盾構施工遇障礙物的處理方法

□文/張鐵成 陳津晶

盾構施工遇障礙物的處理方法

□文/張鐵成 陳津晶

隨著天津地鐵建設的大發展，盾構施工里程越來越長，施工遇障礙物的情況越來越多。文章以天津地鐵1號線東延工程施工中遇到的兩種情況為例，簡單介紹障礙物處理的方法。

地鐵；盾構；障礙物

1　施工線路上存在鋼管井

1.1工程概況

天津地鐵1號線東延線機場大道—奧體中心站盾構左線區間上存在1口鋼管井，始建于20世紀60年代，井距離線路中心0.72 m，位于農田灌溉溝渠中，直徑400 mm，壁厚7 mm，井深約600 m，水深＞35 m。因影響盾構區間正常施工，需將井在盾構影響范圍內井段切割拔除。

1.2施工方案設計

考慮施工的可靠性、經濟性、可行性以及施工周期，經多方研討，最終確定施工方案為爆破切割+鋼套筒水氣幕震動沉管法進行鋼管井的拔除施工。

1.3施工方案介紹

1.3.1施工準備

施工前，采用高壓射水法將鋼管井進行疏通，在切割位置以下5 m設置鋼絲網片吊網，其上灌注混凝土。

1.3.2鋼管井爆破切割

根據井況數據，設計了一種適和此次井切割的特制聚能切割彈，采用聚能切割的方式實現切割作業。井管切割需要的彈體直徑約為350～380 mm，長度約40 cm。裝藥量設計上考慮到在水下的影響，擊穿鋼板厚度考慮按2 cm計算，采用孔內裝藥切割方式。將切割彈點火總成上端與麻繩連接在一起，利用自重將切割彈傳送到切割位置，起爆電線（φ1 mm）沿麻繩引出外延至距離井口100 m處。

1.3.3鋼管井拔除

采用高壓水幕氣幕振動沉管法拔除鋼井管，施工工藝流程：暴露管井頂部→與管井同心打入φ900 mm直徑的鋼套筒→用高壓水幕氣幕清除套管與管井間的土體→液壓沖抓斗清除管井→管井拔除→液壓沖抓斗清除余留管井→孔位封堵及回填→拔除鋼套管。

1）套管打入。鋼套管內徑φ900 mm，壁厚16 mm，長度32 m，分段打設。焊接時焊縫必須焊接牢固，打設時制作一專用夾具，用50 t履帶吊車懸掛DZ135震動錘打設。為防止鋼套管下部被硬物擠壓損壞，對鋼套管下端部采用鋼板進行加固。鋼套管打設時必須與鋼管井同心，鋼管底比需要清除的標高底低2 m。

2）高壓水槍沖孔減摩。鋼套管打設好后，利用鋼套管內預先留置的高壓水槍，用高壓水泵不斷向套管內沖水，將鋼套管內泥土充分液化，土體液化后的泥漿用泥漿泵抽出，通過泥漿管路輸送到泥漿箱中，初步沉淀后及時用槽罐車外運。

3）鋼管井拔除施工。高壓水槍沖孔的底標高應達到要求清除管井的底標高，管井周圍的土體液化并抽干后，直接用50 t吊車將管井吊出。

4）套管拔除及管井孔回填施工。管井孔回填之前利用導管注漿封堵套管底部。管井孔回填質量的好壞將嚴重影響到周邊土體后期的沉降情況和后期盾構推進施工，經研究采用水泥土填充材料。套管拔除與回填應同步進行，利用鋼套筒拔除過程中高頻振動保證回填材料密實。

2　施工線路上存在混凝土樁

2.1工程概況

天津地鐵1號線東延線雙林—李樓盾構區間線路上存在信號塔，信號塔基礎采用鋼筋混凝土灌注樁基礎，樁長21.0 m，直徑600 mm，共6根，混凝土強度等級為C25混凝土。承臺設計為矩形承臺，混凝土強度等級為C35混凝土。

2.2施工方案設計

考慮經濟性、安全性，可行性，經研究比選，決定采用360°全回轉套管鉆機施工，另配65 t履帶吊配合。

2.3施工方案

2.3.1工藝流程

放出樁位中心→全回轉套管鉆機定位→鋼套管壓入、鉆進、清除舊樁→樁孔回填→移至下一鉆孔位置。

2.3.2施工準備、鉆機就位

將承臺挖出并拆除，拆除后采集舊樁坐標并保存備用，然后用水泥土回填壓實。根據已布置孔位，制作定位鋼板標記。鉆機就位前應先將定位鋼板按標記安放固定，鉆機就位后調整好設備的水平度并隨時觀察和控制套管的垂直度，使之偏差低于1/300。

2.3.3套管壓入、鉆進、拔除舊樁

全回轉鉆機就位后，吊裝第一節套管于鉆機鍥塊中并夾緊，保持套管垂直度后，回轉套管并下壓，利用設備最大壓入力壓入套管，使套管內擠滿泥土或障礙物擬達到止水目的，然后用沖抓斗從套管內抓土或用鋼絲繩拔出舊樁，一邊抓土（拔樁）、一邊繼續下壓套管。

第一節套管壓入時，套管高度需要高于鉆機平臺1.2～1.5 m，以便接管。接管后檢測垂直度，發現套管傾斜馬上進行糾偏調整，保證其垂直度偏差控制在1/300左右。然后，套管繼續下壓抓土（拔樁），直至舊樁底部。本工程的舊樁為全籠，采用將樁分段然后用鋼絲繩吊出。套管在旋轉鉆入的過程中套管帶著套管內土體旋轉，對舊樁產生摩擦力從而舊樁會受到旋轉扭力。隨著套管的鉆入對舊樁的扭力逐漸增大，當扭力大于舊樁的承受能力時就會斷裂。當舊樁承受能力過大不能在理想位置斷裂時，采用鋼楔子塞在樁于套管內壁之間，然后旋轉套管將樁扭斷。

2.3.4樁孔回填

經比較，舊樁拔除后采用水泥土回填，相對比較有利于盾構的推進。水泥土是在一般的素土中摻入7%～10%水泥翻拌均勻后填入孔內。水泥與土攪拌后的水泥土回填采用挖機一斗一斗灌入孔內，由于水泥土填入孔內是松土，回填過程中通過土體的自重沖擊力使土體密實，邊回填邊拔除鋼套管，當填筑至上部后拔出鋼套管移除拔樁機械，因上部土體沖擊力較小，采用重錘擊實，該施工方法回填的土體密實度較好。

3　結語

上述兩種拔樁方法在地一號線東延項目中得到了很好的應用，目前盾構施工已經全部完成。

□陳津晶/天津市地下鐵道運營有限公司。

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1008-3197（2016）02-60-02

2015-12-29

張鐵成/男，高級工程師，天津市地下鐵道集團有限公司，從事工程技術管理工作。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.02.020