[摘 要] 盾構是集地下掘進和襯砌為一體的施工設備，廣泛應用于地下給水排水管溝、地下隧道、水下隧道、水工隧洞、城市地下綜合管廊等工程。本文對水利地下設施采用盾構法施工進行論析。

[關鍵詞] 地下隧道；水工隧洞；城市地下管廊；盾構法

[作者簡介] 韋昌寶，南寧泰宇水利工程建設監(jiān)理有限公司，廣西 南寧，530023

[中圖分類號] TV554 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-7723（2012）12-0063-0003

盾構是集地下掘進和襯砌為一體的施工設備，廣泛應用于地下給水排水管溝、地下隧道、水下隧道、水工隧洞、城市地下綜合管廊等工程。

桂西北某大型水利設施施工給排水管道和管廊施工中采用盾構施工，現(xiàn)結合施工實際介紹盾構法施工技術。

一、下放和始頂

整體盾構可用起重設備下放到起點井，類似頂管施工時下管。大直徑盾構難以進行整體搬運時，可在現(xiàn)場組裝或在工作坑內裝配。盾構下放至工作坑導軌上后，自起點井開始至完全沒入土中的這一段距離，稱為盾構的始頂。盾構始頂需借另外的千斤頂頂進。盾構從起點井進入土層時，起點井壁挖口土方很容易坍塌，也可對土層進行局部加固。

盾構千斤頂以已砌好的砌塊環(huán)作為支承結構而推進盾構。在一般情況下，砌塊環(huán)長度約需30～50m，才足以支承盾構千斤頂。在此之前，應設立臨時支承結構。通常做法是：盾構沒入土中后，在起點井后背與盾構襯砌環(huán)內，各設置一個其外徑和內徑均與砌塊環(huán)的外徑與內徑相同的圓形木環(huán)。在兩木環(huán)之間砌半圓形的砌塊環(huán)，而在木環(huán)水平直徑以上用圓木支撐，如圖1所示，作為始頂段的盾構千斤頂?shù)闹С薪Y構。隨著盾構的推進，第一圈永久性砌塊環(huán)用粘結料緊貼木環(huán)砌筑。

二、盾構掘進的挖土及頂進

盾構掘進的挖土方法取決于土的性質和地下水情況，手挖盾構適用于比較密實的土層。工人在切削環(huán)保護罩內挖土，工作面挖成鍋底形，一次挖深一般等于砌塊的寬度。為了保證坑道形狀正確，減少與砌塊間的空隙，貼進盾殼的土應由切削環(huán)切下，厚度約10～15cra。在工作中不能直立地對松散土層中掘進時，將盾構刃腳先切入工作面，然后工人在保護罩切削環(huán)內挖土。根據(jù)土質條件，進行局部挖土。局部挖出的工作面應支設支撐，見圖2所示。應依次進行到全部挖掘面。局部挖掘從頂部開始，當盾構刃腳難于先切入工作面，如砂礫石層，可以先挖后頂，但必須嚴格控制每次掘進的縱深。

盾構推進時，應確保前方土體的穩(wěn)定，在軟土地層，應根據(jù)質構類型采取不同的正面支護方法；盾構推進軸線應按設計要求控制質量，推進中每環(huán)測量一次；糾偏時應在推進中逐步進行；盾構頂進應在砌塊襯砌后立即進行。

推進速度應根據(jù)地質、埋深、地面的建筑設施及地面的隆陷值等情況，而確定，通常為50mm/min。

盾構推進中，遇有需要停止推進且間歇時間較長時，必須做好正面封閉、盾尾密封并及時處理；在拼裝管片或盾構推進停歇時，應采取防止盾構后退的措施；當推進中盾構旋轉時，采取糾正的措施。彎道、變坡掘進和校正誤差時，應使用部分千斤頂。

根據(jù)盾構選型，施工現(xiàn)場環(huán)境，土方可以由斗車、礦車、皮帶或泥漿等方式運出。

三、管片安裝與注漿

盾構頂進后應及時進行襯砌工作，襯砌的目的是：砌塊作為盾構千斤頂?shù)暮蟊?，隨受頂力；掘進施工過程作為支撐；盾構施工結束后作為永久性承載結構。

通常采用鋼筋混凝土或預應力鋼筋混凝土砌塊。砌塊形狀有矩形、梯形、中缺形等。矩形砌塊如圖3所示，根據(jù)施工條件和盾構直徑，確定每環(huán)的分割數(shù)。矩形砌塊形狀簡單，容易砌筑，產(chǎn)生誤差時容易糾正，但整體性差。梯形砌塊的襯砌環(huán)的整體性較短形砌塊為好。為了提高砌塊環(huán)的整體性，可采用圖4所示的中缺形砌塊，但安裝技術水平要求高，而且產(chǎn)生誤差后不易調整。砌塊的連接有平口和企口兩種。企口接縫防水性好，但拼裝不易。

上述砌塊用粘結劑連接。常用粘結劑有瀝青膠或環(huán)氧膠泥等。粘結劑連接易產(chǎn)生偏斜。

為了提高砌塊的整圓度和強度，可采用如圖5所示的彼此間有螺栓連接的砌塊。

砌塊拼裝的工具常用由舉重臂與動力部分組成的杠桿式拼裝器，舉重臂的作用是夾住砌塊，并將其舉到安裝的位置。另一種是弧形拼裝器，它是由卷揚機操縱，砌塊沿導向弧形構件由導向滑輪運到安裝位置，再由千斤頂使其就位，進行拼裝。

為了在襯砌后用水泥砂漿灌入砌塊外壁與土壁間留有的盾殼厚度的空隙，一部分砌塊應有灌注孔。通常，每隔3～5環(huán)應砌一灌注孔環(huán)，此環(huán)上設有4～10個灌注孔。灌注孔直徑不小于36mm。這種填充空隙的作業(yè)稱為“縫隙填灌”。

砌塊砌筑和縫隙填灌合稱為盾構的一次襯砌。填灌的材料有水泥砂漿、細石混凝土、水泥凈漿等。灌漿材料不應產(chǎn)生離析、不喪失流動性、灌人后體積不減少，早期強度不低于承受壓力。灌漿作業(yè)應該在盾尾土方未坍以前進行。灌入順序是自下而上，左右對稱地進行，以防止砌塊環(huán)周的孔隙寬度不均勻。漿料灌入量應為計算孔隙量的130%～150%。灌漿時應防止料漿漏入盾構內，為此，在盾尾與砌塊外皮間應作止水。

螺栓連接砌塊的軸向與環(huán)向螺栓孔也應灌漿。為此，在砌塊上也應留設螺栓孔的漿液灌注孔。

二次襯砌按隧道使用要求而定，在一次襯砌質量完全合格的情況下進行。二次襯砌采用澆灌細石混凝土，或采用噴射混凝土。

[參考文獻]

[1]陳柏榮.防汛與抗旱[M].北京：中國水利水電出版社，2005.