盾構機切削玻璃纖維筋混凝土地下連續墻施工技術

謝永康

【摘要】隨著盾構法施工在城市的建設中不斷發展，為了解決盾構機進出洞鑿除混凝土洞門安全風險大、工期長的問題，本文通過盾構機刀盤改造，采取合理的掘進參數，從而達到盾構機直接切削地下連續墻順利進洞及出洞，減小了安全風險，因此，盾構機刀盤的改造及盾構掘進過程中參數的確定，成為盾構切削地下連續墻施工技術的關鍵。

【關鍵詞】盾構機；切削混凝土；掘進技術

1、工程概況

北京市南水北調配套工程東干渠工程施工第一標段位于北五環仰山橋西北側，設計輸水隧洞采用盾構法施工，盾構始發兼接收井圍護結構均采用地下連續墻支護，盾構機通過地下連續墻部位采用同等級玻璃纖維筋代替，盾構始發、接收及區間通過二襯豎井均采用盾構機直接切削地下連續墻通過。本標段盾構機采用小松TM625PMM，為了驗證盾構機刀盤改造后對地下連續墻的切削能力，選取在1號盾構始發兼接收井盾構機接收時對地下連續墻進行切削，穿越二襯豎井期間將洞門鑿除剩余20cm再進行掘進，盾構井剖面圖見圖1。

圖1 盾構井剖面圖

2、刀盤改造

地下連續墻混凝土標號為水下C35鋼筋混凝土，經現場實踐檢測將切削的地下連續墻混凝土強度最大達到44Mpa，為了保證刀盤切削混凝土，在刀盤上增加了128把加強型羊角刀凝土切削刀具，對刀盤進行了改造處理，改造后的刀盤布置圖見圖2。

圖2 刀盤改造配置圖

3、盾構掘進施工技術

3.1 掘進參數

本區間盾構機在通過二襯豎井時，地下連續墻鑿除剩余有20cm厚混凝土，通過切削兩個二襯豎井地下連續墻總結出經驗，以“慢速推進，勻速轉動”原則進行掘進施工。

土壓：因連續墻自穩性能極好，考慮到掘進過程中可能會有較大混凝土塊脫落，為防止大塊混凝土卡住土倉及螺旋機影響掘進，故選擇不保土壓，進行零壓掘進。

速度：因連續墻強度較高，且有多個連續墻等待穿越，為保護刀具，防止刀具崩角，控制吃刀量在2mm，即刀盤每轉一圈掘進2mm，注意刀盤溫度不宜過高。

注漿量：因連續墻滲透性差，注漿過多會導致注漿壓力升高，造成盾尾漏漿。為保證注漿效果務必保證注漿質量和數量，嚴格控制砂漿配比。注漿量4m?，根據注漿壓力進行適當調整，避免盾尾漏漿。

二次補漿：為防止盾構穿越后期洞門處漏水，安排進行二次補漿，注漿量每環0.8m?，雙液漿。

3.2 技術準備

為保證盾構成功穿越連續墻，提前對刀盤進行焊接加長仰角刀，以保證對墻體的切割。保證盾構各個系統正常運轉，對加泥、泡沫系統進行調試，確保渣土改良效果。防止盾構在穿越的過程中因故障停機，造成不可控的影響。二次補漿系統準備到位，及時進行二次補漿，防止地面沉降。

3.3 掘進過程

盾構機于2013年9月2日晚19點開始進行地下連續墻切削，2013年9月3日早上9點完成1m厚地下連續墻切削施工，切削過程中地下連續墻有震感，中心刀先行掘進進洞，地下連續墻混凝土隨螺旋機進入渣土車內，掘進完成后接收井內只有很少部分，切削過程中刀盤摩擦地下連續墻聲音很大。因連續墻內有玻璃纖維筋，防止被切割下來的纖維筋在土倉內纏繞成團，影響出渣，因此掘進過程中，閘門務必全開，保證切割下來的土體及時排出土倉。因掘進速度較慢，施工時間過長，防止刀盤因施工時間長而溫度過高，務必多加水降溫，必要時候需停機降溫。

盾構機姿態控制，盡量控制盾構姿態在規定范圍內，糾偏時要做到勤糾偏、緩糾偏，以每環糾偏量不超過3mm為宜，確保盾構平穩直線型進行掘進。

盾構穿越連續墻后，在保證土倉內水泥塊排干凈的情況下緩慢建立土壓，恢復正常掘進。

盾構穿墻后因土壓較低可能會超排，務必加大注漿量和二次補漿。二次補漿要求當掘進出土量較大或地面沉降過大時，要及時進行二次補漿，補漿材料為水泥、水、水玻璃，配比1：1：1。二次補漿采用管片開孔進行，注漿位置一般選在頂部，避開封頂塊。因雙液漿凝固時間較短，為了避免注漿材料堵塞盾尾注漿管路，影響同步注漿，要保證注漿環數與掘進環數相差10環左右。最好在掘進狀態下進行二次補漿，可有效防止雙液漿堵管。補漿時注意觀察管片有無破裂、漏水，錯臺是否變大，若有異常情況及時停止。觀察注漿壓力，達到1Mpa即可。

3.4 監控量測

確保盾構順利穿越，嚴格執行掘進參數的同時，測量隊需提前做好監測準備，在必要位置提前做好監測點位，測點布置設置于洞門四周及上部混凝土支撐上，盾構穿越前、穿越過程中、穿越后進行若干次監測，及時將洞門墻及地下連續墻位移及沉降結果告知盾構操作人員，操作手根據位移及沉降報告及時調整土壓值及注漿量。穿越期間安排專人對地面進行巡視，有異常情況及時上報。

4、結語

實踐證明，盾構機直接切削地下連續墻必要嚴格控制掘進速度，不可圖一時之快，刀具受損對后期穿越影響非常大，施工參數的嚴格控制才能保證盾構的順利穿越。盾構穿越地下連續墻務必保證施工的連續性，由于盾構法施工配套設備較多，對盾構機、龍門吊、電瓶車、攪拌站等設備的保養和維護是施工有序、快速掘進的重要保證，通過此次切削地下連續墻為今后施工提供了有力的技術支持。