重慶軌道交通復合式TBM施工技術淺談

華天野

摘要：以重慶軌道交通五號線一期工程巴山站～重慶西站區間隧道工程為依托，在該工程中順利完成復合式TBM始發、掘進、接收工作，本文結合現場實際施工情況，介紹了TBM施工相關技術要點及注意事項。

關鍵詞：施工技術姿態控制渣土改良

引言：隨著國內經濟建設不斷發展，地鐵的網絡布局已經形成系統規劃，其地鐵建設也進入了高速發展階段。由此可見地鐵施工必須具有相當高的技術要求；同時盾構法施工相關設備也需要跟上高速發展的步伐，盾構作為地鐵施工的核心設備，其施工技術的成熟與否成了施工中最重要的因素，所以建設者需在施工中不斷總結經驗，迎難而上，使我國地下交通網絡穩步發展，更上一層樓。

1、 工程概況

1.1區間概況

本施工區段范圍包括2個復合式TBM區間，分別為：重慶西站～鳳西路區間和鳳西路～巴山站區間。

巴山站～鳳西路站區間包括復合式TBM區間和礦山法區間兩端，其中復合式TBM區間長1298.159米，巴山站～鳳西路站區間為復合式TBM區間，右線長度1296.502m，左線長度1303.217m。區間線路線坡未單面坡，線路最大柜面埋深未25.8米。

鳳西路站～重慶西站區間右線長2177.418m，左線長2135.856m。區間坡度為V字型坡，線路最大軌面埋深23.7m，區間根據通風要求設置區間風井一座。

1.2工程地質條件

擬建區間所處地形地貌宏觀上屬構造剝蝕淺丘地貌，因地處城區，人類活動頻繁，原始地形遭到破壞，地面經人工改造為城市干道及城區，地形總體較平緩，起伏小。地層巖性主要為砂巖、砂質泥巖。

1.3水文地質條件

線路經過地區原始地形主要是淺丘溝谷地貌，丘包與溝槽相間分布，場區地下水主要為松散層孔隙水以及基巖裂隙水。

2. 施工技術淺談

2.1復合式TBM推進

2.1.1復合式TBM試推進

當復合式TBM安裝、調試結束并一切正常后，進入進洞掘進狀態后及時推進復合式TBM。復合式TBM推進前，要嚴格檢查在土倉內是否有大的混凝土塊，若有要及時清理，避免卡在螺旋輸送機內。為避免刀盤上的刀頭損壞洞口密封裝置，在刀頭和密封裝置上涂抹黃油以減少摩擦力。盾尾鋼刷中必須充滿盾尾油脂。復合式TBM進入盲洞后，為了更好的掌握復合式TBM的各類參數，將TBM始發段100米作為推進試驗段，此試驗段施工時應注意對推進參數的設定以及地面變形與施工參數之間的關系，并對推進時各項技術數據進行采集、統計、分析，爭取在較短時間內掌握復合式TBM的操作性能，確定推進的施工參數設定范圍，此階段是完成TBM推進工作的重要一環，在這個階段內我們必須做好以下幾項工作：（1）用最短的時間掌握本臺設備機械性能，并改進不完善部分，使之更加適應本項目施工。（2）了解和熟悉本區間隧道穿越的圖層地質條件，掌握這種地質下的復合式TBM施工方法。（3）通過本段施工，加強對地面變形情況的監測分析，掌握復合式TBM的推進參數及同步注漿量。

2.1.2復合式TBM正常段推進

正常推進階段采用67環（100.5m）試推進極端積累的數據和經驗，通過加強施工監測，不斷的完善施工工藝，控制地表沉降。掘進過程中，施工人員應根據地質變化、隧道埋深、地面載荷、地表沉降、復合式TBM姿態、刀盤扭矩、千斤推力等各種情況以及導向系統信息作出判斷，對掘進中各項參數進行實時調整。

2.2復合式TBM姿態調整與糾偏

在實際施工中，由于地質突變活操作不當等原因復合式TBM推進方向可能會偏離設計軸線并超過管理警戒值；在穩定地層中掘進，因地層提供的滾動阻力小，可能會產生盾體滾動偏差；在線路變坡段或急彎段掘進，有可能產生較大的偏差。因此應及時調整TBM姿態，糾正偏差。

復合式TBM姿態要按著隧道軸線掘進，管片安裝要順從盾構成型姿態。這就意味著盾構掘進過程中，必須時刻掌握隧道軸線狀態，根據隧道軸線調整盾構姿態，進而控制管片成型姿態。

工作中盾構司機必須嚴格控制每環油缸行程行走量，不能過大，調整姿態宜勤糾偏，緩慢調。同時質檢工程師管片點位選擇必須跟上盾構掘進姿態。否則容易出現管片錯臺、卡盾等現象。

在本區間施工時，直線段掘進，左右兩組形成差一般控制在5mm以內（本區間掘進經驗值），一旦超出直線所能接受形成差，會使盾構機形成偏向某一側的趨勢。這種趨勢形成后會使復合式TBM一直向某一側行走，此時導向系統所示姿態會波動較大，要想止住趨勢，必須進行糾正。糾正宜緩慢、有耐心，首先考慮將趨勢止住，然后根據導向偏差進行反方向掘進，同理趨勢不要有，否則形成惡性循環。

特殊情況下，可根據線路的轉彎半徑提前進行調節。例如在左轉時，進入轉彎曲線前，需提前向左邊進行適當的偏移。因此主司機必須提前掌握整個線路的走向以及趨勢，確保方向能夠更加緩和的調整。

2.3復合式TBM渣土改良

渣土改良的主要目的是抑制地表沉降，減少刀具磨損，并使切削下的渣土能以良好的形態通過螺機、皮帶機傳送到渣斗內。

渣土改良需要添加劑其種類很多，主要包括水、膨潤土、泡沫、高分子聚合物等，不同的添加劑適用于不同的地層，合理的選擇添加劑能讓掘進事半功倍。重慶主要地質結構為砂巖、泥巖和砂質泥巖，掘進時使用水、泡沫劑就可以達到改良目的。

影響渣土改良的因素一是添加劑的選擇，二是盾構司機對掘進參數的掌控和添加劑計量的使用。

掘進時要密切注意刀盤扭矩、螺機扭矩、螺機壓力的變化，螺機扭矩和壓力能直接的反映出渣土的狀態，掘進正常，螺機扭矩逐漸增大（一般波動在1～2），壓力增加，此時土倉里的渣土已經處于干渣狀態，刀盤扭矩會隨之增大。

掘進時添加劑的多少要均勻添加，掘進時要根據掘進參數對土倉內渣土狀態做一個預判，提前預判狀態，提前對添加劑多少進行調整，這樣才能使從螺機出來的渣土始終保持一定的、良好的形態。一般來說，在地質巖層沒變之前，沒有大量水涌入，可以根據經驗值使用添加劑，此時添加劑的總量一般是定值。當土倉有外來水涌入時，要進行適當調整。

3、總結

作為一名盾構施工技術人員，應較全面地了解盾構機的各系統性能，具有及時判斷盾構機故障及處理的能力，不斷學習及積累先進的施工技術，勇于創新，為企業做貢獻。以上是筆者在重慶軌道交通項目施工過程中總結的一點經驗，還有很多不足之處，望各位同行指正，多多交流。endprint