紅砂巖地層盾構隧道箱體接收施工技術

薛宏偉

摘 要：盾構接收工藝隨著盾構掘進技術的發展，施工工藝逐漸成熟，由橡膠簾布密封接收到盾構二次接收技術，然后到鋼套筒接收技術，接收過程更加安全，本文介紹一種盾構隧道箱體接收施工技術，通過采用箱體接收技術，達到了降低盾構接收風險的目的，保證了安全順利的接收，為今后類似工程提供借鑒。

關鍵詞：紅砂巖地層；盾構接收；箱體施工

中圖分類號：U231.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0194-02

1 前 言

蘭州軌道交通1號線盤旋路站～五里鋪站區間接收端頭周邊環境復雜，接收端頭地質主要為富水紅砂巖層，遇水易軟化，穩定性極差，強度低，經過參建各方多方案比選，采用WSS注漿加固端頭地層達到了端頭止水及穩固地層的效果，配以箱體接收可保持盾構機在土壓平衡模式下接收，同時規避了洞門涌水涌砂造成地面坍塌、管線斷裂以及淹沒車站等風險。保證了盾構接收的安全，并取得了令人滿意的效果。

2 工程概況及地質情況

蘭州軌道交通1號線盤旋路站～五里鋪站盾構區間左線線路長1025.431m，右線線路長982.312m。區間地貌單元屬黃河一級階地，地層自上而下分別為人工填土（Q4ml），沖積（Q4al）黃土狀土，卵石及第三系古新統砂巖（E1-2）。區間地下水為第四系松散空隙潛水，水位埋深5.8～8.0m。區間隧道穿越第三系古新統砂巖（E1-2），棕紅色，飽和，密實，細粒結構，層狀構造，成巖作用差，遇水易軟化，暴露地表易風化，經擾動后的紅山巖層存在諸多裂隙與上部卵石層水路連通，穩定性極差。

3 施工原理

箱體接收主要在盾構尚未到達接收端頭前預先對接收區域進行垂直WSS注漿加固，形成封閉止水膠圈，達到穩固地層的效果。同時在接收井內施工密閉的混凝土箱體，通過預留洞口對筒體內進行砂漿填充，盾構機在密閉的箱體內進行接收，經隧道內封堵無滲漏后，拆除箱體結構，盾構機解體吊出。

箱體接收的施工流程見圖1。

4 盾構接收準備工作

4.1 WSS注漿加固端頭地層

4.1.1 注漿范圍

注漿鉆孔為垂直豎向鉆孔，鉆孔深度為隧道底部外輪廓線下部3m，注漿范圍為隧道結構外輪廓線上、下、左、右各3m，擴散半徑按2m考慮，形成密封止水膠圈，同時固結地層。

4.1.2 注 漿

采用水泥+水玻璃雙液漿（+化學漿液），水泥標號P.O42.5，水玻璃波美度。

35～40°，水泥漿的水灰比為1：1，水玻璃稀釋比例按照體積比水玻璃：水=1：1，水泥漿與水玻璃比例按照體積比1：1。最初注漿可按此配比注漿，可現場調整水玻璃與水的比例，控制初凝時間控制在10～20s，有效的降低紅砂巖層的滲透系數。

4.2 導臺施工

導臺設計長度11.8m，寬度4m，高度為車站底板與洞門鋼環板內邊最低點凈距+10cm，洞門鋼環板底部60°，導臺施工應考慮盾構機拆機時的預埋鋼板埋設，鋼板厚20mm，預埋件定位采用？準20鋼筋與底板植筋錨固。

4.3 箱體施工技術

箱體結構按臨時結構進行設計，盾構接收完成后進行鑿除，鑿除時應做好對既有結構的保護，箱體結構與側墻、底板側墻間采用植筋連接，同時避開板縱梁，植筋應滿足相關規程規范要求，受力筋滿足錨固長度后方可截斷。

箱體結構墻厚500mm，鋼筋雙排分布，橫排和豎排筋均采用？準20鋼筋，間距20cm，保護層厚度40mm。箱體結構與車站結構側墻、底板及頂板連接處均采用植筋處理，植筋長度不小于20cm。箱體結構側墻四周采用三角斜墻，保證箱體的穩定性，三角斜墻厚度及配筋設計同箱體側墻，豎排筋與底板植筋處理，橫排筋與三角形長邊平行（即與地面呈45°夾角分布），與側墻同時澆筑。

4.4 箱體回填施工

箱體回填在箱體強度達到使用要求后立即進行，回填材料為流塑性較好的砂體。自地面以拉土車自卸，自箱體頂板預留檢查孔經加工的鋼漏斗流入箱體空間內的方式，進行回填施工。現場回填分為左、右兩套，回填應連續進行，回填過程中及時注意箱體結構及另一側洞門的變化狀態，回填完畢后立即用預制好的鋼蓋板封死箱體頂板預留檢查孔。

5 接收施工技術

5.1 盾構接收施工

在到達端掘進時，安排專人對盾構機的出土量、土倉壓力等掘進參數以及地表沉降等監測數據進行統計、分析，及時反饋至盾構機司機。在進入箱體后的宜采用管片拼裝模式掘進，降低推進速度，嚴格控制推力；密切觀察箱體頂部的情況，一旦發現變形量超量或有滲漏時，必須立即停止掘進，及時采取補救措施。

掘進過程中根據箱體頂部安裝的壓力表的讀數，及時調整推進壓力，避免推進壓力過大，造成箱體破壞，出現滲漏狀況，壓力過大時，打開預埋在箱體上的排漿球閥，進行卸壓。

在掘進完成后，必須拼裝一環負環，并確保盾尾完全脫離洞門鋼環。打開箱體底部的排漿管，排出剩余的漿液，并檢查箱體的漏漿情況；盾構機掘進至指定位置并完成洞門密封后，在刀盤不轉情況下，出空艙內回填物。

5.2 箱體拆除與洞門封堵

盾構機進入車站并完成盾尾注漿后，通過箱體頂板上預留的檢查孔檢查箱體內水壓，若水壓較大，則說明車站端頭預埋鋼環與盾構管片間存在滲漏，應進行補充注漿。注漿完畢再次進行檢查，直至土體內不再出現滲流，方可破除箱體結構進行后續作業。

當檢查無漏水后，可以通過人工或挖機對箱體進行清理，當箱體結構通過人工破除后，采用挖機及時對回填砂漿進行清理。挖土至洞圈上方時，改為人工清理洞圈附近的凝固土體，逐層下挖，當發現有水漏出時，采用快干水泥進行封堵，并配合洞門鋼板的封堵，直至整個洞圈封堵完畢。

5.3 測量監測施工

盾構機到達掘進過程中應加大測量頻率，并復核控制點，確保盾構機到達的姿態正確，盾構機在進入箱體內，要注意姿態控制，進入箱體時姿態控制必須以實際測量的箱體內中心線為準，嚴格控制盾構機姿態，要求中心線偏差控制在±10mm之內。

在盾構機到達前布置監測點，在端頭連續墻、地面及周圍建筑物布置沉降觀測點、圍護結構及箱體、洞門周圍布置形變監測點。并測量初始值，盾構機到達過程中每天測量2次，若變形較大，增加測量頻率，及時將數據反饋至盾構司機。進箱體過程中，設專人觀測箱體的穩定、變形情況，發現異常情況立即停機處理。

6 施工效果

盾構機掘進過程中，當盾構刀盤進入圍護樁范圍內（盾構接收范圍內圍護樁采用玻璃纖維筋），掘進期間頻繁出現扭矩過大的情況，為防止刀盤卡死，在扭矩大于4MN·m時主動停止推進，刀盤持續正常轉動，待扭矩降低后繼續掘進。

本次盾構接收過程中，地面監測數據穩定，箱體未出現滲漏情況，盾構機順利到達指定位置；箱體回填材料達到了預期的目的，有效的控制了盾構接收時洞門的漏水、涌水涌砂等不良現象，為接收的安全施工提供了可靠的條件，保證了地面及車站的安全。

7 結 論

本次盤旋路站～五里鋪站盾構區間接收采用箱體接收技術方案，不僅從施工工法上有了新的突破，施工過程安全有效，施工質量可靠，同時保證進度；在施工組織和過程中，針對所遇到的各種情況，進行透徹分析，逐步加以解決，直至最終完成。該研究成果可作為重要地段盾構接收施工在城市地鐵工程中的成功案列，并取得了可觀的經濟效益和良好的社會效益，為充實城市地鐵盾構隧道的設計提供了新的思路。

參考文獻

[1]鄭 石，鞠世健.泥水盾構到達鋼套筒輔助接收施工技術[J].現代隧道技術，2010，47（6）：51～56.

[2]李 奕，鐘志全.泥水盾構到達施工新技術[J].建筑機械化，2010，31（1）：70～72.

收稿日期：2018-6-22