灣登區(qū)間隧道工程盾構掘進姿態(tài)控制技術

在本次灣登區(qū)間隧道工程盾構掘進姿態(tài)控制過程中，施工單位要結合自身施工技術，做好施工組織計劃，制定完善的施工的技術標準，針對每一階段工程盾構的掘進情況，采取相應的控制和管理措施，從根本上保證隧道工程盾構掘進的狀態(tài)，滿足施工現場安全標準、質量標準以及技術標準。

1 工程概況

灣登區(qū)間隧道工程由雙線圓形隧道組成，采用盾構法施工。左線全長2476.564m，右線全長 2384.086m，均含中間風井30.5m。設中間風井1座、聯(lián)絡通道兼廢水泵房1處、單獨聯(lián)絡通道3處。區(qū)間左右線間距7.0m～16.0m。區(qū)間線路縱斷面為“V”形坡，最小縱坡2.000‰，最大縱坡為縱坡25.982‰，隧道平面曲線半徑最小為600m，豎曲線半徑為5000m。隧道頂覆土10.0m～28.8m，區(qū)間隧道主要穿行于粉細砂、全風化泥巖、強風化泥巖、中風化泥巖地層，局部通過淤泥質土層。最終隧道內徑為5400mm，隧道掘進外徑6250mm。

2 技術分析

本區(qū)間隧道掘進采用中交天河機械制造廠生產的φ6250mm復合式土壓平衡式盾構機。總長度為76.92m，設備包括盾構機和后備臺車兩個體系，其中盾構機主體長度為10.075m，牽引部分長度為15.545m，后備臺車長度為51.300m。該盾構機刀盤采用面板式（分割塊數為7塊）結構，開口率為34%，重63t，驅動方式為變頻電機驅動。盾構始發(fā)井端頭地層洞身位于淤泥質土、淤泥質砂、粉細砂，加固措施：先采用800mm厚的素混凝土連續(xù)墻進行帷幕，再利用三軸攪拌樁φ850@600×600進行加固，攪拌樁與車站圍護結構之間設置一排旋噴樁φ600@450。加固范圍為線路縱向10.0m，隧道周邊3.0m線以內的范圍。要求加固后的土體的無側限抗壓強度不小于1.0MPa，滲透系數應小于1.0×10-6cm/s，若達不到要求，要及時彌補。端頭加固范圍內的地面超載不得大于70KPa。

3 影響盾構掘進姿態(tài)的因素

在進行隧道盾構掘進過程中，影響掘進姿態(tài)的因素有很多。第一，土壓的設定值，需要結合實際情況，根據土層厚度和摩擦角以及容重進行分析。在實際糾偏過程中，需要設定比較大的土壓設定值，從而大會土體對機頭的反作用力；第二，地質出現變化。在實際施工過程中，一旦盾構位于軟土層，施工人員就很難控制實際滾鉤姿態(tài)。主要由于在軟土層中，含有很高的含水量，空隙比較大，具有很強的壓縮性，導致地層穩(wěn)定性較差，在實際掘進過程中，盾構機會出現磕頭的情況。并且盾構機在遇到兩側軟硬程度不同的土質時，盾構機就會在水平方向上和垂直上出現過量變形運動；第三，注漿的位置和時間也會影響到隧道工程盾構掘進姿態(tài)。在實際掘進過程中，施工人員需要對盾尾的空隙進行注漿，對周圍巖石進行支撐，防止巖石出現位移，影響到整體結構的穩(wěn)定性；第四，轉彎管片的影響。一旦盾構掘進遇到曲線段時，施工人員需要根據實際情況，采用轉彎管片，對轉角進行調整，保證盾構軸線與隧道設計軸線保持吻合，從根本上控制好盾構姿態(tài)；第五，管片的姿態(tài)。在進行掘進過程中，管片與盾構機要保持同心的狀態(tài)，保證推進方向的垂直，嚴格按照既定的方向進行施工，一旦管片平整度出現較大差異，就會影響盾構的姿態(tài)。

4 灣登區(qū)間過河問題總結

在過河過程中，受到各種因素的影響，從而出現了各種問題。第一，由于在施工現場，地下水資源十分豐富，加上倉距離河底較低，在掘進工作完成以后，土倉就會出現進水現象，導致泥渣離析，并且出現了很多小石塊，導致噴涌；第二，在實際掘進過程中，地質出現嚴重突變，需要根據施工現場情況，對掘進的參數進行合理的調整；第三，因為距離河底覆土較淺，在過河過程中，采用氣壓輔助的掘進模式，會出現河面冒泡問題；第四，為了防止管片出現滲水問題，需要在拼裝過程中，壓緊管片，控制好拼裝質量，防止管片的出現斷裂或者脫落問題。為了防止管片出現破損問題，需要控制好運輸和吊裝過程。

5 灣登區(qū)間隧道工程盾構掘進姿態(tài)控制措施

為了保證工程施工質量，提升掘進的安全性，施工單位需要控制好掘進方向，結合實際施工情況，對盾構姿態(tài)進行及時的調整和糾偏。

5.1 控制好掘進方向

在實際控制過程中，施工人員可以采用自動導向測量和人工測量向結合的方式，對盾構姿態(tài)進行監(jiān)測。其中自動導向測量系統(tǒng)，能夠進行自動的引導和定位，針對掘進的狀態(tài)進行動態(tài)的監(jiān)測，顯示盾構機實時的位置，然后根據隧道設計軸線的標準進行隨時的調整。為提升測量核對的準確性，需要采用人工測量的方式進行校準，分析其中的數據，對盾構機的位置和姿態(tài)進行科學合理的調整。在盾構機掘進過程中，會受到各種因素的影響，導致掘進方向與設計軸線出現偏離的的情況，采用控制油缸推力的方法，調整盾構機的姿態(tài)，從根本上調整出現的偏差，保證滿足實際設計規(guī)范的要求。

5.2 防止盾尾漏漿（防漏）措施

（1）提高同步注漿質量與管理。在每環(huán)推進過程中，需要控制好漿液流速，以及漿液將漿液的凝固時間控制在6到8小時之間。同時，施工人員要嚴格控制好注漿的壓力和注漿量，滿足實際操作中的技術參數。

（2）盾尾漏漿對策。在實際施工過程中，一旦出現盾尾漏漿問題，需要及時補充盾尾密封油脂，保證盾尾油脂能夠填滿整個空隙，有效的進行堵水防漏。如果水勢比較大，在必要的時候，施工人員可以在管片和盾殼之間塞入海綿條，填滿中間的間隙，保證穩(wěn)固性。

5.3 防止江底地層沉降措施

（1）控制土倉壓力穩(wěn)定性。在進行盾構推進過程中，施工人員要根據設計標準，分析土倉的壓力，根據局域水位不斷變化，總結影響因素，進行科學合理的調整。因此，施工人員要控制施工現場土倉壓力，防止出現較大的波動，保證切削面的穩(wěn)定性。尤其在穿越覆土厚度較薄的位置期間，一定要防止由于壓力波動過大，導致?lián)舸┖拥椎母餐痢?/p>

（2）提高注漿量。施工人員若發(fā)現江底沉降量較大（＞5cm）時，需要根據具體施工情況，增加注漿量，然后視情況在襯砌壁后進行二次注漿，滿足實際施工技術要求，保證施工安全。

5.4 防止形成泥餅

（1）建立完善土建工程師強化責任制。施工技術人員通過現有的地質資料，組織施工計劃，對可能出現泥餅的地段進行詳細的論證和分析，然后制定相應的處理預案。在盾構過程中，進行到這一地段時，需要實時監(jiān)測盾構機的技術參數，一旦出現出渣減少、出渣較黏，推力、扭矩的變化情況，就要做好科學合理的判斷，防止出現結泥餅情況。

（2）嚴格控制操作規(guī)范。在實際掘進過程中，為了有效控制實際的掘進姿態(tài)，要堅決杜絕單純?yōu)榱诉M度，進行野蠻操作，需要做好施工操作人員的技術培訓，嚴格按照施工技術操作規(guī)范進行操作，對容易出現泥餅的地段，要控制好出渣情況，有效的防止泥餅形成，影響實際的掘進進度。

6 結語

綜上所述，在進行灣登渠道隧道施工過程中，盾構掘進姿態(tài)會受到多方面因素的影響，施工人員需要根據偏移量、油缸行程差以及最小盾尾的間隙進行分析，然后結合實際參數，進行計算，為控制好掘進姿態(tài)提供重要的數據參考。另外，施工單位要加強對隧道盾構掘進狀態(tài)監(jiān)測，然后根據實際情況，做好姿態(tài)的調整和方向的糾正，滿足既定設計標準和要求。

［1］趙超.盾構掘進中姿態(tài)糾偏與泥餅部位的判斷和處理［J］.設備管理與維修，2016（12）：84-86.

［2］馮歡歡，陳饋.南昌地鐵2號線隧道施工難點及盾構適應性分析［J］.施工技術，2016，45（09）：98-101.