關于大直徑泥水盾構的礦山法隧道內接收施工技術及措施

文/ 楊永軍 中鐵十五局集團城市軌道交通工程有限公司 河南鄭州 450000

關于大直徑泥水盾構的礦山法隧道內接收施工技術及措施

文/ 楊永軍 中鐵十五局集團城市軌道交通工程有限公司 河南鄭州 450000

為了實現(xiàn)大直徑泥水盾構安全順利完成在礦山法隧道內的接收施工，益田路盾構隧道工程項目采用了管棚侵限檢測與礦山法隧道擴挖、礦山法隧道頂部埋設32的錨桿、空推段導臺施工以及端頭墻至礦山法下臺階等技術，為確保施工質量，還采取了相應的擴挖施工、斷面復噴處理、施工放樣、錨桿注漿、砼導臺澆注、焊接牛腿等措施。這些施工技術在大直徑泥水盾構的礦山法隧道內接收施工中是可行的且是十分重要的。

大直徑泥水盾構；礦山法；接收施工技術；措施

國民經濟的發(fā)展推動著我國各個領域的進步與發(fā)展，但高速發(fā)展的城市存在大量既有建筑，其對盾構機到達接收端的接收方式有較大的限制作用，盾構機在實現(xiàn)豎井直接接收時也存在較大的難度，更多施工單位選擇了旁井接收或洞內接收，而這對接收端施工技術提出了更高的要求。筆者將以益田路盾構隧道施工為例，簡要分析大直徑泥水盾構的礦上法隧道內接收施工技術及其措施。

1、工程概況及水文地質條件

1.1 工程概況

本工程為益田路盾構隧道接收施工，該盾構隧道起點里程為DK107+915，終點里程為DK109+385.6，隧道總長為1470.6m。本盾構隧道分兩段展開施工，第一段為DK107+915至DK109+255，總長為1340m，采用盾構法施工；第二段為DK109+255～DK109+283，總長130.6m，采用礦山法開挖以及盾構法空推施工，采用礦山法開挖上臺階部分，保留中下臺階后采用盾構對下半斷面進行開挖。本項目中的2號豎井位于蓮花山蓮花路南，地處緩丘，盾構線路穿越最大丘頂標高為41m，丘坡較為平緩，豎井施工場地依山開挖而建。盾構到達端在DK108+255，線路在此部分的埋深為29～33m，項目地表為富蓮大廈裙樓和蓮花北村的停車場。

1.2 水文地質條件

在正式施工前，施工單位安排專業(yè)人員對施工場地進行了地質勘查，勘查結果顯示，益田路盾構隧道項目中，端頭盾構始發(fā)地層為1～3弱風化變質砂巖，厚度約為6.1m，往上依次為1～2強風化變質砂巖、1～1全風化變質砂巖、1～1分制粘土和填土層。采用礦山法爆破后，工程項目所在地的原巖性組織結構已全部被破壞，裂隙水發(fā)育，滲透系數(shù)K＞0.5～2m/d。

2、大直徑泥水盾構的礦山法隧道內接收施工技術及措施

2.1 管棚侵限檢測與礦山法隧道擴挖

本工程對DK109+255～DK109+268段頂部進行了159長管棚的施工以及兩根侵限的處理，礦山法隧道整體沿小里程方向擴挖了13m，擴挖施工是在確保節(jié)點工期不變的原則下進行的，臺階段由原來的DK109+268～DK109+283變?yōu)镈K109+255～DK109+283。

采用礦山法開挖盾構掘進范圍內上半圓約7m高的范圍內，下半圓約6m高的范圍內則將中微風化變質砂巖保留。對空推段和DK109+255～DK109+283臺階段實施斷面復噴處理，直至處理后的隧道凈空直徑為13.4m，即大于刀盤半徑20cm，這一措施可為后期隧道管片壁厚注漿作業(yè)提供便利。

2.2 礦山法隧道頂部埋設32的錨桿

將32的砂漿錨桿設置于DK109+290.2～DK1 09+323設置于已經完成施工的礦山法隧道拱頂，以便于盾構機后配套3、4號臺車洞內解體施工的進行。本工程所選取的錨桿直徑為32mm，長為4m。一個斷面設置3根錨桿，錨桿之間的距離為3m，縱向1.5m一個斷面。為了確保錨桿施工質量，施工人員需采取以下措施：

（1）在鉆孔操作前進行施工放樣，確保成孔偏差水平方向不超過3cm，垂直偏差則不大于1%。

（2）確保成孔達到設計深度后，既要盡最大可能吹干凈孔底的巖粉，還要清洗干凈土層錨桿，為防止踏孔需立即對錨桿進行注漿。

（3）在漿體初凝后需進行二次補漿，確保錨桿的穩(wěn)定。將錨桿作為挪動鉆機或其他設備的輔助點極有可能會對錨桿的質量造成影響，因此施工人員在養(yǎng)護過程中需對這一點加以關注。

2.3 端頭墻至礦山法下臺階

本項目之所以要做端頭墻，主要原因有兩方面：1、該泥水盾構接收段為礦山法隧道，存在施工臺階，仍需要由盾構機來完成掘進，2、施做端頭墻可以為泥水盾構機提供泥水平衡壓力，滿足泥水盾構施工條件。

端頭墻至礦山法下臺階DK109+298～DK109+ 283段導臺布置形式與前文所介紹的空推段導臺布置形式基本相同，但前者取消了導軌。切削導臺后，隧道中心比實際隧道中心比理論高5公分，這也就意味著DK109+283～DK109+298段處的導臺頂標高保持不變，但隧道軸線位置比正常段高5cm，且沿大里程方向以0.23%的坡度遞減，導臺長為16m,共需C30混凝土80.64m3。

2.4 出洞端頭墻

刀盤破除上臺階掌子面時極易因壓力驟降而導致地表沉降，因此施工人員需在端頭墻上預留注漿管并安裝閥門，盾構機到達之前需將該段注滿水。端頭墻的施工工藝主要如下：

（1）錨桿施工。預先埋設錨桿可使端頭墻與隧道初期支護連成整體，縱向設置2排錨桿，間距0.6m；環(huán)向設置38根，間距1.0m。單根錨桿長為3.5m，外露初支0.4m，本項目共需266mφ22砂漿錨桿。

（2）玻璃纖維筋綁扎。使用鋼制U型卡連接玻璃纖維筋主筋，在選取U型卡時，需注意其應與筋材直徑相適應，每根筋材連接段的U型卡數(shù)量不得少于兩個。除主筋外，其余玻璃纖維筋材均使用鐵絲進行綁扎連接，搭接長度不得小于30d。

（3）模板安裝。采用滿堂搭設的形式在端頭墻兩側搭教授叫，同時還需在其底部做好加固工作。分層安裝模板，即先安裝底部2m模板，混凝土澆筑完成并具備初期強度后先拆模，然后再逐層安裝下一層2m模板。設置玻璃纖維筋固定腳螺栓可有效防止模板變形。

（4）混凝土澆筑。端頭墻混凝土適用C40，分段分層進行混凝土澆筑，澆筑高度則以結構特點、玻璃纖維筋的疏密為依據，最大不得超過55mm。使用插入式振動器時應快插慢撥，插點需均勻排列、逐點移動，最大限度保證均勻振實。在澆筑混凝土的過程中，施工單位需安排專人對模板鋼筋、預留孔洞預埋件、插筋的位移變形或堵塞情況加以觀察，一旦發(fā)現(xiàn)問題需立即停止?jié)补嗖⒓右孕拚?/p>

（5）拆模和養(yǎng)護。混凝土澆筑完成且達到拆模強度要求后，施工人員可按照大體積混凝土模板拆除技術自上而下實施拆模。

（6）防滲漏措施。混凝土澆筑未凝固時，在端頭墻與初期支護接縫處預埋25根1.5寸鋼管，環(huán)向間距1.5m，這些鋼管可用于端頭墻澆筑完成后的注漿施工，同時還可填充端頭墻與初期支護之間可能存在的間隙。

結語：

本文所提出的大直徑泥水盾構的礦山法隧道內接收施工技術科有效提升盾構接收的安全性，同時也可有效控制接收過程中有可能產生的各種風險，對于施工單位而言，這些施工技術有利于工程工期的縮短，同時還可解決盾構在堅硬的基巖中掘進效率較低的問題。