盾构机切削玻璃纤维筋混凝土地下连续墙施工技术

谢永康

【摘要】随着盾构法施工在城市的建设中不断发展，为了解决盾构机进出洞凿除混凝土洞门安全风险大、工期长的问题，本文通过盾构机刀盘改造，采取合理的掘进参数，从而达到盾构机直接切削地下连续墙顺利进洞及出洞，减小了安全风险，因此，盾构机刀盘的改造及盾构掘进过程中参数的确定，成为盾构切削地下连续墙施工技术的关键。

【关键词】盾构机；切削混凝土；掘进技术

1、工程概况

北京市南水北调配套工程东干渠工程施工第一标段位于北五环仰山桥西北侧，设计输水隧洞采用盾构法施工，盾构始发兼接收井围护结构均采用地下连续墙支护，盾构机通过地下连续墙部位采用同等级玻璃纤维筋代替，盾构始发、接收及区间通过二衬竖井均采用盾构机直接切削地下连续墙通过。本标段盾构机采用小松TM625PMM，为了验证盾构机刀盘改造后对地下连续墙的切削能力，选取在1号盾构始发兼接收井盾构机接收时对地下连续墙进行切削，穿越二衬竖井期间将洞门凿除剩余20cm再进行掘进，盾构井剖面图见图1。

图1 盾构井剖面图

2、刀盘改造

地下连续墙混凝土标号为水下C35钢筋混凝土，经现场实践检测将切削的地下连续墙混凝土强度最大达到44Mpa，为了保证刀盘切削混凝土，在刀盘上增加了128把加强型羊角刀凝土切削刀具，对刀盘进行了改造处理，改造后的刀盘布置图见图2。

图2 刀盘改造配置图

3、盾构掘进施工技术

3.1 掘进参数

本区间盾构机在通过二衬竖井时，地下连续墙凿除剩余有20cm厚混凝土，通过切削两个二衬竖井地下连续墙总结出经验，以“慢速推进，匀速转动”原则进行掘进施工。

土压：因连续墙自稳性能极好，考虑到掘进过程中可能会有较大混凝土块脱落，为防止大块混凝土卡住土仓及螺旋机影响掘进，故选择不保土壓，进行零压掘进。

速度：因连续墙强度较高，且有多个连续墙等待穿越，为保护刀具，防止刀具崩角，控制吃刀量在2mm，即刀盘每转一圈掘进2mm，注意刀盘温度不宜过高。

注浆量：因连续墙渗透性差，注浆过多会导致注浆压力升高，造成盾尾漏浆。为保证注浆效果务必保证注浆质量和数量，严格控制砂浆配比。注浆量4m?，根据注浆压力进行适当调整，避免盾尾漏浆。

二次补浆：为防止盾构穿越后期洞门处漏水，安排进行二次补浆，注浆量每环0.8m?，双液浆。

3.2 技术准备

为保证盾构成功穿越连续墙，提前对刀盘进行焊接加长仰角刀，以保证对墙体的切割。保证盾构各个系统正常运转，对加泥、泡沫系统进行调试，确保渣土改良效果。防止盾构在穿越的过程中因故障停机，造成不可控的影响。二次补浆系统准备到位，及时进行二次补浆，防止地面沉降。

3.3 掘进过程

盾构机于2013年9月2日晚19点开始进行地下连续墙切削，2013年9月3日早上9点完成1m厚地下连续墙切削施工，切削过程中地下连续墙有震感，中心刀先行掘进进洞，地下连续墙混凝土随螺旋机进入渣土车内，掘进完成后接收井内只有很少部分，切削过程中刀盘摩擦地下连续墙声音很大。因连续墙内有玻璃纤维筋，防止被切割下来的纤维筋在土仓内缠绕成团，影响出渣，因此掘进过程中，闸门务必全开，保证切割下来的土体及时排出土仓。因掘进速度较慢，施工时间过长，防止刀盘因施工时间长而温度过高，务必多加水降温，必要时候需停机降温。

盾构机姿态控制，尽量控制盾构姿态在规定范围内，纠偏时要做到勤纠偏、缓纠偏，以每环纠偏量不超过3mm为宜，确保盾构平稳直线型进行掘进。

盾构穿越连续墙后，在保证土仓内水泥块排干净的情况下缓慢建立土压，恢复正常掘进。

盾构穿墙后因土压较低可能会超排，务必加大注浆量和二次补浆。二次补浆要求当掘进出土量较大或地面沉降过大时，要及时进行二次补浆，补浆材料为水泥、水、水玻璃，配比1：1：1。二次补浆采用管片开孔进行，注浆位置一般选在顶部，避开封顶块。因双液浆凝固时间较短，为了避免注浆材料堵塞盾尾注浆管路，影响同步注浆，要保证注浆环数与掘进环数相差10环左右。最好在掘进状态下进行二次补浆，可有效防止双液浆堵管。补浆时注意观察管片有无破裂、漏水，错台是否变大，若有异常情况及时停止。观察注浆压力，达到1Mpa即可。

3.4 监控量测

确保盾构顺利穿越，严格执行掘进参数的同时，测量队需提前做好监测准备，在必要位置提前做好监测点位，测点布置设置于洞门四周及上部混凝土支撑上，盾构穿越前、穿越过程中、穿越后进行若干次监测，及时将洞门墙及地下连续墙位移及沉降结果告知盾构操作人员，操作手根据位移及沉降报告及时调整土压值及注浆量。穿越期间安排专人对地面进行巡视，有异常情况及时上报。

4、结语

实践证明，盾构机直接切削地下连续墙必要严格控制掘进速度，不可图一时之快，刀具受损对后期穿越影响非常大，施工参数的严格控制才能保证盾构的顺利穿越。盾构穿越地下连续墙务必保证施工的连续性，由于盾构法施工配套设备较多，对盾构机、龙门吊、电瓶车、搅拌站等设备的保养和维护是施工有序、快速掘进的重要保证，通过此次切削地下连续墙为今后施工提供了有力的技术支持。