广州地铁八号线北延段盾构施工技术小节

马维亮

中铁济南工程建设监理有限公司

广州地铁八号线北延段盾构施工技术小节

马维亮

中铁济南工程建设监理有限公司

目前，各地大中城市都已经或正在实施地铁工程，地铁建设已经成为我国城市建设的一项重要组成部分，受到社会各界的普遍关注。由于地铁工程大部分工程都在地面以下，地下施工的特殊性给地铁项目工程建设带来很多与其它交通工程截然不同的特点和问题。

地铁；盾构施工；施工技术

广州地铁八号线北延段是广州已建和在建地铁线路中条件限制最为苛刻、工程建设风险最大的线路。广州市建科委邀请中国工程院院士钱七虎在内的10名专家对此项目进行评估，八号线北延段的盾构施工经验对其他地方施工有着重要指导意义。

1 项目简介

广州地铁八号线北延段施工8标选用由海瑞克公司生产S-371、S-372的双螺旋土压平衡盾构机。石亭区间左线盾构自2016年4月22日始发，右线盾构自2016年6月28日始发，截至发稿左线完成375环、右线完成310环，共1027.5米。隧道先后成功穿越了全断面富水砂层(局部砂层有液化现象)、多个大小不等的溶洞区域、200余米河涌段、穿越无基础的砖砌厂房、下穿多层房屋、下穿高压燃气管线在内的各种管线、部分上软下硬地层、城市次干道等重要地段。

2 施工技术

2.1 合理确定掘进参数

一是选取盾尾完全进入端头地连墙时刀盘所处位置；二是选取盾构掘进75环时刀盘所处位置；作为土压平衡模式掘进参数的计算断面。通过理论计算结合以往的盾构施工经验，盾构始发前我们拟定了如下的盾构掘进参数：推力1000t～1200t，刀盘转速1.2～1.5，扭矩控制≤2500KN*m，土压1.0～1.5bar，根据地层情况而定，注浆量控制≥6方，注浆压力1.8～2.5 bar。

2.2 沉降控制

1.调整试验浆液配比：为确保双液砂浆的试验效果，砂浆原浆中水泥量增减，调整砂浆自身凝固时间至4.2h。

2.调整掘进参数：土压由1.0-1.2bar调整至1.4～1.5bar，严控出土量，通过掘进的推进距离，换算出土量，将每个土斗分三份统计，控制出土每斗在500mm左右。

3.盾尾同步注双液浆：在盾尾第二环11～1点的拼装孔开孔接好水玻璃管，待油缸行程推至800mm时采用气动泵同步注入水玻璃缩短浆液凝固时间。水玻璃采用原液、1：1、1：2、1：3四个配比稀释进行试验。每个配比实验20环。通过试验段地表检测对比发现1：1效果最为明显。

4.试验效果分析：后续打开吊装孔位检查，发现原同步注浆浆液(1～80环)由于地下水丰富，存在浆液的凝固时间较长甚至不凝固，通过采取同步注入双液浆，在打开盾尾后5环位置9-3点位上部孔，发现浆液在3-5个小时左右就已凝固，很好的稳固了盾构隧道管片和周边地层，达到了同步注浆快速凝固的目的。

2.3 管片拼装质量控制

1.测量人员保证每天监测一次管片姿态，在管片未拖出盾尾时就进行测量，在拖出盾尾后再次进行测量，并根据管片沉降量进行跟踪测量直至管片稳定，并将数据形成书面文字对盾构司机和值班技术员进行交底。坚持监测数据的收集，并做有效的对比，掌握不同地层条件下管片姿态变化情况，以便为后续施工做参考；

2.管片K块拼装前，采用肥皂水对止水条进行润滑，保护K块插入时止水条不被挤坏，K块预留位置比设计管片宽度大3～5mm；K块管片拼装时，管片螺栓加装PVC套管减少位移量；

3.管片在现场安装前仍要进行一次检查，在确认管片质量完好无缺、止水条粘结无脱落后，才允许安装，管片拼装成环时，其连接螺栓先逐片初步拧紧，脱出盾尾后再次拧紧。当后续盾构掘进至每环管片拼装之前，对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧。

2.4 衡盾泥辅助带压开仓换刀

1.停机前准备工作：在掘进最后一环时采取超压掘进，土仓同步注入至少6m3膨润土，同时确保铰接油缸伸出至少100mm。

2.衡盾泥配备：衡盾泥A液配比为： 衡盾泥：水(1：2) 利用高速剪切泵进行搅拌， 衡盾泥A液与B液配比为 15：1，在盾构机砂浆罐采用滴漏法进行搅拌混合，使A、B液充分搅拌。

3.盾构机盾体包裹：通过前盾体预留孔处径向周圈注入衡盾泥，衡盾泥注入压力采用0.5～2MPa，衡盾泥渗透、扩散，打开相邻预留孔泄压观察是否有衡盾泥流出，使盾体周圈地层和盾体形成完整的包裹体，土仓将形成一个密闭空间。

4.衡盾泥压注及排渣：采用同步注浆系统由人仓口平衡球阀注入，土仓压力控制在1.5bar，螺旋机排渣，压力波动范围控制在0.2bar，注入过程可缓慢转动刀盘，渣土置换需做好泵送量与出渣量统计，保持注出量平衡。

5.衡盾泥分级加压：分5级加压，通过少量多次的注入衡盾泥进行加压，每级0.2bar。即1.2-1.4，1.4-1.6，1.6-1.8，1.8-2.0，2.0-2.2bar。其中，前面4级要求动态稳压2小时，最后一级2.0-2.2要求稳压6小时。在1.8-2.0，2.0-2.2bar分级加压过程中，盾体后退8-10cm，缓慢转动刀盘2-3次，转速0.1-0.5rpm，以确保衡盾泥材料掌子面位置行成泥墙，最后一级加压时尽可能不转动刀盘。

6.浆气置换：分级降压，0.2bar为一级：1.8-2.0，2.0-2.2bar采取自然降压，密切观察泄压时间并做好记录。如果降压的稳压时间超过6小时后，分级降压采取气体保压，每级保压时间范围内保证空压机泄气量不大于10%，螺旋机排土方式降压，直至压力降至设定工作压力，开启自动保压系统置换土仓内衡盾泥至3、9点位，通过土仓壁3、9点位球阀开启检查。

本标段双线盾构累计共掘进1027.5米，总结了盾构掘进参数、沉降控制措施、管片拼装质量控制措施、衡盾泥辅助带压进仓换刀工法等盾构施工技术总结，望能对以后其他标段的盾构施工提供指导，甚至对广州地铁及其他地方地铁盾构施工提供可借鉴部分。

[1] 贺奇峰. 浅谈地铁盾构法施工中盾构机转接始发技术[J]. 中国高新技术企业，2013

[2] 侯学渊，廖少明. 盾构隧道沉降预估.地下工程与隧道，1993