盾構(gòu)長(zhǎng)距離空推拼管片過(guò)礦山法隧道總結(jié)

1、<p>　　盾構(gòu)長(zhǎng)距離空推拼管片過(guò)礦山法隧道總結(jié)</p><p>　　摘要：本文針對(duì)廣州地鐵某標(biāo)段盾構(gòu)長(zhǎng)距離空推拼管片過(guò)礦山法隧道施工過(guò)程進(jìn)行探討，提出了礦山法開(kāi)挖+錨噴初支+管片襯砌的復(fù)合施工方案，并對(duì)施工過(guò)程中關(guān)鍵部位質(zhì)量控制進(jìn)行了進(jìn)一步探討，為今后相應(yīng)盾構(gòu)施工提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：礦山法；盾構(gòu)法；空推；施工方案 </p><p&g

2、t;　　中圖分類號(hào):U455.43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　1 盾構(gòu)空推拼管片過(guò)礦山法隧道的由來(lái)及其概況 </p><p>　　廣州市軌道交通三號(hào)線北延段區(qū)間3標(biāo)【同和站～松園山莊區(qū)間】土建工程，起點(diǎn)位于同和站北端，區(qū)間隧道基本沿同泰路兩側(cè)行進(jìn)，終點(diǎn)位于松園山莊吊出井。兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)均從位于本

3、區(qū)間2/3處的始發(fā)場(chǎng)地（即中間風(fēng)井）始發(fā)，左線隧道全長(zhǎng)2091.694m，右線隧道全長(zhǎng)2082.033m。 </p><p>　　本區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)場(chǎng)地設(shè)置在中間風(fēng)井，距同和站1417M，距松園山莊吊出井630M，兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)需分別向南端同和站方向及北端松園山莊吊出井方向掘進(jìn)，形成雙向4條隧道。由于始發(fā)井兩端隧道洞身圍巖分別為微風(fēng)化花崗巖或混合花崗巖（同和方向?yàn)?，永泰方向?yàn)椋┑貙樱瑤r質(zhì)堅(jiān)硬，巖體完整，其天然抗壓強(qiáng)度平均

4、值fc=106.1MPa，最高達(dá)134.5MPa，若采用盾構(gòu)掘進(jìn)，則刀具磨損嚴(yán)重，掘進(jìn)速度慢，易造成刀具非正常損壞。為此，設(shè)計(jì)在上述兩個(gè)硬巖地段均采用傳統(tǒng)的礦山法進(jìn)行隧道施工，形成初襯圓形隧道，然后盾構(gòu)機(jī)從始發(fā)井下井，分別向南、北兩個(gè)方向始發(fā)空推并拼裝管片。 </p><p>　　2 盾構(gòu)空推過(guò)礦山法隧道拼裝管片的主要做法 </p><p>　　1）礦山法初支隧道施工 </p>

5、<p>　　本標(biāo)段礦山法隧道開(kāi)挖斷面設(shè)計(jì)為圓形，初支后直徑為6400mm。由于地處硬巖段（或地層），設(shè)計(jì)采用全斷面開(kāi)挖，初期支護(hù)采用B型斷面，即砂漿錨桿（拱部120度），單層鋼筋網(wǎng)并噴射砼，由于礦山法隧道段地處巖石微風(fēng)化帶，施工時(shí)必須采用爆破法開(kāi)挖，而硬巖爆破時(shí)，隧道開(kāi)挖斷面的尺寸和形狀均難于控制，在隧道拱部容易出現(xiàn)欠挖，而腰部以下又容易出現(xiàn)超挖。因此，在礦山法施工階段，除了要把爆破及初支施工列為安全控制的重點(diǎn)之外，在質(zhì)量

6、控制上，則重點(diǎn)要保證隧道初支后開(kāi)挖斷面的凈空尺寸。在初支施做前，斷面測(cè)量必須及時(shí)跟進(jìn)；初支施做后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行斷面復(fù)測(cè)，對(duì)欠挖部位要及時(shí)處理，哪怕是只欠挖幾個(gè)厘米也不能放過(guò)，以免給后續(xù)盾構(gòu)空推帶來(lái)阻礙。 </p><p><b>　　2）盾構(gòu)導(dǎo)臺(tái)施工 </b></p><p>　　本標(biāo)段盾構(gòu)始發(fā)后，盾體進(jìn)洞直接推上導(dǎo)臺(tái)。此后，盾體的重量完全落在導(dǎo)臺(tái)面上，且沿著導(dǎo)臺(tái)面向前

7、空推滑行并拼裝管片?？梢?jiàn)，導(dǎo)臺(tái)對(duì)盾構(gòu)機(jī)起著支撐和導(dǎo)向的雙重作用。該導(dǎo)臺(tái)位于礦山法初支隧道的底部，呈圓弧形，在礦山法隧道完成后施做。根據(jù)設(shè)計(jì)，導(dǎo)臺(tái)采用現(xiàn)澆C30鋼筋混凝土，厚度150mm，導(dǎo)臺(tái)斷面弧長(zhǎng)與隧道中心夾角為60°，以保證盾體與導(dǎo)臺(tái)有足夠的接觸面。導(dǎo)臺(tái)弧面施工必須滿足設(shè)計(jì)要求，使盾體與導(dǎo)臺(tái)保持均勻接觸。導(dǎo)臺(tái)施工前，隧道底部殘?jiān)仨毲宄蓛簦e水務(wù)必排干；導(dǎo)臺(tái)中線和高程放樣必須符合設(shè)計(jì)要求；導(dǎo)臺(tái)混凝土澆筑質(zhì)量必須嚴(yán)格控制，

8、防止盾構(gòu)機(jī)步上導(dǎo)臺(tái)后，盾構(gòu)機(jī)自重對(duì)導(dǎo)臺(tái)形成破壞開(kāi)裂，導(dǎo)致盾構(gòu)低頭、下沉，進(jìn)而影響盾構(gòu)姿態(tài)及管片拼裝質(zhì)量。 </p><p>　　3）盾構(gòu)機(jī)空推時(shí)掘進(jìn)參數(shù)及管片拼裝質(zhì)量控制 </p><p>　　（1）盾構(gòu)機(jī)沿導(dǎo)臺(tái)向前步進(jìn) </p><p>　　盾構(gòu)機(jī)沿導(dǎo)臺(tái)向前步進(jìn)時(shí)，項(xiàng)目部跟班技術(shù)員應(yīng)在盾構(gòu)機(jī)前方檢查、監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)情況，重點(diǎn)檢查暗挖段的開(kāi)挖是否有侵入盾構(gòu)機(jī)刀盤輪廓

9、的巖石存在、盾構(gòu)機(jī)殼體下部與導(dǎo)臺(tái)的結(jié)合情況、盾構(gòu)機(jī)兩側(cè)回填豆礫石是否有泄露的現(xiàn)象發(fā)生等。盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)時(shí)，刀盤前方的監(jiān)測(cè)人員與盾構(gòu)機(jī)主司機(jī)要緊密配合，確保盾構(gòu)機(jī)沿導(dǎo)臺(tái)的中心線前移，從而確保盾構(gòu)機(jī)前移時(shí)管片的受力均勻。 </p><p><b>　?。?）管片拼裝 </b></p><p>　　盾構(gòu)空推過(guò)礦山法隧道時(shí)的管片拼裝采取錯(cuò)縫拼裝形式，管片拼裝工藝與正常掘進(jìn)時(shí)的工藝

10、相同。管片選型時(shí)要根據(jù)盾尾間隙與油缸行程結(jié)合盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)選擇合適的管片。管片安裝完后應(yīng)及時(shí)整圓并做好管片螺栓的三次復(fù)緊工作，管片拼裝成環(huán)時(shí)，其連接螺栓先逐片初次擰緊；脫出盾尾后再次擰緊；當(dāng)后續(xù)管片拼裝之前，對(duì)相鄰已成環(huán)的3環(huán)范圍內(nèi)的管片螺栓進(jìn)行全面檢查并復(fù)緊。 </p><p><b>　　4）洞口密封 </b></p><p>　　盾構(gòu)機(jī)完全進(jìn)入礦山法隧道，洞口管片脫

11、出盾尾后，洞口管片與礦山法初支之間的間隙用水泥砂漿砌磚進(jìn)行封閉，管片背后回填豆礫石，通過(guò)環(huán)向預(yù)埋5Φ32水平注漿管及管片吊裝孔注雙液漿，對(duì)洞門及管片外壁封閉固定， </p><p>　　5）管片背后噴射豆礫石 </p><p><b>　?。?）豆礫石儲(chǔ)運(yùn) </b></p><p>　　本標(biāo)段豆礫石是在礦山法隧道及盾構(gòu)導(dǎo)臺(tái)施做完成之后，盾構(gòu)始發(fā)

12、進(jìn)洞之前儲(chǔ)運(yùn)至洞內(nèi)的。豆礫石的數(shù)量則根據(jù)礦山法初支隧道與成型管片背后的間隙計(jì)算而得，并根據(jù)隧道實(shí)際斷面情況予以調(diào)整。本工點(diǎn)每座隧道礦山法段長(zhǎng)度在260米左右，根據(jù)隧道開(kāi)挖情況及理論計(jì)算，正常情況下每環(huán)噴射豆礫石數(shù)量在8～10m3，每座隧道豆礫石儲(chǔ)量在2000方左右。豆礫石進(jìn)洞后由礦山法掌子面向始發(fā)洞口方向均勻堆放，避免在噴射作業(yè)期間豆礫石的長(zhǎng)途倒運(yùn)。 </p><p><b>　?。?）噴射作業(yè) <

13、;/b></p><p>　　管片脫出盾尾后，由于盾殼與管片之間有13cm的間隙，首先通過(guò)底部管片吊裝孔作為注漿孔注水泥水玻璃雙液漿，以防管片下沉產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)；然后利用充填的豆礫石作為管片兩側(cè)支撐。本工點(diǎn)豆礫石粒徑為5～10mm，二臺(tái)噴射機(jī)置于盾體前方約8-10m，作業(yè)工人站在盾構(gòu)機(jī)刀盤前方水平搭設(shè)的作業(yè)平臺(tái)上，從刀盤頂部向盾體后方噴射豆礫石。噴射時(shí)槍頭置于盾體上方1點(diǎn)和11點(diǎn)位置交替噴射。 </p>

14、;<p><b>　　6）同步注漿 </b></p><p>　　在噴射豆礫石的同時(shí)，利用盾構(gòu)機(jī)2＃和3＃同步注漿孔向管片背后注入水泥漿，水泥漿配合比為1:1,注漿壓力控制在0.2～0.3MPa，每次下同步漿液量為2～3m3，注完再下。在同步注漿進(jìn)行的同時(shí)，需在盾構(gòu)機(jī)前方配置監(jiān)測(cè)人員，密切關(guān)注漿液的擴(kuò)散情況，如有大量漿液向前串及時(shí)通知注漿組停止注漿，必要時(shí)調(diào)整漿液配合比從而縮短

15、漿液的凝結(jié)時(shí)間。 </p><p><b>　　7）二次注漿 </b></p><p>　　二次注雙液漿共分三次進(jìn)行，第一次在管片拖出盾尾后，通過(guò)底部吊裝孔注水泥水玻璃雙液漿，以防管片下沉產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)；第二次隨著盾構(gòu)機(jī)向前步進(jìn)，在盾尾第4～5環(huán)管片上3點(diǎn)和9點(diǎn)位置通過(guò)管片吊裝孔注入雙液漿防止管片側(cè)移；第三次每隔十環(huán)進(jìn)行一次環(huán)向封堵，中間管片通過(guò)1點(diǎn)11點(diǎn)吊裝孔注入雙液漿進(jìn)

16、行拱頂回填。二次注漿壓力控制在4bar以內(nèi)，注漿量和注漿壓力則根據(jù)管片姿態(tài)的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 </p><p>　　8）防止管片上浮及側(cè)移措施 </p><p>　　（1）加強(qiáng)管片注漿管理，一旦出現(xiàn)管片上浮或側(cè)移，則在該處通過(guò)吊裝孔打入注漿管進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿，迅速填充管片背后或上部間隙，以阻止管片上浮和側(cè)移。 </p><p>　?。?）管片脫出盾尾后，打穿吊

17、裝孔在環(huán)向A1塊、A3塊及K塊分別安裝一根Ⅳ級(jí)Φ32精軋螺紋鋼，緊頂在礦山法隧道初支上，長(zhǎng)度可根據(jù)礦山法隧道斷面開(kāi)挖情況控制在0.8～1.5m，令其螺母焊接固定在管片吊裝孔鋼螺栓上，通過(guò)此措施來(lái)限制管片上浮及側(cè)移。 </p><p><b>　　9）管片姿態(tài)監(jiān)測(cè) </b></p><p>　　盾構(gòu)機(jī)空推通過(guò)礦山法隧道期間，項(xiàng)目部測(cè)量班必須每天跟蹤測(cè)量管片姿態(tài)，及時(shí)反饋

18、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析管片姿態(tài)的變化趨勢(shì)，確認(rèn)管片是否存在上浮、下沉或側(cè)移，以便及時(shí)采取相應(yīng)措施加以控制。 </p><p>　　10）防止盾構(gòu)機(jī)抬頭或盾體扭轉(zhuǎn)措施 </p><p>　?。?）在噴射豆礫石過(guò)程中，及時(shí)清理刀盤下面殘留豆礫石，始終保持刀盤前方2米范圍內(nèi)導(dǎo)臺(tái)表面清理干凈，防止豆礫石下串盾體引起盾構(gòu)機(jī)抬頭。 </p><p>　?。?）在盾構(gòu)空推通過(guò)礦山法隧道期

19、間，盾構(gòu)機(jī)刀盤必須嚴(yán)格保持靜止，嚴(yán)禁刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)，以防引起盾體扭轉(zhuǎn)。 </p><p>　?。?）每拼裝完一環(huán)管片，在尾盾盾體與管片側(cè)面接口處用簽字筆畫一條線，通過(guò)觀察該線的對(duì)接情況來(lái)判斷盾體是否扭轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)的大小，發(fā)現(xiàn)盾體扭轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)立即停止向前步進(jìn)，及時(shí)查找原因并采取糾正措施。 </p><p>　　3 值得總結(jié)的幾個(gè)問(wèn)題 </p><p>　　（1）礦山法初支圓形隧道施

20、工時(shí)必須加強(qiáng)對(duì)開(kāi)挖斷面的控制，盡量不要有欠挖；對(duì)于少量難以避免的欠挖，在盾構(gòu)到達(dá)前一定要提前處理到位。 </p><p>　　（2）豆礫石的噴射方法值得探討。 </p><p>　　前已提及，本工點(diǎn)是將豆礫石預(yù)先儲(chǔ)運(yùn)至洞內(nèi)，沿線路堆放在導(dǎo)臺(tái)面以上，平均高度約有1。7M左右，然后隨著盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)，作業(yè)工人在盾構(gòu)機(jī)刀盤的前方將豆礫石噴入管片與圍巖之間的間隙。此法不妨簡(jiǎn)稱為豆礫石預(yù)置法。從實(shí)際實(shí)

21、施的情況來(lái)看，這種提前往洞內(nèi)儲(chǔ)備豆礫石的做法效果并不是很好，主要存在兩個(gè)缺陷，一是豆礫石數(shù)量難以計(jì)算準(zhǔn)確，多了少了都會(huì)帶來(lái)麻煩；二是刀盤前方作業(yè)工人倒運(yùn)和清理豆礫石的工作量過(guò)大。附帶說(shuō)一句，此種作業(yè)方式并不是一種新的方法。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 劉建航，侯學(xué)淵盾構(gòu)法隧道[M] 北京 中國(guó)鐵道出版社1991 <