　?。?）豆礫石儲運 </b></p><p>　　本標段豆礫石是在礦山法隧道及盾構(gòu)導(dǎo)臺施做完成之后，盾構(gòu)始發(fā)

12、進洞之前儲運至洞內(nèi)的。豆礫石的數(shù)量則根據(jù)礦山法初支隧道與成型管片背后的間隙計算而得，并根據(jù)隧道實際斷面情況予以調(diào)整。本工點每座隧道礦山法段長度在260米左右，根據(jù)隧道開挖情況及理論計算，正常情況下每環(huán)噴射豆礫石數(shù)量在8～10m3，每座隧道豆礫石儲量在2000方左右。豆礫石進洞后由礦山法掌子面向始發(fā)洞口方向均勻堆放，避免在噴射作業(yè)期間豆礫石的長途倒運。 </p><p><b>　?。?）噴射作業(yè) <

13、;/b></p><p>　　管片脫出盾尾后，由于盾殼與管片之間有13cm的間隙，首先通過底部管片吊裝孔作為注漿孔注水泥水玻璃雙液漿，以防管片下沉產(chǎn)生錯臺；然后利用充填的豆礫石作為管片兩側(cè)支撐。本工點豆礫石粒徑為5～10mm，二臺噴射機置于盾體前方約8-10m，作業(yè)工人站在盾構(gòu)機刀盤前方水平搭設(shè)的作業(yè)平臺上，從刀盤頂部向盾體后方噴射豆礫石。噴射時槍頭置于盾體上方1點和11點位置交替噴射。 </p>

14、;<p><b>　　6）同步注漿 </b></p><p>　　在噴射豆礫石的同時，利用盾構(gòu)機2＃和3＃同步注漿孔向管片背后注入水泥漿，水泥漿配合比為1:1,注漿壓力控制在0.2～0.3MPa，每次下同步漿液量為2～3m3，注完再下。在同步注漿進行的同時，需在盾構(gòu)機前方配置監(jiān)測人員，密切關(guān)注漿液的擴散情況，如有大量漿液向前串及時通知注漿組停止注漿，必要時調(diào)整漿液配合比從而縮短

15、漿液的凝結(jié)時間。 </p><p><b>　　7）二次注漿 </b></p><p>　　二次注雙液漿共分三次進行，第一次在管片拖出盾尾后，通過底部吊裝孔注水泥水玻璃雙液漿，以防管片下沉產(chǎn)生錯臺；第二次隨著盾構(gòu)機向前步進，在盾尾第4～5環(huán)管片上3點和9點位置通過管片吊裝孔注入雙液漿防止管片側(cè)移；第三次每隔十環(huán)進行一次環(huán)向封堵，中間管片通過1點11點吊裝孔注入雙液漿進

16、行拱頂回填。二次注漿壓力控制在4bar以內(nèi)，注漿量和注漿壓力則根據(jù)管片姿態(tài)的監(jiān)測結(jié)果進行適當(dāng)調(diào)整。 </p><p>　　8）防止管片上浮及側(cè)移措施 </p><p>　　（1）加強管片注漿管理，一旦出現(xiàn)管片上浮或側(cè)移，則在該處通過吊裝孔打入注漿管進行二次補充注漿，迅速填充管片背后或上部間隙，以阻止管片上浮和側(cè)移。 </p><p>　?。?）管片脫出盾尾后，打穿吊

17、裝孔在環(huán)向A1塊、A3塊及K塊分別安裝一根Ⅳ級Φ32精軋螺紋鋼，緊頂在礦山法隧道初支上，長度可根據(jù)礦山法隧道斷面開挖情況控制在0.8～1.5m，令其螺母焊接固定在管片吊裝孔鋼螺栓上，通過此措施來限制管片上浮及側(cè)移。 </p><p><b>　　9）管片姿態(tài)監(jiān)測 </b></p><p>　　盾構(gòu)機空推通過礦山法隧道期間，項目部測量班必須每天跟蹤測量管片姿態(tài)，及時反饋

18、監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析管片姿態(tài)的變化趨勢，確認管片是否存在上浮、下沉或側(cè)移，以便及時采取相應(yīng)措施加以控制。 </p><p>　　10）防止盾構(gòu)機抬頭或盾體扭轉(zhuǎn)措施 </p><p>　　（1）在噴射豆礫石過程中，及時清理刀盤下面殘留豆礫石，始終保持刀盤前方2米范圍內(nèi)導(dǎo)臺表面清理干凈，防止豆礫石下串盾體引起盾構(gòu)機抬頭。 </p><p>　?。?）在盾構(gòu)空推通過礦山法隧道期

19、間，盾構(gòu)機刀盤必須嚴格保持靜止，嚴禁刀盤轉(zhuǎn)動，以防引起盾體扭轉(zhuǎn)。 </p><p>　?。?）每拼裝完一環(huán)管片，在尾盾盾體與管片側(cè)面接口處用簽字筆畫一條線，通過觀察該線的對接情況來判斷盾體是否扭轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)的大小，發(fā)現(xiàn)盾體扭轉(zhuǎn)時應(yīng)立即停止向前步進，及時查找原因并采取糾正措施。 </p><p>　　3 值得總結(jié)的幾個問題 </p><p>　?。?）礦山法初支圓形隧道施

20、工時必須加強對開挖斷面的控制，盡量不要有欠挖；對于少量難以避免的欠挖，在盾構(gòu)到達前一定要提前處理到位。 </p><p>　　（2）豆礫石的噴射方法值得探討。 </p><p>　　前已提及，本工點是將豆礫石預(yù)先儲運至洞內(nèi)，沿線路堆放在導(dǎo)臺面以上，平均高度約有1。7M左右，然后隨著盾構(gòu)機的推進，作業(yè)工人在盾構(gòu)機刀盤的前方將豆礫石噴入管片與圍巖之間的間隙。此法不妨簡稱為豆礫石預(yù)置法。從實際實

21、施的情況來看，這種提前往洞內(nèi)儲備豆礫石的做法效果并不是很好，主要存在兩個缺陷，一是豆礫石數(shù)量難以計算準確，多了少了都會帶來麻煩；二是刀盤前方作業(yè)工人倒運和清理豆礫石的工作量過大。附帶說一句，此種作業(yè)方式并不是一種新的方法。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 劉建航，侯學(xué)淵盾構(gòu)法隧道[M] 北京 中國鐵道出版社1991 <