紅砂巖地層盾構(gòu)隧道箱體接收施工技術(shù)

1、    紅砂巖地層盾構(gòu)隧道箱體接收施工技術(shù)    薛宏偉摘 要：盾構(gòu)接收工藝隨著盾構(gòu)掘進技術(shù)的發(fā)展，施工工藝逐漸成熟，由橡膠簾布密封接收到盾構(gòu)二次接收技術(shù)，然后到鋼套筒接收技術(shù)，接收過程更加安全，本文介紹一種盾構(gòu)隧道箱體接收施工技術(shù)，通過采用箱體接收技術(shù)，達到了降低盾構(gòu)接收風(fēng)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(guān)鍵詞：紅砂巖地層；盾構(gòu)接收；箱體施工中圖分類號：u231.3 文獻標(biāo)識碼：a 文章編號：1004-7344（2018）21-0194-021 前 言蘭州軌道交通1號線盤旋路站五里鋪站區(qū)間接收端頭周邊環(huán)境復(fù)雜，接收端頭地質(zhì)主要為

2、富水紅砂巖層，遇水易軟化，穩(wěn)定性極差，強度低，經(jīng)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(wěn)固地層的效果，配以箱體接收可保持盾構(gòu)機在土壓平衡模式下接收，同時規(guī)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(fēng)險。保證了盾構(gòu)接收的安全，并取得了令人滿意的效果。2 工程概況及地質(zhì)情況蘭州軌道交通1號線盤旋路站五里鋪站盾構(gòu)區(qū)間左線線路長1025.431m，右線線路長982.312m。區(qū)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(tǒng)砂巖（e1-2）。區(qū)間地下水為第四系松散空隙潛水，水位埋深5.88.0m。區(qū)間隧道

3、穿越第三系古新統(tǒng)砂巖（e1-2），棕紅色，飽和，密實，細粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，成巖作用差，遇水易軟化，暴露地表易風(fēng)化，經(jīng)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(wěn)定性極差。3 施工原理箱體接收主要在盾構(gòu)尚未到達接收端頭前預(yù)先對接收區(qū)域進行垂直wss注漿加固，形成封閉止水膠圈，達到穩(wěn)固地層的效果。同時在接收井內(nèi)施工密閉的混凝土箱體，通過預(yù)留洞口對筒體內(nèi)進行砂漿填充，盾構(gòu)機在密閉的箱體內(nèi)進行接收，經(jīng)隧道內(nèi)封堵無滲漏后，拆除箱體結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)機解體吊出。箱體接收的施工流程見圖1。4 盾構(gòu)接收準(zhǔn)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

4、下部3m，注漿范圍為隧道結(jié)構(gòu)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(jié)地層。4.1.2 注 漿采用水泥+水玻璃雙液漿（+化學(xué)漿液），水泥標(biāo)號p.o42.5，水玻璃波美度。3540°，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(xiàn)場調(diào)整水玻璃與水的比例，控制初凝時間控制在1020s，有效的降低紅砂巖層的滲透系數(shù)。4.2 導(dǎo)臺施工導(dǎo)臺設(shè)計長度11.8m，寬度4m，高度為車站底板與洞門鋼環(huán)板內(nèi)邊最低點凈距+10cm，洞門鋼環(huán)板底部60°，導(dǎo)臺施工應(yīng)考慮盾構(gòu)機拆機

5、時的預(yù)埋鋼板埋設(shè)，鋼板厚20mm，預(yù)埋件定位采用？準(zhǔn)20鋼筋與底板植筋錨固。4.3 箱體施工技術(shù)箱體結(jié)構(gòu)按臨時結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，盾構(gòu)接收完成后進行鑿除，鑿除時應(yīng)做好對既有結(jié)構(gòu)的保護，箱體結(jié)構(gòu)與側(cè)墻、底板側(cè)墻間采用植筋連接，同時避開板縱梁，植筋應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求，受力筋滿足錨固長度后方可截斷。箱體結(jié)構(gòu)墻厚500mm，鋼筋雙排分布，橫排和豎排筋均采用？準(zhǔn)20鋼筋，間距20cm，保護層厚度40mm。箱體結(jié)構(gòu)與車站結(jié)構(gòu)側(cè)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(jié)構(gòu)側(cè)墻四周采用三角斜墻，保證箱體的穩(wěn)定性，三角斜墻厚度及配筋設(shè)計同箱體側(cè)墻，豎排筋與底板植筋處理，橫排筋與三角形長邊平

6、行（即與地面呈45°夾角分布），與側(cè)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(yù)留檢查孔經(jīng)加工的鋼漏斗流入箱體空間內(nèi)的方式，進行回填施工?，F(xiàn)場回填分為左、右兩套，回填應(yīng)連續(xù)進行，回填過程中及時注意箱體結(jié)構(gòu)及另一側(cè)洞門的變化狀態(tài)，回填完畢后立即用預(yù)制好的鋼蓋板封死箱體頂板預(yù)留檢查孔。5 接收施工技術(shù)5.1 盾構(gòu)接收施工在到達端掘進時，安排專人對盾構(gòu)機的出土量、土倉壓力等掘進參數(shù)以及地表沉降等監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，及時反饋至盾構(gòu)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(yán)格控制推

7、力；密切觀察箱體頂部的情況，一旦發(fā)現(xiàn)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(jù)箱體頂部安裝的壓力表的讀數(shù)，及時調(diào)整推進壓力，避免推進壓力過大，造成箱體破壞，出現(xiàn)滲漏狀況，壓力過大時，打開預(yù)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(huán)負環(huán)，并確保盾尾完全脫離洞門鋼環(huán)。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(gòu)機掘進至指定位置并完成洞門密封后，在刀盤不轉(zhuǎn)情況下，出空艙內(nèi)回填物。5.2 箱體拆除與洞門封堵盾構(gòu)機進入車站并完成盾尾注漿后，通過箱體頂板上預(yù)留的檢查孔檢查箱體內(nèi)水壓，若水壓較大，則說明車站端頭預(yù)埋鋼環(huán)與盾構(gòu)管片間存在滲漏，應(yīng)

8、進行補充注漿。注漿完畢再次進行檢查，直至土體內(nèi)不再出現(xiàn)滲流，方可破除箱體結(jié)構(gòu)進行后續(xù)作業(yè)。當(dāng)檢查無漏水后，可以通過人工或挖機對箱體進行清理，當(dāng)箱體結(jié)構(gòu)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(dāng)發(fā)現(xiàn)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(jiān)測施工盾構(gòu)機到達掘進過程中應(yīng)加大測量頻率，并復(fù)核控制點，確保盾構(gòu)機到達的姿態(tài)正確，盾構(gòu)機在進入箱體內(nèi)，要注意姿態(tài)控制，進入箱體時姿態(tài)控制必須以實際測量的箱體內(nèi)中心線為準(zhǔn)，嚴(yán)格控制盾構(gòu)機姿態(tài)，要求中心線偏差控制在±10mm之內(nèi)。在盾構(gòu)機

9、到達前布置監(jiān)測點，在端頭連續(xù)墻、地面及周圍建筑物布置沉降觀測點、圍護結(jié)構(gòu)及箱體、洞門周圍布置形變監(jiān)測點。并測量初始值，盾構(gòu)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(shù)據(jù)反饋至盾構(gòu)司機。進箱體過程中，設(shè)專人觀測箱體的穩(wěn)定、變形情況，發(fā)現(xiàn)異常情況立即停機處理。6 施工效果盾構(gòu)機掘進過程中，當(dāng)盾構(gòu)刀盤進入圍護樁范圍內(nèi)（盾構(gòu)接收范圍內(nèi)圍護樁采用玻璃纖維筋），掘進期間頻繁出現(xiàn)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(xù)正常轉(zhuǎn)動，待扭矩降低后繼續(xù)掘進。本次盾構(gòu)接收過程中，地面監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定，箱體未出現(xiàn)滲漏情況，盾構(gòu)機順利到達指定位置；箱體回填材料達到了預(yù)期的目的，有效的控制了盾構(gòu)接收時洞門的漏水、涌水涌砂等不良現(xiàn)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(jié) 論本次盤旋路站五里鋪站盾構(gòu)區(qū)間接收采用箱體接收技術(shù)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(zhì)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(gòu)接收施工在城市地鐵工程中的成功案列，