摘? 要：在盾構(gòu)施工中，由于地層條件原因，常常會(huì)出現(xiàn)刀具偏磨、斷裂等情況，根據(jù)不同地質(zhì)會(huì)選擇常壓換刀或者帶壓換刀，常壓換刀很常見也非常安全，帶壓開倉(cāng)換刀復(fù)雜且不穩(wěn)定因素較多，針對(duì)帶壓建泥膜選擇合理的方案，總結(jié)并分析深圳地鐵深外站-鹽田站區(qū)間的帶壓開倉(cāng)建泥膜技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu);帶壓換刀;建泥膜;

1 深圳地鐵概況及換刀位置

深圳地鐵深外站～鹽田路站區(qū)間左線含明挖段和盾構(gòu)段，車站順鹽田路布設(shè)為左線盾構(gòu)施工提供場(chǎng)地;盾構(gòu)段為雙線分離式隧道。左線起訖里程為ZDK51+735.674～ZDK50+658.00，長(zhǎng)1077.674m，小明挖段長(zhǎng)18.59米（盾構(gòu)推進(jìn)）。

深鹽盾構(gòu)區(qū)間出明挖段后右轉(zhuǎn)下穿明珠大道與鹽田路十字路口，然后下穿集裝箱堆場(chǎng)、鹽田三村居民區(qū)，然后左轉(zhuǎn)下穿貨柜車停車場(chǎng)、側(cè)穿鹽排高速立交橋樁基進(jìn)入深外站。

舉例說明就盾構(gòu)掘進(jìn)拼裝完成在646環(huán)處，刀盤切口里程DK50+771.68，刀盤位置651環(huán)于文匯停車場(chǎng)圍墻與梧桐山大道交匯處。按照掘進(jìn)方向，此段平面線型為左轉(zhuǎn)圓曲線段，轉(zhuǎn)彎半徑為400米、順線路方向坡度為29‰。地質(zhì)勘探報(bào)告左線盾構(gòu)刀盤停機(jī)位置地質(zhì)情況由地表至下依次為：填碎石（3.5m）-素填土（1.71m）-可塑狀粉質(zhì)黏土（2.65m）-硬塑狀粉質(zhì)黏土（8.33m）-全風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r-（3.03m）。洞身地層：全風(fēng)化中細(xì)粒花崗巖-（3.89m）砂土狀強(qiáng)風(fēng)化中細(xì)粒花崗巖-（1.66m）-塊狀強(qiáng)風(fēng)化中細(xì)?；◢弾r（0.28m）;

盾構(gòu)停機(jī)開倉(cāng)處隧道埋深約19.29米，深外站至鹽田路站勘察期間場(chǎng)地范圍內(nèi)水位埋深變化小，但地形高差較大、地下水高程變化范圍較大，該段地面標(biāo)高平均值35.6m，勘察期間水位標(biāo)高30.6m。

2 開倉(cāng)原因及技術(shù)分析

（1）左線盾構(gòu)施工距上次帶壓開倉(cāng)（第580環(huán)）已推進(jìn)完成66環(huán)。刀盤自585環(huán)位置開倉(cāng)檢查更換刀具后，刀盤主要穿越地層：全風(fēng)化花崗巖、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖。但從出土渣樣揭示微風(fēng)化巖含量較多（與地質(zhì)勘探不符）。

（2）推進(jìn)610-624環(huán)時(shí)，渣樣揭示微風(fēng)化小石塊含量較多，根據(jù)參數(shù)顯示推力增大、扭矩增大、貫入度降低掘進(jìn)速度緩慢，盾體內(nèi)并伴有震感，判斷此段地層為典型的上軟下硬地層。在此地層中，由于刀具特性：自身硬度高而抗沖擊力韌性差，安裝于刀盤外緣的滾刀和正面滾刀以較高的速度切削土體與地層中的微風(fēng)化巖發(fā)生碰撞時(shí)，很大可能造成刀具損壞。

（3）根據(jù)近幾環(huán)的推進(jìn)參數(shù)及出渣情況分析，刀具可能有不同程度的磨損及損壞情況。為保證盾構(gòu)施工掘進(jìn)效率，決定帶壓開倉(cāng)檢查與刀具更換。本次開倉(cāng)距上次開倉(cāng)后穿越地質(zhì)情況基本都處于上軟下硬地層，上部為砂層、下部為微風(fēng)化、中風(fēng)化花崗巖地層，硬度在80-110Mpa，取近5環(huán)的推進(jìn)參數(shù)參考，推力平均在1300T-1550T，扭矩在1.4-1.7MN·m，刀盤轉(zhuǎn)速1.5r/min，速度只有5-10mm/min。

3 開倉(cāng)方案

（1）本次計(jì)劃進(jìn)行開倉(cāng)作業(yè)，建“泥膜”查看刀盤情況，“泥膜”的組成為鈉基膨潤(rùn)土、水、水玻璃的混合物。通過改性與增粘劑反應(yīng)形成一種高粘度的觸變泥漿，具有良好的和易性和粘附性，在水中不易被稀釋帶走，成膜穩(wěn)定，附著力好，是一種綠色環(huán)保材料。

盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的施工過程中，如遇到復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境：全斷面砂層、巖層裂隙發(fā)育的斷層破碎帶、礫卵石地層、江底貫通地層、上軟下硬地層，采用“泥膜” 護(hù)壁具有一定的時(shí)效耐用性，封閉保壓效果穩(wěn)定，能滿足保壓開倉(cāng)作業(yè)的需要。該材料黏附力強(qiáng)，包裹性好，能夠解決大粒徑卵石地層中的“滯排”問題。

（2）帶壓開倉(cāng)“泥膜”的制作過程

分別配置膨潤(rùn)土：水=1：5; 1：7; 1：8（均為質(zhì)量比）。

經(jīng)過試配后，3-4小時(shí)膨化;分別測(cè)定其500ml粘度（ 1：5太稠無法測(cè)定粘度;測(cè)定1：7粘度，5分20秒后漿液留在馬氏漏斗流不出;1：8粘度為 9分54秒達(dá)到理想效果，黏度達(dá)600pa.s達(dá)到施工要求），選定該鈉基膨潤(rùn)土配比是=1：8。

配置好的膨潤(rùn)土：水玻璃=15：1，混合后經(jīng)攪拌膨化效果明顯，增加了漿體的隔水性、裹攜性、粘附性。

（3）帶壓開倉(cāng)-泥膜分布

本次膨潤(rùn)土材料共計(jì)注入35m3，置換過程出渣15 m3，另有約4 m3材料填充至切口環(huán)、掌子面刀盤背板及覆蓋土倉(cāng)內(nèi)剩余渣土表面，剩余16 m3材料推測(cè)擴(kuò)散填充至盾體周圈及之前盾構(gòu)掘進(jìn)過程中擾動(dòng)而形成的松散土體或空洞中，以致在盾構(gòu)機(jī)刀盤上方形成膨潤(rùn)土材料填充層區(qū)域。

（4）帶壓開倉(cāng)-開倉(cāng)目的

工作內(nèi)容：

1）清理刀盤、刀箱開口。2）檢查刀具磨損情況、更換損壞刀具。3）檢查倉(cāng)內(nèi)攪拌棒及刀盤磨損情況。4）清理倉(cāng)內(nèi)及掌子面可能存在掉落的刀具破損件及大石塊。5）確認(rèn)地質(zhì)是否與勘探情況相符。

進(jìn)倉(cāng)步驟：

1）緩慢出渣，將土倉(cāng)內(nèi)土體位置降到螺旋機(jī)口上方1m位置左右。2）進(jìn)倉(cāng)前對(duì)土倉(cāng)通風(fēng)換氣，經(jīng)氣體檢測(cè)合格人員方能做進(jìn)倉(cāng)準(zhǔn)備。3）開倉(cāng)后觀察刀盤及掌子面地質(zhì)情況，掌子面情況穩(wěn)定，倉(cāng)內(nèi)無明顯渾濁水流，方可進(jìn)行進(jìn)倉(cāng)作業(yè)。4）清理刀盤，更換刀具。

完成本次開倉(cāng)計(jì)劃工作內(nèi)容，預(yù)計(jì)5-7天。依次流程為施工準(zhǔn)備、帶壓進(jìn)倉(cāng)，工作面穩(wěn)定轉(zhuǎn)換常壓、確認(rèn)圍巖，氣體檢測(cè)、作業(yè)人員進(jìn)倉(cāng)、檢查確認(rèn)更換刀具、清理刀具拆除舊刀具、從土倉(cāng)吊出舊刀具、安裝新刀（安裝新刀前經(jīng)過新刀準(zhǔn)備、運(yùn)送刀具至人閘、運(yùn)輸?shù)毒咧镣羵}(cāng)）、檢查新道具牢固性、將工具，材料等清理出倉(cāng)、關(guān)閉艙門、結(jié)束整個(gè)流程。

（5）帶壓開倉(cāng)-控制要點(diǎn)

1）掌子面情況：

本次為帶壓開倉(cāng)檢查更換刀具，整個(gè)作業(yè)過程中由值班工程師在現(xiàn)場(chǎng)每倉(cāng)實(shí)時(shí)掌控掌子面情況。如掌子面有較多水流、盾體有后方來水或土體發(fā)生位移及變形時(shí)及時(shí)組織人員撤離。關(guān)閉艙門，進(jìn)行保壓。

2）倉(cāng)內(nèi)換氣（通風(fēng)）及氣體檢測(cè)：

開倉(cāng)過程中，對(duì)倉(cāng)內(nèi)氣體持續(xù)檢測(cè)，帶壓開倉(cāng)作業(yè)過程中不間斷進(jìn)行倉(cāng)內(nèi)換氣，保證倉(cāng)內(nèi)空氣質(zhì)量;確保倉(cāng)內(nèi)無易燃易爆物品，倉(cāng)內(nèi)外各設(shè)置一個(gè)氣體檢測(cè)儀，避免有毒有害氣體以及易燃?xì)怏w對(duì)人體造成傷害。

3）監(jiān)測(cè)控制：

開倉(cāng)期間增加了5個(gè)地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并完成了初始值讀取。開倉(cāng)期間增加監(jiān)測(cè)頻率并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)至施工群內(nèi)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常，則停止開倉(cāng)作業(yè)，人員撤離立即進(jìn)行加固措施。

4）應(yīng)急措施：

地面沉陷應(yīng)急處置：①作業(yè)人員立即停止開倉(cāng)作業(yè)并撤離。對(duì)沉陷區(qū)域進(jìn)行圍擋封閉，疏散周邊人員。②對(duì)區(qū)域附近管線進(jìn)行排查，如有管線及時(shí)通知產(chǎn)權(quán)單位共商管線處理方案。③根據(jù)沉陷區(qū)域大小，采取不同處置方案。小區(qū)域地面沉降無空洞，采取袖閥管補(bǔ)充注漿;大面積沉陷且有空洞，采用C15混凝土對(duì)空洞進(jìn)行填充，再采用袖閥管注漿措施。④注漿完成后采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)沉陷及周邊區(qū)域進(jìn)行空洞探測(cè)，如若有空洞，采取袖閥管補(bǔ)充注漿，注漿壓力根據(jù)空洞埋深確定;如若無空洞則處理完成，恢復(fù)地面。

4 結(jié)論

以上是我在深圳地鐵項(xiàng)目針對(duì)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)帶壓開倉(cāng)建泥膜方案的一些技術(shù)意見，泥膜制作的配比及置換都非常的關(guān)鍵，是否具備開倉(cāng)條件判斷如下：

（1）通過鈉基膨潤(rùn)土的置換、分級(jí)加壓、漿氣置換過程中具體泄壓時(shí)間、鈉基膨潤(rùn)土補(bǔ)注量的詳細(xì)記錄情況，綜合分析，并確定是否具備開倉(cāng)條件。

（2）漿氣置換以后，在開啟samsons保壓系統(tǒng)情況下，至開倉(cāng)工作壓力能夠穩(wěn)壓6個(gè)小時(shí)，并滿足空壓機(jī)加載時(shí)間小于其卸載時(shí)間的10%，則認(rèn)為泥膜護(hù)壁完成，否則應(yīng)重新制作泥膜。

以上條件滿足后方可進(jìn)行帶壓開倉(cāng)更換刀具。

作者簡(jiǎn)介：盧鵬飛（1992—4），男，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，大專，工程師，研究方向：盾構(gòu)施工。

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