盾构到达接收施工技术

2010-07-17卢晓慧

山西建筑 2010年12期

卢晓慧

在地铁施工技术不断发展的今天,盾构法越来越多地被国内地铁界所接受,目前我国各大城市地铁修建均在采用此方法施工,以确保安全、如期、优质地完成各项工程。盾构到达接收是盾构法施工的最后一道“关槛”,是盾构法施工的重点和难点之一。本文以沈阳地铁一号线云沈盾构区间施工为背景,详细介绍了土压平衡盾构到达接收的施工技术,以期对其他类似工程提供参考。

1 工程概况

沈阳地铁一号线云沈区间为双线隧道,单线断面为圆形,覆土厚度约11.08 m～22.42 m,线间距约13 m～18 m,采用两台盾构机双线同向施工。根据地质水文条件、现场施工环境、施工工期及成本等因素综合考虑,本工程选用了沈重集团生产的直径6 280 mm土压平衡盾构机。盾构衬砌采用C50S10钢筋混凝土预制管片拼装而成,管片内径5 400 mm,厚度300 mm,环宽1 200 mm,采用错缝拼装。

2 盾构到达施工

2.1 盾构到达工作内容及流程

盾构机到达施工指从盾构机到达接收井前50 m,到盾构机进入车站接收井上接收基座的整个施工过程(见图1)。

2.2 端头加固

地层加固处理一般采取搅拌桩、旋喷桩、注浆、SMW工法等,根据接收端头地质情况及周边环境,采取了水平旋喷桩加固方案。水平加固长度为4 m,宽度为隧道左右外边缘以外3 m(中间盾构掘进范围内空钻),加固高度为隧道拱底以下3 m至拱顶以上3 m(中间盾构掘进范围内空钻)。在凿除洞门之前首先对旋喷加固桩进行钻芯取样检查,同时做超前探,判断地下水的渗透情况,以决定是否需要重新加固或采取降水辅助措施。

2.3 端头降水

在左线隧道外缘打设了3口深36 m降水井(见图2),下80 m3/h的潜水泵开始提前降水。右线隧道外缘为地下出站厅,无法打设降水井,因此在两线中间增打了1口36 m深降水井,同时利用车站明挖主体结构和附属结构的降水井一起降水。

2.4 盾构机定位及接收洞门位置复核测量

2.4.1 人工复核测量

在盾构推进至盾构到达范围时,对盾构机的位置进行准确测量,在到达前200 m进行联系测量,到达前50 m加强盾构姿态及隧道线形测量,同时对接收洞门位置进行复核测量,确定盾构机的贯通姿态及纠偏计划。盾构贯通前25环最后一次导站时,充分利用贯通前线路复测的结果,用测量二等控制点的办法精确测量测站、后视点的坐标和高程,每一测量点的测量不少于6个测回。

2.4.2 盾构姿态调整

根据人工复核测量结果,制定盾构姿态调整方案,并逐渐将盾构姿态调整至计划的位置。确定盾构贯通姿态时,盾构机姿态必须控制在规定范围内(平面不大于±20 mm,高程不大于±20 mm,水平偏航角不大于±3 mm/m,垂直偏航角不大于3 mm/m),避免出现俯角姿态。根据实测洞门位置调整隧道贯通时刀盘位置,避免刀盘卡在洞口。

2.5 到达段50 m掘进

1)盾构进入到达段后,以“小推力、低刀盘转速,减小扰动”为原则,结合理论计算及经验调整掘进参数,掘进时顶部土压 p控制在0.6 bar～0.8 bar,停机状态保证 p≥0.8 bar。若停机时间较长,p≤0.8 bar时,需适当推进油缸将土压提升,以免地面发生较大的沉降。掘进速度控制在35 mm/min以内,避免因速度过快造成注浆不饱满;掘进推力控制在18 000 kN以内,各组油缸推力差不宜过大;刀盘转速在0.9 r/min左右;泡沫剂用量为20 L/环～25 L/环,视地质变化及出渣效果酌情增减;出渣量控制在45 m3/环～48 m3/环;注浆量要保证不少于3.5 m3/环,同时进行二次补浆,以充分填充管片背部间隙,减小对周围土体的扰动。2)在盾构刀盘距围护桩10 m时,将掘进速度控制在15 mm/min左右,控制出土量并逐步减小土仓压力,在最后两环采用趋于零土压的掘进模式。3)在盾构刀盘距围护桩5 m时,利用二次注浆孔对盾尾管片进行环箍注浆,以阻止盾构后部的水流向洞口。4)在盾构刀盘距围护桩2 m左右时,在洞门中心凿一个300 mm直径的孔以较准确确定盾构与洞门的相对位置。5)最后一环掘进时,要注意减少注浆量,控制在前半环推进时将砂浆注完,后半环改膨润土单液注入,防止堵塞注浆管。6)进入到达段后,地面监控人员要注意跟踪监测车站主体结构侧墙及地表情况,发现异常时及时与相关人员联系。

2.6 管片拼装

隧道贯通后,盾构前方没有了反推力,将造成管片之间环缝连接不紧密,易渗漏,因此将靠近洞口的10环管片用型钢焊接连接纵向拉紧,保证管片间的防水条压缩到位。

管片安装完毕后,用风动扳手拧紧环向及纵向螺栓,且在下一环掘进完毕后二次紧固螺栓。

2.7 洞门凿除

刀盘顶桩后停止掘进,凿除洞口围护桩。为减小破桩振动对端头的影响,采用人工风镐破除。根据以往破桩经验,采用两端破除截断,中间整体吊出的方法。

2.8 洞门密封装置安装

首先,对洞圈预埋钢环上双头螺栓孔进行攻丝清理,上紧双头螺栓后,再点焊固定。其次,洞门凿除完成后,清理渣土,一次性安装完防水密封装置,并穿好钢丝绳,暂且不拉紧。密封装置安装顺序为:帘布橡胶板→圆环板→钢翻板→垫圈→螺母。防水装置翻板上钢丝绳在盾构出洞时要拉紧一次,等到盾尾拖出之后帘布橡胶板落到管片上时,再完全拉紧翻板上的钢丝绳,以保证洞门密封效果,防止水土流失造成洞门坍塌(见图3)。