盾構(gòu)空推過暗挖法隧道施工工法

1、盾構(gòu)空推過暗挖法隧道施工工法摘要：通過工程實踐，從施工方面詳細(xì)介紹了深圳地鐵二期工程盾構(gòu)空推過暗挖法隧道施工技術(shù)，明確了 該施工方法的適用范圍，詳細(xì)總結(jié)了該工法的原理、主要施工工藝及質(zhì)量控制要點，對今后類似條件下的 盾構(gòu)空推過暗挖法隧道施工有很好的參考作用。關(guān)鍵詞：地鐵，盾構(gòu)，空推，施工工法1適用范圍本施工工法適用于土壓平衡盾構(gòu)機(jī)空推通過暗挖法隧道施工。2工法原理首先對硬巖段和極硬巖段采用礦山法開挖，進(jìn)行初期支護(hù);然后對盾構(gòu)與暗挖段分界端頭墻進(jìn)行處理， 同時在巳進(jìn)行初期支護(hù)的暗挖段施工混凝土導(dǎo)臺，后對暗挖段回填碎石等。在空推掘進(jìn)過程中，由刀盤前 方回填的碎石為盾構(gòu)機(jī)提供反力，保證管片拼裝質(zhì)量；

2、同時采用盾構(gòu)機(jī)同步注漿系統(tǒng)對管片背后空隙進(jìn)行 充填，并采用管片固定螺桿對巳拼裝好的管片加固。在空推拼裝管片通過后，對空推段進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿 固結(jié)整環(huán)管片，確保施工質(zhì)量。3總體施工方案及施工工藝流程暗挖盾構(gòu)空推段總體施工流程為：暗挖段開挖初支施工一端頭墻施工一隧道內(nèi)碴土清理一導(dǎo)臺施工一 盾構(gòu)機(jī)到達(dá)掘進(jìn)一盾構(gòu)機(jī)維修及拆盾構(gòu)機(jī)周邊刀一盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)上導(dǎo)臺（4. 5 m） 一隧道內(nèi)堆土一盾構(gòu)機(jī)步 進(jìn)、拼裝管片通過豎井至空推起始段一橫通道封堵一盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)、拼裝管片通過豎井至盾構(gòu)達(dá)到段一盾構(gòu) 完成空推段掘進(jìn)一安裝39號和40號刀具一盾構(gòu)機(jī)二次始發(fā)。4工序施工方法4. 1端頭墻施工暗挖段施工完成后要對掘進(jìn)到達(dá)和

3、離開端頭進(jìn)行端頭墻加固，防止地下水進(jìn)入和確保暗挖段初期支護(hù) 的穩(wěn)定，目前最常用的兩種方式是玻璃纖維筋+噴射混凝土和素噴射混凝土兩種。4. 2礦山法暗挖段導(dǎo)臺施工隧道開挖完成初期支護(hù)后，在隧道底部60范圍內(nèi)施工鋼筋混凝土導(dǎo)臺。鋼筋混凝土導(dǎo)臺的尺寸根據(jù) 所選用的盾構(gòu)機(jī)直徑確定。4. 3礦山法暗挖空推段堆填碎石施工盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)臺施工完成并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%且盾構(gòu)機(jī)前體步入空推段導(dǎo)臺（4. 5 m）之后，暗挖空 推段隧道一定長度范圍內(nèi)首先要進(jìn)行全斷面回填碎石，此范圍外要在半斷面內(nèi)進(jìn)行碎石回填。碎石回填的 目的是保證盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時形成正常推進(jìn)的土壓平衡模式；并提供足夠反力，保證管片止水條密貼，達(dá)到良 好的止

4、水效果。導(dǎo)臺施工完成后，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%后，方可在隧道內(nèi)進(jìn)行碎石回填施工，所需渣 土從區(qū)間豎井向下投放至豎井底，通過汽車運輸?shù)筋A(yù)定施工地段，采用裝渣機(jī)進(jìn)行堆填，從盾構(gòu)與暗挖分 界點開始往豎井方向回填。盾構(gòu)推進(jìn)前，刀盤前方依次全斷面填碎石、放坡填碎石。在實際施工過程中， 很難填滿整個斷面，只能盡可能滿斷面回填。4. 4盾構(gòu)到達(dá)段施工4. 4. 1拆除刀具為確保盾構(gòu)順利通過分界墻，準(zhǔn)確步入導(dǎo)臺，在拼裝完實推最后一環(huán)時，開倉將2把鏟刀及2把周 邊滾刀（39號及40號）拆除。4. 4. 2盾構(gòu)掘進(jìn)在到達(dá)段（實推最后15環(huán)）盾構(gòu)掘進(jìn)采用敞開式模式進(jìn)行掘進(jìn)。其掘進(jìn)施工參數(shù)見表1。頊II參數(shù)

5、籥注儆開式刀盤轉(zhuǎn)速立餉（T1.7 -1.9據(jù)力n盾構(gòu)姿態(tài)水平偏差0暗構(gòu)姿會垂宜偏革小皿.卜10摧進(jìn)速歸/mm T niin ：W35在貫通前的最后3環(huán)，要減小推力、降低推進(jìn)速度。其掘進(jìn)施工參數(shù)見表2。掘迎葬SUM -J項目暮數(shù)備注土倉撬力敞升式刀盤轉(zhuǎn)漫X 遍Hl1.-6 -1.S推力fi碩屑構(gòu)您態(tài)水平偏差0屑構(gòu)姿態(tài)垂財偏差孔十30推進(jìn)速度 JrmiL ictiri - 14. 4. 3管片注漿及防止?jié){液前竄措施每環(huán)按照設(shè)計方量進(jìn)行同步注漿，同時提高管片抗浮能力，在掘進(jìn)拼裝完成倒數(shù)第三環(huán)后，停止掘進(jìn)， 在倒數(shù)第10至倒數(shù)第6環(huán)進(jìn)行二次注漿，確保連續(xù)5環(huán)全斷面注滿。4. 4. 4管片拼裝為確保隧道

6、貫通后的管片接縫防水要求，在到達(dá)礦山與盾構(gòu)分界里程后開始，安裝每一片管片時，首 先人工對每片管片連接螺栓進(jìn)行初步緊固；待安裝完一環(huán)后，用風(fēng)動扳手對螺栓進(jìn)行進(jìn)一步的緊固；待管 片出盾尾之后，重新用風(fēng)動扳手進(jìn)行緊固。4. 5盾構(gòu)機(jī)步入導(dǎo)臺施工碎石回填密封刀盤前方斷面，碎石充填盾體與暗挖初期支護(hù)間的間隙，同步注漿正常開啟，管片止水 條密封良好。4. 6盾構(gòu)空推段施工當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入導(dǎo)臺后，啟動盾構(gòu)機(jī)往前掘進(jìn)，然后開始進(jìn)行管片拼裝、管片背襯回填工作。4. 6. 1盾構(gòu)掘進(jìn)盾構(gòu)掘進(jìn)模式采用不建壓模式，掘進(jìn)推力控制在800 t以內(nèi)，當(dāng)其大于800 t以上，可啟動螺旋輸送 機(jī)出渣，并控制出渣量，掘進(jìn)過程中，土倉

7、內(nèi)不加氣壓和泡沫。4. 6. 2拼裝管片管片拼裝工藝與正常掘進(jìn)時的工藝相同，管片要根據(jù)盾尾間隙與油缸行程差結(jié)合盾構(gòu)姿態(tài)選擇合適的 管片。在管片安裝時，先人工將每片管片連接螺栓進(jìn)行初步緊固;待安裝完一環(huán)后，用風(fēng)動扳手對螺栓進(jìn)行進(jìn) 一步的緊固；待管片出盾尾之后，重新用風(fēng)動扳手進(jìn)行緊固。4. 6. 3管片固定盾構(gòu)掘進(jìn)過程中啟動了同步注漿，如果掌子面上有較大的水在涌入隧道，為防止管片上浮，待管片拖 出盾尾后及時在頂部將管片進(jìn)行固定，管片固定采用從吊裝頭上安裝螺桿進(jìn)行固定，隔2環(huán)固定1環(huán)。4. 6. 4管片背襯回填1）空推掘進(jìn)階段。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)開推后啟動同步注漿系統(tǒng)。運用特制三通，利用盾構(gòu)機(jī)自身的同步注漿系

8、 統(tǒng)由盾尾壓注水泥砂漿和水玻璃同時進(jìn)入進(jìn)行注漿作業(yè)。砂漿和水玻璃以4 : 1的比例混合同時進(jìn)入，以 期達(dá)到快速凝固來使管片與初支及地層間緊密接觸，以提高支護(hù)效果。同步注漿漿液采用水泥砂漿，配合比為水泥：膨潤土：粉煤灰：砂：水=150： 40 : 440 : 720 : 470，砂漿稠度控制在1011左右。2）空推完成后?？胀贫尉蜻M(jìn)完成后停止掘進(jìn)，對空推段所有管片拱頂背后進(jìn)行填充，同時對所有管片 螺栓進(jìn)行再次復(fù)緊。4. 7盾構(gòu)空推質(zhì)量控制措施4. 7. 1防止管片上浮和下沉措施1）在盾構(gòu)機(jī)過空推段每隔2環(huán)采用特制支撐螺桿對管片注漿孔進(jìn)行支撐加固，加固注漿孔位置的選 擇為成環(huán)管片3點，9點鐘以上的

9、位置。2）加強(qiáng)管片姿態(tài)監(jiān)控，測量組每6環(huán)對管片進(jìn)行一次姿態(tài)測量， 如發(fā)現(xiàn)管片有上浮和下沉趨勢應(yīng)及時調(diào)整施工參數(shù)，盾構(gòu)操作手也應(yīng)根據(jù)測量數(shù)據(jù)適當(dāng)調(diào)整注漿量。3）為 防止管片在盾構(gòu)步進(jìn)后產(chǎn)生上浮，在施工過程中，管片背襯注漿只從管片大跨上部進(jìn)行壓注，注漿壓力不 大于1 bar，盡量從管片的大跨以上進(jìn)行注漿，并保證管片兩側(cè)同步注漿，避免因注漿而對管片產(chǎn)生偏壓， 造成管片移位。4）如發(fā)現(xiàn)管片在后續(xù)過程中由于水壓上浮，應(yīng)及時對管片下部注漿口開孔放水。4. 7. 2防止管片錯臺措施盾構(gòu)步進(jìn)時提高背襯同步注漿，同時通過試驗調(diào)整配合比，確保初凝時間在6 h以內(nèi)，保證管片下部 有足夠的抗力。在必要時，縮短回填注漿

10、工作面與管片安裝工作面的距離，甚至在盾尾外側(cè)直接進(jìn)行回填 注漿。加強(qiáng)對盾構(gòu)姿態(tài)的控制，糾偏不能過急，以每環(huán)不超過10 mm的糾偏量為宜。同時確保60 mm以 上的盾尾間隙以防止盾殼作用力于管片。在盾構(gòu)機(jī)過空推段往往由于反力不夠容易造成管片螺栓不能完全復(fù)緊，在拼完每環(huán)管片后應(yīng)及時對后 面3環(huán)管片螺栓進(jìn)行復(fù)緊，在每次交班前對所有以拼裝管片復(fù)緊，空推結(jié)束后對所有管片螺栓復(fù)緊。4. 7. 3盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制措施1）調(diào)整好盾構(gòu)機(jī)從實推段到空推段進(jìn)洞姿態(tài)和空推段到實推段時的出洞姿態(tài)，確保盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞時的 旋轉(zhuǎn)值 Roll 3 mm/m。2）導(dǎo)臺的施工精度在士 10 mm以內(nèi)。3）空推過程中，控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)水平和垂直偏差都在士 50 mm，管片拼裝后加強(qiáng)管片姿態(tài)監(jiān)測頻率。5施工經(jīng)驗總結(jié)1）暗挖空推段初期支護(hù)施工時要預(yù)留足夠的變形量，要勤進(jìn)行導(dǎo)線測量和斷面測量，初期支護(hù)不能侵 限。2）到達(dá)端頭施工時要做好止水施工，防止盾