黑龍江 張智韜

1 工程概述

地鐵某區(qū)間，左線全長959.635m（左線短鏈12.210m）。區(qū)間內(nèi)設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房一座。盾構(gòu)區(qū)間埋深為18m～27m之間。采用一臺海瑞克S-540盾構(gòu)機施工，本區(qū)間平曲線設(shè)計有一段R=350m小半徑曲線。

2 盾構(gòu)施工措施

在盾構(gòu)掘進過程中，要加強對推進軸線的控制。曲線推進時盾構(gòu)實際上應(yīng)處于曲線的切線上，因此推進的關(guān)鍵是確保對盾構(gòu)機姿態(tài)的控制。由于盾構(gòu)掘進過程的同步注漿及跟蹤補注的雙液漿效果不能根本上保證管片后土體的承載強度，管片在承受側(cè)向壓力后，將向弧線外側(cè)偏移。為了確保隧道軸線最終偏差控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，盾構(gòu)掘進時給隧道預(yù)留一定的偏移量。根據(jù)理論計算和和相關(guān)施工實踐經(jīng)驗的綜合分析，同時需考慮掘進區(qū)域所處的地層情況，在小半經(jīng)曲線隧道掘進過程中，將設(shè)置預(yù)偏量10～15mm。施工中通過對小半徑段隧道偏移監(jiān)測，適當調(diào)整預(yù)偏量。

2.1 盾構(gòu)機糾偏

推進過程保持盾構(gòu)機有良好姿態(tài)，避免蛇行，每環(huán)姿態(tài)變化控制在±5mm內(nèi)，千斤頂油缸油壓值差宜保持統(tǒng)一、恒定性，不宜出現(xiàn)過大的波動。推進時不急糾、不猛糾，多注意觀察管片與盾殼的間隙，相對區(qū)域油壓的變化量隨出土箱數(shù)和千斤頂行程逐漸變化。采用穩(wěn)坡法、緩坡法推進，以減少盾構(gòu)施工對地面的影響。

2.2 管片選型

2.2.1 管片選型要適合隧道設(shè)計線路

根據(jù)隧道中線的平曲線和豎曲線的走向，管片分為標準環(huán)、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎三類。管片直徑為6000mm，轉(zhuǎn)彎環(huán)楔形量為48mm、曲線半徑為350m。直線上選標準環(huán)，右轉(zhuǎn)曲線上選右轉(zhuǎn)環(huán)。其中轉(zhuǎn)彎環(huán)數(shù)量的計算公式如下：θ=2γ=2*arctg（δ/D）；根據(jù)圓心角的計算公式：α=180L（/πR）。經(jīng)過實際計算，在緩和曲線上，也與圓曲線近似。

2.2.2 管片選型要適應(yīng)盾構(gòu)機的姿態(tài)

管片是在盾尾內(nèi)拼裝，所以不可避免的受到盾構(gòu)機姿態(tài)的約束。管片要盡量垂直于盾構(gòu)機軸線，讓盾構(gòu)機的推進油缸能垂直地推在管片上，這樣使管片受力均勻，掘進時不會產(chǎn)生管片破損。同時也要兼顧管片與盾尾之間的間隙，避免盾構(gòu)機與管片發(fā)生碰撞而破損管片。當因地質(zhì)不均、推力不均等原因，使盾構(gòu)機偏離線路設(shè)計軸線時，管片的選型要適應(yīng)盾構(gòu)機的姿態(tài)。

2.2.3 盾尾與管片間的間隙控制

小曲率半徑段內(nèi)的管片拼裝至關(guān)重要，而影響管片拼裝質(zhì)量的一個關(guān)鍵問題是管片與盾尾間的間隙。合理的周邊間隙可以便于管片拼裝，也便于盾構(gòu)進行糾偏。

（1）施工中隨時關(guān)注盾尾與管片間的間隙，一旦發(fā)現(xiàn)單邊間隙偏小時，及時通過盾構(gòu)推進方向進行調(diào)整，使得四周間隙基本相同。

（2）在管片拼裝時，應(yīng)根據(jù)盾尾與管片間的間隙進行合理調(diào)整，使管片與盾尾間隙得以調(diào)整，便于下環(huán)管片的拼裝，也便于在下環(huán)管片推進過程中盾構(gòu)能夠有足夠的間隙進行糾偏。

（3）根據(jù)盾尾與管片間的間隙，合理選擇楔型管片。小曲率半徑段時，盾構(gòu)機的盾尾與管片間間隙的變化主要體現(xiàn)在水平軸線兩側(cè)，管片轉(zhuǎn)彎正常跟隨盾構(gòu)機，當盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎過快時，隧道外側(cè)的盾尾間隙就相對較??；當管片因楔子量等原因超前于盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎時，隧道內(nèi)側(cè)的盾尾間隙就相對較小。因此，當無法通過盾構(gòu)推進和管片拼裝來調(diào)整盾尾間隙時，可考慮采用楔型管片和直線型管片互換的方式來調(diào)整盾尾間隙。

2.3 同步注漿

由于曲線段推進增加了曲線推進引起的地層損失量及糾偏次數(shù)的增加導致了對土體的擾動的增加，因此在曲線段推進時應(yīng)嚴格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量，在施工過程中采用推進和注漿聯(lián)動的方式，確保每環(huán)注漿總量到位，確保盾構(gòu)推進每一箱土的過程中，漿液均勻合理地壓注，確保漿液的配比符合質(zhì)量標準。通過同步注漿及時充填建筑空隙，減少施工過程中的土體變形。注漿未達到要求時盾構(gòu)暫停推進，以防止土體變形。

根據(jù)經(jīng)驗公式計算，粉質(zhì)粘土層中注漿量取環(huán)形間隙理論體積的1.25～1.5倍，則每環(huán)（1.2m）注漿量即Q=4～4.8m3。采用可硬性漿液。具體壓漿量和壓漿點視壓漿時的壓力值和地層變形監(jiān)測數(shù)據(jù)選定。根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情況，隨時調(diào)整注漿參數(shù)，從而有效地控制軸線。

2.4 隧道輔助措施

（1）隧道管片壁后注漿加固

隧道每掘進完成5環(huán)，通過管片的預(yù)埋注漿孔對土體進行二次壓注加固,范圍為管片壁后，注漿壓力不大于4bar。

（2）加強螺栓復(fù)緊

每環(huán)推進結(jié)束后，須擰緊當前環(huán)管片的連接螺栓，并在下環(huán)推進時進行復(fù)緊，克服作用于管片推力產(chǎn)生的垂直分力，減少成環(huán)隧道浮動。每掘進完成3環(huán)，對10環(huán)以內(nèi)的管片連接螺栓復(fù)擰一次。

2.5 質(zhì)量控制措施

（1）在曲線推進過程中，為確保盾構(gòu)沿設(shè)計軸線推進，嚴格控制盾構(gòu)出土量。

（2）在盾構(gòu)推進過程中，加強對軸線的控制，推進時必須做到勤測勤糾，而每次的糾偏量應(yīng)盡量小，確保管片環(huán)面始終處于曲線半徑的徑向豎直面內(nèi)。

（3）由于曲線段推進增加了曲線推進引起的地層損失及糾偏次數(shù)，加大了對土體的擾動。在曲線段推進時應(yīng)嚴格控制同步注漿量。每環(huán)推進時根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情況，隨時調(diào)整注漿量。注漿過程中，必須嚴格控制漿液的質(zhì)量及注漿量和注漿壓力，注漿未達到要求時盾構(gòu)暫停推進。

（4）拼裝完成發(fā)現(xiàn)環(huán)面嚴重不平的管片，拆下重拼；通過傳力襯墊調(diào)整管片受力，對產(chǎn)生碎裂的管片進行修補等。

【1】張鳳祥.盾構(gòu)隧道.人民交通出版社，2004-09-01.

【2】張冰.地鐵盾構(gòu)施工.人民交通出版社，2011-01-01.