浅谈复杂地层中盾构曲线段到达接收施工技术.DOC

1、浅谈复杂地层中盾构曲线段到达接收施工技术王少鹏摘 要 本文通过对深圳地铁 7 号线 7301-2 标西西区间的右线盾构成功到达接收施工技术应用进行总结，详细介绍了施工过程中采用的各种技术措施，为类似工程施工提供借鉴。关键词 复杂地层 曲线段 盾构到达接收 施工技术1 工程简介深圳市城市轨道交通 7 号线西丽湖西丽区间隧道设计为两分离盾构法隧道单洞。区间右线设计长度 1752 m，接收段水平线路位于 R=500m 的圆曲线上，垂直线路位于 27上坡。隧道顶部以上覆土厚度 6.87.6m 。根据区间地质剖面资料揭示，该段盾构隧道以上覆土从上至下依次是素填土、粉质粘土、砾质粘性土、砾砂，局部有全风化

2、花岗岩及强风化花岗岩。盾构掘进掌子面地层包含粘土、砾质粘性土、砾砂、全强中微风化花岗岩，地质软硬不均、条件复杂。地下水位于隧道顶部以上 3 4m。2 施工重难点分析本工程盾构接收位于富水、砾砂、硬岩等复杂地层中，施工难度和风险较大。掘进参数选择时，土压力过小可能造成出土量超标，地面出现严重沉降甚至坍塌，土压力过大可能造成地面隆起。刀盘转速过快、扭矩过大可能造成刀具非正常磨损，严重时造成无法掘进。测量不准确或误差过大可能造成盾构机无法按照设计位置进入洞门。曲线段接收，接收基座安装不正确、加固不牢固可能造成盾构机失稳等安全隐患。因此，必须采取有效措施进行控制。3 盾构接收施工主要方法3.1 盾构到

3、达接收前施工准备（1 ）端头加固效果检查盾构进入端头加固区前，通过垂直取芯检查端头土体的加固强度，水平钻孔检查渗水情况，必要时再次注浆加固，确保加固的强度和抗渗性满足设计要求。（2 ）洞门密封盾构接收井时洞门密封采用帘布橡胶板配折叶式密封压板。为使帘布橡胶板能够紧贴于管片上达到止水效果，在每片折叶式密封压板上用 8 圆钢焊接一个 30mm（内径）的钢筋套环，用 18mm 钢丝绳穿过压板上的钢筋套环串联成一圈，将钢丝绳两端通过手扳葫芦固定于洞门钢环旁边的接收井主体结构侧墙上，但不能拉太紧，否则盾构接收时可能崩断钢丝绳或崩坏折叶式密封压板，每拼装一环管片都须拉紧折叶翻板。当盾尾脱出最后一环管片后，

4、及时用手拉葫芦拉紧钢丝绳，使折叶式压板紧压帘布橡胶板，通过压板收缩挤压而使帘布橡胶板紧贴在管片上，从而保证帘布橡胶板和管片密贴。（3 ）接收基座安装接收基座采用25 工字钢焊接而成，长度为 11.16m。由于接收井处隧道设计轴线半径为 500m 圆弧曲线，为便于盾构机到达接收控制，将接收基座中心轴线与隧道设计轴线的切线保持一致。盾构接收基座定位准确放置后，采用25 工字钢对接收基座前后两侧进行加固，防止盾构推上接收基座的过程中接收基座发生移动。（4 ）刀盘进洞引轨的安装为了防止盾构进洞时“叩头”现象发生，在盾构刀盘抵达接收井主体结构外侧时，依据刀盘、洞门环以及接收基座之间的位置关系，用两根 4

5、3 钢轨作为引轨，保证盾构机顺利地推上接收基座。3.2 盾构到达接收掘进施工（1 ）掘进参数选择与姿态控制由于本段地质隧道以上为软土地层，掌子面地质多变，存在软硬不均，为保证施工安全，采用土压平衡模式进行掘进，盾构掘进参数主要为：推力在 50007000kN 以内，扭矩 12001600kNM，刀盘转速 1.21.5rpm ，推进速度控制在 1025mm/min ，中心土仓压力 0.60.8bar，出土量小于 60 m3，控制注浆压力 1.01.5bar，每环注浆量不小于 6 m3。由于本区间盾构接收位于半径 500m 的圆曲线上，为保证盾构准确到达接收基座位置，在盾构到达洞门前，预先调整盾构

6、姿态，使盾构机沿隧道曲线的切线接收。（2 ）最后 20 环管片的拼装当隧道贯通后，一般还需要安装 6 环管片才能够完成区间隧道的管片安装。同时，随着隧道的贯通，盾构在前方没有了反推力，将造成管片之间的环缝连接不紧密，容易漏水，在最后 20 环管片安装时，根据现场实际情况采用以下应对措施：盾构机进洞前要及时在洞内将最后 20 环管片进行纵向拉紧。首先在左后 206 环管片安装完成经历三次复紧后用 12b 槽钢纵向拉紧，槽钢与管片之间通过加工件 A 进行满焊连接。然后然后最后 61 环每拼装一环加固一环，直到盾尾完全脱离管片为止。拉紧装置沿洞轴线方向布置四道；管片安装前要保证止水条不破损，并及时清

7、理干净管片上的杂物；当最后一环管片拼装完成后，通过管片的二次注浆孔，注入水泥-水玻璃双液浆进行管片壁后封堵，注浆过程中密切关注洞门密封情况，发现漏浆应立即停止，处理完成后方可继续注浆，管片壁后注浆要密实；在刀盘前方的预定位置，设置挡块，以防盾构刀盘向前滑动。刀盘进洞后，每环管片拼装前都需在刀盘前面设置反力挡块。用 43 钢轨作为挡块，保证管片拼装时油缸推力达到 2500kN 以上；在盾构机推进过程中，洞外的施工人员要注意施工安全，洞内施工人员在确认挡块已经焊接在刀盘前方后，方可进行管片的拼装；管片安装完毕需要用扳手拧紧所有纵向和横向螺栓，且在下一环掘进完毕后再次紧固螺栓；此外在盾构机刀盘破除洞

8、门前对最后 20 环管片螺栓复紧一次；严格按照操作规程拼装管片，同时防止管片之间出现错台。（3 ）破除洞门端头墙端头墙一般采用玻璃纤维筋混凝土墙，墙厚一般 11.2m，本区间端头墙为 C30 混凝土墙，破除端头墙时盾构应放慢掘进速度（10mm/min 左右） ，破除过程中专人观测端头墙的变化情况，包括端头墙裂缝发展、渗漏水、端头墙整体受力情况、洞门环变形情况等，破除过程中端头墙前严禁站人。刀盘切削纤维筋时应缓慢切入，避免贯入太大增大刀盘扭矩使盾体自转，刀盘漏出端头墙后停机检查刀盘位置，复核其高程、坐标与接收基座是否吻合。（4 ）盾构步上接收基座在接收基座安装固定后，盾构可以慢速推上接收基座。在

9、通过洞门密封装置时，为防止盾构刀盘和刀具损坏帘布橡胶板，在刀盘外圈和刀具上涂抹黄油。盾构在接收基座上推进时，每向前推进 1 环拉紧一次洞门的临时密封装置，通过同步注浆系统注入速凝浆液填充管片外环形间隙，以保证隧道内管片姿态。在盾构推上接收基座的过程中，根据盾体与接收基座轨道平面、垂直管线，及时调整千斤顶的方向，尽量使中心线与基座中心线重合，将盾体缓慢、均匀的推上接收基座。3.3 施工监测贯通测量主要包括地面控制网复测（平面和高程） ，接收井门洞中心位置测定（平面与高程） ，接收井联系测量和隧道导线测量。（1 ）盾构进洞之前，应对地面控制测量、联系测量、地下控制测量、接收井预留洞和接收井内的盾构

10、基座进行全面的贯通复测；（2 ）盾构距贯通面约 100m 时，做一次定向测量，以三次定向测量成果直到隧道贯通，精确控制盾构轴线，要求其切口中心的水平偏离值在20mm 以内，高程控制15 30mm 以内；（3 ）对接收竖井预留进洞口中心的三维坐标及直径进行实测，并与设计值比较确定其实际误差满足要求。（4 ）测量人员根据实际情况适当加大地表沉降监测频率，并及时反馈监测结果指导施工。4 结 语深圳地铁 7 号线西丽湖 西丽区间右线于 2015 年 3 月 15 日30 日顺利完成接收段100m 施工。通过采取多种技术措施、加强地面监测，顺利实现盾构在转弯半径小、坡度大的特殊环境下穿越各类复杂地层，地面沉降控制在+2-3mm，拼装管片质量未发现错台、破损、渗漏现象，安全、圆满完成施工任务，为类似工程接收提供借鉴。