淺談地鐵盾構隧道端頭加固設計與施工技術應用

楊金龍

江蘇盛華工程監理咨詢有限公司 221000

摘要：盾構法是現今隧道開挖中經常應用的一類技術，具有著質量高、施工時間短以及安全系數強等特點。在本文中，將就地鐵盾構隧道端頭加固設計與施工技術應用進行一定的研究。

關鍵詞：地鐵盾構隧道；端頭加固設計；施工技術應用

1 引言

盾構施工中，端頭土體加固是非常重要的施工內容，是對整個施工控制的關鍵工程。在部分盾構施工中，洞門塌方可以說是一類經常出現的事故，洞門加固質量的高低，將直接對盾構機能產生影響。此外，在盾構接、收時，往往需要鑿除洞門，在洞門鑿除時，也可能因為加固體強度不足以及加固體滲漏情況的出現導致發生事故問題，對此，就需要對該項工作引起充分的重視，通過合理加固方式的應用保障施工質量。

2 設計方式

軟土地層是施工活動開展中經常出現的一類問題，在加固方案中，需要對底層的地質條件以及水文地質條件做好選取，并做好以下設計內容的考慮：第一，在設計中，要做好地下水流失情況的控制；第二，要做好隧道外土體強度的提升，以此實現對地表沉降的科學控制，避免端頭出現坍塌情況；第三，盾構機始發以及到達方面，需要在充分聯系現場地質情況的基礎上做好土體加固方面的總結，并在盾構接收以及始發方面通過混凝土素樁以及雙重管旋噴樁方式的應用進行加固；第四，在重型機械設備應用時，要做好端頭位置土體承載力的提升。

3 加固確定

3.1 要密切聯系橫向加固尺寸。在軟土地區施工中，進行橫向加固的目的就是起到止水以及地層的穩定作用，即對盾構殼同加固區間的結合作用起到對周圍水土壓力的一種抵抗。根據我國盾構施工經驗，一般需要將盾構殼體以外2至3m作為橫向加固范圍。縱向加固尺寸方面，由于在端頭位置底層往往存在一定的水層，在受到止水性長度控制時，在盾構始發時則需要在原有縱向加固長度的基礎上再加上2m左右的止水長度，即整個縱向加固長度在10m左右。在加固工作開展中，加固土體就相當于一個具有臨時特征的支檔系統，且在自身強度滿足后沒有加固時，則可以在對水土壓力進行施加的同時避免土體出現滑移情況。

3.2 要通過水平探孔以及豎直抽芯兩者結合的方式對隧道端頭位置的加固效果進行檢查。在實際檢查工作開展中，需要重點做好樁位置的檢查，芯樣獲取方面，則需要保證其連續性能夠達到90%以上，且水平坍孔方面需要科學的在隧道端頭的周圍進行布置，保證其深度在加固體深度的1m以上。在處理完成后，如果經過檢查發現實際加固效果并沒有對加固要求進行滿足，則需要及時采取措施對其進行處理。

4 隧道端頭加固建議

在盾構機到達位置時，由于洞門會簾布橡膠材料進行密封，具有著向著端頭內翻的特點，該種特點的存在，則會使盾構機在始發情況下所具有的密封效果較差，再加上盾構機在掘進時，將會對上部土體產生一定的擾動，此時，外部水土則會通過上體通道以及盾構機殼體產生一定的流失情況。砂性底層方面，水土流失以及流砂等問題不可避免的出現，并會在端頭外部在形成塌陷的同時度整個施工的穩定性產生影響。對此，則可以對加固尺寸進行適當的加長，并在其后部位置對加固土體進行應用，以此實現對土體的改良。

5 加固土體防水

在加固處理中，土體防水性能指標是非常重要的一項參數，即要保證滲透系數能夠控制合理范圍當中。而在很多工程實際開展中，該種指標經常會出現偏高的情況，且在實際施工中很難對其進行精確的檢測。同時，防水性能也是施工中的一項重要指標，通過良好防水性能的實現，則能夠使端頭圍護結構在去除之后，如果土體還沒有完成加固，地下水也不會滲出而對后部土體的穩定性產生影響、避免出現水土流失問題。對此，在實際工作開展中則需要對施工經驗進行密切的結合，在對盾構機到達、始發安全角度進行保證的基礎上使土體在加固完成后能夠對一定的合理要求進行滿足，并保證檢測手段具有更為直接以及方便的特征。在始發中，要保證推進的安全性，并在推進的同時做好始發洞門探孔的觀察，在經過觀察、沒有發現異常情況之后再進行施工，而如果經過觀察發現存在問題，則需要及時聯系施工人員對其進行處理，如果再此過程中探孔存在漏水以及漏泥等情況，則可以通過以下方式的應用對其進行處理：第一，如果因周圍環境的影響，不能夠對降水深度進行進行保證，則需要對垂直凍結法進行應用，通過該種該方式的運用在原有加固區域中對其進行加固，而如果現場情況較為嚴重，則需要通過液氮方式的應用對其進行凍結處理；第二，在情況需要下，可以對端頭位置的降水井進行啟動，并對其進行應急處理。

6 施工技術應用

在施工過程中，要做好以下方面技術的把握：第一，通常情況下，在對加固技術進行應用時其所具有的加固強度會高出1.5MPa，根據此種情況，在實際工作開展中則需要對水泥用量進行適當的控制，并做好試樁工作；第二，在對抽芯方式進行應用時，所使用的檢測方式獲得的強度會稍微小于實際強度，這是因為在抽芯工作開展中，其在擾動過程中不可避免的會產生一定的應力釋放，在對周圍環境產生微小破壞的同時會使實測強度同實際強度相比稍小。而在實測強度在3MPa情況下，盾構設備在掘進時也將存在較大的阻礙。同時，在試驗工作開展匯總，單軸所獲得的抗壓強度以及施工三軸能力在狀態方面也存在一定的不同；第三，在施工活動開展中，可以將盾構機先進行掘進的部分保持在一個較高的狀態當中，而在靠后土體強度方面則需要進行適當的降低。通過該種方式的應用，則能夠在對施工安全進行保證的同時更有利于盾構機掘進控制工作的開展；第四，在對加固長度進行統一后，則能夠以較為準確的方式對原狀土同隧道加固土體間的位置進行設置，且在施工中也能夠將伸縮縫間的彈性密封墊改變為復合式。

7 結束語

在現今隧道工程大量建設的今天，盾構端頭加固工作也具有著更為重要的意義。在上文中，我們對地鐵盾構隧道端頭加固設計與施工技術應用進行了一定的研究，需要在實際工作開展中能夠聯系實際、把握重點，通過科學設計以及施工技術的應用保障工程加固質量。

參考文獻：

[1]楊海東.粉細砂地層地鐵盾構端頭井加固方法的適用性分析[J].城市軌道交通研究.2011（05）：61-64.

[2]張瑞芬.盾構施工中端頭井加固技術[J].國防交通工程與技術.2011（01）：60-62.