既有運(yùn)營(yíng)軌道交通專(zhuān)項(xiàng)保護(hù)措施

高麗娜

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司 天津 300222）

1 工程概況

梅林路站～淥水道站區(qū)間自梅林路站出發(fā)后沿淥水道向東敷設(shè)，區(qū)間設(shè)置一座聯(lián)絡(luò)通道。本段區(qū)間結(jié)構(gòu)型式為圓形隧道，采用盾構(gòu)法施工。本區(qū)間小里程端梅林路站為已建成車(chē)站，且已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。在車(chē)站建設(shè)過(guò)程中，預(yù)留盾構(gòu)接收井并在井口上方設(shè)置預(yù)制蓋板進(jìn)行覆蓋，蓋板上方回填土方并恢復(fù)道路交通。因此，本區(qū)間左、右線盾構(gòu)推進(jìn)均為淥水道站始發(fā)、梅林路站接收。

圖1 區(qū)間平面圖

2 現(xiàn)狀調(diào)查

6號(hào)線梅林路站已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，先期施工時(shí)為后期梅淥區(qū)間預(yù)留盾構(gòu)接收條件，為方便二期施工，大里程盾構(gòu)井處頂板采用預(yù)制板施工。為避免盾構(gòu)接收施工對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響，距離接收端17.15 m處，設(shè)置一道分隔封堵墻，將接收井與運(yùn)營(yíng)區(qū)隔開(kāi)，即接收井為半密閉空間，運(yùn)營(yíng)區(qū)車(chē)檔距離封堵墻約60 m，停車(chē)調(diào)頭位置距離隔墻約120 m，接收洞門(mén)鋼圈內(nèi)采用鋼筋混凝土澆筑填實(shí)。

圖2 左線封堵墻照片（端頭井向運(yùn)營(yíng)區(qū)看）

圖3 右線封堵墻照片（運(yùn)營(yíng)區(qū)向端頭井看）

3 地鐵保護(hù)區(qū)施工措施

3.1 做好洞門(mén)探水

盾構(gòu)接收前，對(duì)洞門(mén)范圍內(nèi)的加固體進(jìn)行探水作業(yè)，并且對(duì)加固區(qū)域土體進(jìn)行取芯檢測(cè)，確認(rèn)其質(zhì)量，合格后方可破除洞門(mén)。

3.1.1 水平探孔打設(shè)

在洞門(mén)鑿除前，為了明確前方土體的加固質(zhì)量，在洞門(mén)上下左右及中心部位共設(shè)置9個(gè)樣孔，并根據(jù)樣孔檢驗(yàn)情況適當(dāng)增加樣孔。在加固區(qū)達(dá)到設(shè)計(jì)加固要求及樣洞無(wú)明顯漏水漏泥現(xiàn)象后，才能進(jìn)行施工，否則應(yīng)采取二次加固。探孔要求如下：

（1）“死角”探孔

“死角”探孔一般宜距洞門(mén)邊緣350 mm布置，上部布置3個(gè)，下部布置5個(gè)，探孔規(guī)格為Φ 63 mm。探孔應(yīng)為布置，角度宜為25°～45°，各斜向探孔深入加固土體不小于1.2 m。探孔布置應(yīng)結(jié)合加固體所處土層及承壓水分布情況在合適位置適當(dāng)增加探孔。

（2）洞圈內(nèi)正面探孔

探孔程“田”字型合理均勻布置，數(shù)量不少于9個(gè)，探孔規(guī)格為Φ40～63 mm，探孔深入加固土體不小于3 m。

圖4 盾構(gòu)接收洞門(mén)探孔布置圖

3.1.2 打孔步驟：

（1）測(cè)量布孔：鉆孔前根據(jù)設(shè)計(jì)圖的孔位的坐標(biāo)用測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確測(cè)量放線，并用紅漆標(biāo)注。

（2）設(shè)備就位：放樣完畢后，安裝設(shè)備，聯(lián)通個(gè)設(shè)備，通風(fēng)、通水。

（3）對(duì)正孔位，固定鉆機(jī):將鉆具前端對(duì)準(zhǔn)放樣的的孔位，調(diào)整鉆機(jī)位置，使其鉆機(jī)固定牢固。

（4）開(kāi)孔、安裝孔口管:孔口管安裝堅(jiān)固可靠。

（5）成孔驗(yàn)收：檢查成孔質(zhì)量，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員檢查滿足要求后方可停鉆終孔。

圖5 探洞布設(shè)圖

3.2 制作、安裝洞門(mén)止水密封裝置

由于工作井鋼環(huán)直徑與盾構(gòu)外徑存有一定的間隙，盾構(gòu)外徑6440 mm，洞門(mén)圈內(nèi)徑為6.700 m，單邊間隙為0.13 m，盾構(gòu)到達(dá)前，為了縮小盾體與洞圈的間隙、便于塞填海綿條以防止盾構(gòu)接收時(shí)洞圈產(chǎn)生涌水、涌砂等問(wèn)題，在洞門(mén)鋼環(huán)焊接兩整環(huán)3 mm厚、200 mm高花紋鋼板，鋼板之間填充100 mm×100 mm的海綿條。為確保盾構(gòu)機(jī)靠上鋼板時(shí)，鋼板順利外翻，在鋼板一圈以100 mm間距開(kāi)縫，縫深約120 mm。

圖6 接收洞門(mén)密封裝置示意圖

3.3 盾構(gòu)接收段技術(shù)措施

完成以上準(zhǔn)備工作后，盾構(gòu)方可進(jìn)行最后的接收段的掘進(jìn)，為確保盾構(gòu)順利接收，需采取如下技術(shù)措施：

（1）在接收段盾構(gòu)施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制出土量、推進(jìn)速度、總推力、實(shí)際土壓力等參數(shù)，嚴(yán)格控制土倉(cāng)壓力，盡量減少土倉(cāng)壓力的波動(dòng)。在盾構(gòu)施工進(jìn)入土體加固區(qū)后，土壓和總推力適當(dāng)減小，保證洞門(mén)的安全。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，根據(jù)式（1）計(jì)算土倉(cāng)壓力（未進(jìn)加固區(qū)）得到理論土倉(cāng)壓力。

式中：P:土倉(cāng)壓力；φ—土體內(nèi)摩擦角；γ：土體的重力密度；h：隧道中心埋深。

表1 接收段掘進(jìn)參數(shù)設(shè)置表

當(dāng)盾構(gòu)進(jìn)入加固區(qū)以后根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果及時(shí)調(diào)整設(shè)備參數(shù)，并派專(zhuān)人值班觀察洞門(mén)情況。當(dāng)盾構(gòu)刀盤(pán)前部靠上洞門(mén)以后，逐漸降低土壓力值至0。

（2）盾構(gòu)接收段施工時(shí)，嚴(yán)格控制，加強(qiáng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題馬上進(jìn)行糾偏，確保盾構(gòu)貫通準(zhǔn)確。盾構(gòu)糾偏應(yīng)該注意多次緩慢，每次的糾正量不宜超過(guò)5 mm。

（3）盾構(gòu)接收時(shí)，首先減小推力、降低推進(jìn)速度和刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，防止土倉(cāng)壓力變化劇烈，引起地表隆陷。根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整推進(jìn)參數(shù)，保持刀盤(pán)前方土壓平衡。貫通前5～6環(huán)，繼續(xù)降低盾構(gòu)總推力，時(shí)刻注意盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度、推進(jìn)壓力及出土情況。在貫通前的最后2環(huán)，總推力進(jìn)一步降低，推進(jìn)速度應(yīng)該在10～20 mm/min之間，當(dāng)出現(xiàn)推力突然降低或推進(jìn)速度加大的情況時(shí)，必須立即停機(jī)分析原因，并加以解決。

（4）增加盾構(gòu)測(cè)量頻率，不斷校核盾構(gòu)的推進(jìn)方向。為防止盾構(gòu)盾頭穿越洞門(mén)后下沉，致使盾尾間隙過(guò)小而導(dǎo)致盾尾擠壞管片或造成接收基座變形，在開(kāi)挖面至接收洞門(mén)10環(huán)距離時(shí)，測(cè)量人員必須通過(guò)人工測(cè)量逐步調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，確保盾構(gòu)盾頭高出洞門(mén)軸線30 mm為宜。

（5）加大地面監(jiān)測(cè)頻率，并依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整推進(jìn)參數(shù)。（6）對(duì)盾構(gòu)接收洞門(mén)進(jìn)行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常情況立即通知盾構(gòu)停機(jī)。（7）保持泡沫系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)狀態(tài)良好，保證出土順暢。

3.4 二次接受工藝

（1）盾構(gòu)第一次接收

洞門(mén)內(nèi)鋼筋混凝土破除后，洞門(mén)范圍內(nèi)剩余的殘存物質(zhì)及時(shí)清除，盾構(gòu)馬上進(jìn)行推進(jìn)，抵達(dá)地連墻時(shí)不宜出清倉(cāng)渣土，確保盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)的安全。在刀盤(pán)脫出加固土體后，前方無(wú)土層存在，故此時(shí)推進(jìn)無(wú)出土，每推進(jìn)1.5 m應(yīng)立即拼裝管片，盡可能縮短到達(dá)施工工序循環(huán)時(shí)間。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)前盾超出車(chē)站內(nèi)襯墻50 cm時(shí)，剎車(chē)停止，在主體結(jié)構(gòu)預(yù)埋的洞門(mén)鋼環(huán)與盾體之間安裝一整圈弧形鋼板，焊接完畢后用速凝水泥封堵弧形鋼板、盾體、鋼圈之間的縫隙。

洞圈封堵完畢后，利用對(duì)管片后方的空隙進(jìn)行注漿填充，水泥漿配比為1:1，注漿過(guò)程中漿液的壓力值控制在0.2 MPa左右。為了避免隧道內(nèi)注漿過(guò)程中，為了防止其從盾殼和管片間的間隙流出，導(dǎo)致孔隙出現(xiàn)，需要在鋼板上、下、左、右4個(gè)位置開(kāi)設(shè)注漿孔，在洞圈外進(jìn)行補(bǔ)壓漿。

圖7 盾構(gòu)第一次接收示意圖

（2）盾構(gòu)第二次接收

第一次管片后注漿完成后，對(duì)其效果進(jìn)行檢查，注漿效果滿足要求后，支撐的弧形鋼板拆除，啟動(dòng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)，確保其完全推上接收托架。如果在這個(gè)過(guò)程中仍出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，有必要進(jìn)行油溶性聚氨酯壓注，待聚氨酯在水流的作用下體積膨脹，從而將滲水的孔道封閉堵死。

管片與盾構(gòu)機(jī)完全脫離后，在利用棉絮對(duì)最后兩節(jié)管片和支撐鋼環(huán)之間的縫隙進(jìn)行封堵，并用木楔子將其固定。預(yù)埋在管片中的鋼板和支撐鋼環(huán)用弧形鋼板焊接。通過(guò)壓注水泥-水玻璃雙液漿對(duì)孔隙進(jìn)行封堵。為了排除空隙中的空氣和水，在弧形鋼板頂部、底部、兩腰共設(shè)置4個(gè)φ50閥門(mén)，在壓漿過(guò)程中打開(kāi)閥門(mén)泄壓、泄水。

圖8 盾構(gòu)第二次接收示意圖

接收過(guò)程440環(huán)～446環(huán)施工參數(shù)如表2：

表2 440～446環(huán)掘進(jìn)參數(shù)表

（2）完成洞門(mén)破除后，盡快完成447環(huán)推進(jìn)，并確保同步注漿量。此環(huán)推進(jìn)完成后，盾體穿過(guò)弧形止水板。

（3）448～452環(huán)。繼續(xù)推進(jìn)，確保同步注漿量，禁止轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)。448環(huán)推進(jìn)完成后，盾體穿過(guò)洞門(mén)止水簾布，拉緊洞門(mén)止水簾布，使簾布與盾體緊密貼合。繼續(xù)推進(jìn)449～452環(huán)，每推進(jìn)1環(huán)對(duì)脫出盾尾的管片進(jìn)行二次注漿，做止水環(huán)箍，注漿壓力控制在2～2.5 bar。做好洞門(mén)處的管片拉緊裝置。此時(shí)盾尾距離脫出洞門(mén)鋼環(huán)0.8 m。

（4）待451環(huán)完成二次注漿后，觀察洞門(mén)滲漏水情況，并打開(kāi)盾尾后5環(huán)管片吊裝孔觀察滲漏（打孔深度不小于50 cm），無(wú)滲漏水后，封住吊裝孔，繼續(xù)推進(jìn)，將盾體脫出管片，盾體脫出管片后立即拉緊洞門(mén)簾布，使其與管片緊密貼合，持續(xù)觀察洞門(mén)滲漏水情況，完成盾構(gòu)接收。

為避免盾構(gòu)接收施工對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響，距離接收端17.15 m處，設(shè)置一道分隔封堵墻，將接收井與運(yùn)營(yíng)區(qū)隔開(kāi)，即接收井為半密閉空間。

圖9 盾構(gòu)施工示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，盾構(gòu)接收階段是盾構(gòu)施工的重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量差導(dǎo)致洞門(mén)發(fā)生滲漏水，對(duì)既有運(yùn)營(yíng)車(chē)站造成影響。通過(guò)開(kāi)展洞門(mén)探水、安裝密封裝置、接收技術(shù)措施等關(guān)鍵措施，有效避免了滲漏問(wèn)題的發(fā)生，確保了施工的順利完成，為相關(guān)工程提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。