某地鐵談盾構(gòu)隧道施工

結(jié)合廣州地鐵談盾構(gòu)隧道施工摘要：結(jié)合廣州市軌道交通三號線[天~華]區(qū)間盾構(gòu)工程為實(shí)例，闡述了海瑞克土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在地鐵盾構(gòu)隧道施工中的主要內(nèi)容，并針對施工中遇到的一些具體問題提出了解決辦法。關(guān)鍵詞：地鐵盾構(gòu)隧道1、工程概況廣州市軌道交通三號線[天~華]區(qū)間盾構(gòu)工程分為兩個區(qū)間（天河客運(yùn)站~五山站區(qū)間以及五山站~華師站區(qū)間），主要由兩條圓形盾構(gòu)隧道為主組成，雙線長6259.615m。隧道標(biāo)稱內(nèi)徑為5400mm埋深為11?28m平面最小曲線半徑為350m；最小豎曲線半徑為3000m最大坡度為19%o；最小坡度為3%o。天?五區(qū)間隧道主要是在殘積層和全風(fēng)化層中穿過，頂?shù)装宀町惒淮螅谥胁颗家妸A有球狀微風(fēng)化巖石。近五山段頂板出現(xiàn)少量砂層。隧道洞身天然單軸抗壓強(qiáng)度最大值為153.40MPa。五?華區(qū)間隧道主要是在強(qiáng)風(fēng)化層中穿過，頂?shù)装鍘r土分層有一定差異，存在上軟下硬或有夾層現(xiàn)象。中部為瘦狗嶺斷層破碎帶，以北均為花崗巖、花崗片麻巖帶或風(fēng)化層，以南為白堊系紅層巖系?？拷A師站段隧道全斷面在微風(fēng)化層中穿過。地表地形地貌變化也比較大。白堊系紅層隧道上方發(fā)育有較長段含水砂層。2、盾構(gòu)掘進(jìn)刀具配置地質(zhì)情況對刀具配置起決定作用，隧道圍巖為I、II類（按《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》中隧道圍巖分類 ）時，一般采用刮刀（俗稱羊角刀），而對于III~VI類圍巖則使用盤形滾刀效果較好。盤形滾刀又有單刃和雙刃之分，單刃滾刀適合較硬巖或強(qiáng)度不均勻的圍巖，而雙刃滾刀適合一般硬巖及強(qiáng)度均勻的圍巖。針對本工程的地質(zhì)情況，均配置單刃盤形滾刀。掘進(jìn)參數(shù)控制（1） 、控制刀盤扭矩。根據(jù)保護(hù)刀具、降低刀具磨損的要求，必須將刀盤扭矩控制在某一容許范圍內(nèi)，而控制扭矩的主要依靠以下方法：?減小推力：這是最簡單、有效的方法，但同時也會降低掘進(jìn)速度。減小刀具的貫入度：即在保持掘進(jìn)速度基本不變的情況下，提高刀盤轉(zhuǎn)速，一般達(dá)2.5~3r/m左右。當(dāng)開挖面為全斷面硬巖時，減小刀具貫入度，能顯著降低刀盤扭矩。但刀盤高轉(zhuǎn)速不適用有孤石的圍巖，因?yàn)楣率苋菀自斐傻毒弑懒选Ｏ蜷_挖面、土倉內(nèi)加入土質(zhì)改良劑：常見的土質(zhì)改良劑及適用地層膨潤土適用砂~砂礫地層發(fā)泡劑適用粘土~粗砂地層高吸水性樹脂適用固結(jié)粘土~砂礫地層其中發(fā)泡劑較為常用。另外，在全斷面硬巖或孤石地層，可以向開挖面、土倉內(nèi)加入冷卻水，以降低刀盤、刀具的溫度來保護(hù)刀具。、保持適當(dāng)?shù)耐翂?。若隧道圍巖能夠自立，則可以采取空倉掘進(jìn)的模式；若隧道圍巖無法自立，為了保持開挖面的穩(wěn)定，則必須保持適當(dāng)?shù)耐翂阂苑€(wěn)定開挖面，控制地面沉降。土壓過低，則可能出現(xiàn)超挖；土壓過高，則有效推力降低，掘進(jìn)速度降低，且地面可能隆起，造成后期沉降較大。土壓的確定與隧道埋深、地質(zhì)情況、地面建筑物情況有很大關(guān)系，可以采用庫侖或朗肯等理論估算。在實(shí)際施工中，也可以根據(jù)出土量的情況來確定適當(dāng)?shù)耐翂?。在本工程掘進(jìn)過程中一般保持1.5~2.0bar的土壓。、在刀盤扭矩、土壓、出土量滿足要求的情況下，盡可能加大推力，以提高掘進(jìn)速度(80mm/min以上)，加快工程進(jìn)度。而在掘進(jìn)速度較快的情況下，則要注意控制好盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)、保持土壓穩(wěn)定、同步注漿量。同步注漿及二次注漿由于刀盤的直徑為①6280mm而管片外徑①6000mm所以在管片離開盾尾后，理論上管片與圍巖之間將會有寬度為 140mm的空隙，為控制地面沉降，必須用砂漿將空隙填滿。、盾尾同步注漿。出現(xiàn)的主要問題：?堵管出現(xiàn)堵管的情況，其原因主要是以下幾方面：砂漿配比不好，以致砂漿初凝時間太短、砂漿易沉淀離析、砂漿流動性差原材料不好，如砂太粗盾尾漿管回砂長時間停注前未注射膨潤土液洗管?漏漿主要原因及處理辦法：盾尾間隙過大?？刂坪枚軜?gòu)機(jī)姿態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)墓芷?，以保持良好的盾尾間隙尾刷損壞。在管片迎水面墊厚約15cm左右的海綿或者更換尾刷。盾尾油脂注入量不夠。加大油脂注入量。、二次注漿。當(dāng)?shù)孛娉两递^大或隧道下坡且地下水豐富時，可以進(jìn)行管片背后二次注漿來穩(wěn)定地面或堵水。注漿材料可以用純水泥漿、砂漿或雙液漿。注漿設(shè)備可以采用注漿機(jī)或盾構(gòu)機(jī)臺車上的同步注漿泵。注漿時應(yīng)注意監(jiān)控注漿壓力，如果壓力過大可能造成管片錯臺或縱裂。常見問題及處理辦法、若螺旋輸送機(jī)被卡住(即扭矩超限)，無法正常出渣，可反復(fù)伸、縮螺桿并同時正、反轉(zhuǎn)，如低速正轉(zhuǎn)同時伸、縮螺桿，若超限則反轉(zhuǎn)同時伸、縮螺桿，如此反復(fù)，基本上都可以脫困。、若啟動刀盤時刀盤被卡住，則將部分推進(jìn)千斤頂收縮，使土壓力、刀具貫入度減小即可以轉(zhuǎn)動刀盤。、在非粘性地層，如砂層，若鉸接千斤頂拉力較大，說明刀盤的擴(kuò)孔能力較差，則要檢查刀盤的邊緣刀是否磨損過量而應(yīng)該更換。3、管片拼裝3.1管片型號的選擇一般主要根據(jù)盾尾間隙、線路特點(diǎn)、推進(jìn)千斤頂行程來確定管片型號。選擇適當(dāng)?shù)墓芷梢杂行У卣{(diào)節(jié)盾尾間隙，保證盾尾間隙和千斤頂行程比較均勻，有利于管片的受力。若盾尾間隙過小，則可能造成管片難以安裝、管片迎水面被盾尾壓崩、盾尾尾刷損壞、千斤頂撐靴與管片嚴(yán)重錯臺導(dǎo)致管片止水條損壞和管片崩缺等問題。3.2常見質(zhì)量問題(1)、管片在拼裝前一般要先檢查管片是否完好、型號是否正確、緩沖墊和止水條是否貼牢。在拼裝過程中一定要注意對止水條的保護(hù)，若止水條損壞嚴(yán)重則很可能出現(xiàn)滲漏水的質(zhì)量問題。(2)、千斤頂撐靴正常情況下應(yīng)該不會同時頂在兩塊管片的角上，但如果隧道管片發(fā)生扭轉(zhuǎn)，則可能會出現(xiàn)這種情況，那么要特別注意拼管片或掘進(jìn)時會管片發(fā)生崩裂、管片扭轉(zhuǎn)：如果拼裝管片時，盾構(gòu)機(jī)的滾動角較大而且一直朝同一個方向，則可能會發(fā)生隧道管片扭轉(zhuǎn)的情況。因此應(yīng)該通過調(diào)整刀盤的旋轉(zhuǎn)方向來減小盾構(gòu)機(jī)在