淺談盾構(gòu)機回填式過工作井技術(shù)
摘要：盾構(gòu)過站是盾構(gòu)工程施工中較大的安全風(fēng)險點，采用合理的施工方案可以有效降低施工過程中帶來的風(fēng)險，同時可以盡量避免對工程周邊環(huán)境的影響。文章從多方面分析該技術(shù)在施工過程存在的各種問題，以及相關(guān)的預(yù)防措施，總結(jié)了該技術(shù)的優(yōu)缺點。
關(guān)鍵詞：盾構(gòu)，回填，技術(shù)
1.工程概況
1．1、過井分布情況
某市電纜隧道東起220千伏奧林變電站，向西延伸，沿環(huán)場路至奧林匹克停車場再以250m半徑轉(zhuǎn)至大觀路，下穿快速路至鐵路旁盾構(gòu)吊出井。線路總長度為1259.354m，最小曲線半徑為250m，最小縱坡為5‰，隧道埋深約8.5m。為滿足電力隧道后期電纜敷設(shè)、隧道通風(fēng)、逃生等要求，線路途中設(shè)置兩處明挖豎井。
盾構(gòu)始發(fā)井1起止里程為DK0+000～DK0+042.500，過井1起止里程為DK0+399.374～DK0+414.775，位于曲率左轉(zhuǎn)半徑R=350曲線上。過井2起止里程為DK0+894.014～DK908.418，位于曲率左轉(zhuǎn)半徑R=250曲線上。
1．2、過井結(jié)構(gòu)設(shè)計
過井1長15.4m,寬16.4m，基坑度16.7m；過井2長14.4m，寬14.9m，基坑深度16.7m。圍護結(jié)構(gòu)采用800mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其中洞門范圍內(nèi)的鋼筋采用玻璃纖維筋，可供盾構(gòu)機直接破除通過，過井主體結(jié)構(gòu)為400mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，連續(xù)墻作為主體側(cè)墻的一部分，
由于工期異常緊迫，因此過井的施工步驟進行了調(diào)整。
1.3、水文地質(zhì)概況
區(qū)地下水類型主要為：1層為人工填土中的上層滯水，其補、排方式為大氣降水和大氣蒸發(fā)，3層粉細(xì)砂、4層中粗砂、6層粉砂、8層粉砂、9層中粗砂的孔隙水具有局部承壓性，含水量較豐富，其補給方式主要為大氣降水和地下徑流，排泄方式主要為大氣蒸發(fā)和地下徑流，與南側(cè)珠江支流有一定水力關(guān)系，下部基巖的裂隙水，含水量一般，地下水混合水位在2.10m~5.80m之間。
2、端頭加固
擬采用的端頭加固方案為地面雙管旋噴樁與洞內(nèi)注漿措施相結(jié)合的方式。
1。1、地面加固措施
靠近連續(xù)墻施工三排Φ800間距600mm的雙管旋噴樁，雙管旋噴樁加固水平長度為1.85m、寬度為洞門直徑加左右各2m，共10m，加固深度上部為距離拱頂3m，下部為深入不透水層2m，過井1、過井2單根樁長約為11m。見圖一、圖二
見圖一過井端頭加固平面布置圖圖二過井端頭加固縱面布置圖
1.2、洞內(nèi)加固措施
洞內(nèi)加固措施分盾尾同步注漿、洞門附近3環(huán)管片背后補注漿兩步。
1）盾構(gòu)掘進洞門附近時必須保證同步盾尾注漿質(zhì)量，掘進速度控制在40mm/min以內(nèi)，確保注漿飽滿，盾尾同步注漿為水泥砂漿，采取注漿壓力與注漿量雙控制：注漿壓力3bar、注漿量6方/環(huán)。
2）井內(nèi)管片拆除前，打開預(yù)埋的注漿套筒（一環(huán)16處，間距約1米），管片背后補注漿采用普通水泥水玻璃雙液漿，凝膠時間為30s～3min。注漿量以壓力控制為主：3～5bar，擴散半徑0.8m。見圖三、圖四。
圖三洞門附近三環(huán)注漿布置示意圖1圖四洞門附近三環(huán)注漿布置示意圖2
3、過井施工步驟
1.1、原設(shè)計施工步驟：
圍護結(jié)構(gòu)施工-→開挖基坑至最終基坑面-→施做主體結(jié)構(gòu)墊層、底板下防水層、底板、側(cè)墻至第三道支撐下500mm-→拆除第三道支撐-→施做地下二層中板-→盾構(gòu)通過-→二次開挖及拆除井內(nèi)管片-→施做洞口環(huán)梁、余下主體結(jié)構(gòu)及頂板防水層（同時拆除相應(yīng)支撐）-→覆土并恢復(fù)路面�！ �
1.2、調(diào)整后施工步驟：
開挖基坑至最終基坑面-→施做主體結(jié)構(gòu)墊層、底板下防水層、底板、側(cè)墻、增加臨時立柱、頂板，并預(yù)留孔洞，逐一回填土至地面，恢復(fù)路面交通-→盾構(gòu)通過-→二次開挖回填土，并自上而下施工各層板，立柱-→施做洞口環(huán)梁、拆除臨時立柱。
4、部分安全風(fēng)險的應(yīng)對措施：
1.1、盾構(gòu)到達(dá)過井前50米左右，應(yīng)控制刀盤姿態(tài)在設(shè)計軸線左側(cè)（南側(cè)）30mm左右，不得超過50mm，盾尾姿態(tài)控制在軸線左50mm右20mm范圍內(nèi)；加強人工復(fù)測，并應(yīng)控制盾體于設(shè)計軸線夾角不要過大。
1.2、為了避免盾構(gòu)機在通過過井出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，首先應(yīng)加強對端頭加固體施工質(zhì)量的控制，嚴(yán)格按照端頭加固的施工方案進行施工，確保端頭加固體的質(zhì)量，端頭加固施工完成后做好加固體的抽芯檢測，遇到薄弱部位立即進行補強：其次盾構(gòu)機在進出過井時要注意對兩端頭至洞門位置幾環(huán)管片二次注漿，以便能有效的封堵流水通道。
1.3、由于回填土的穩(wěn)定性較差，洞門左邊側(cè)墻的厚度只有400mm，刀盤部分需切入連續(xù)墻再進行開倉才比較安全，由于端頭位置連續(xù)墻采用纖維鋼筋混凝土，要做好刀盤切入量的控制，切入連續(xù)墻500mm左右盾構(gòu)機才可以停機，開倉檢查刀具。開倉時要做好各項安全措施。
5、施工過程的情況
1.1、整個施工過程基本按原設(shè)計方案進行施工，但是由于工期的原因，經(jīng)過設(shè)計與業(yè)主的同意，對過井主體施工的步驟進行了相應(yīng)的調(diào)整，調(diào)整后的施工步驟為：首先施做主體結(jié)構(gòu)墊層、底板下防水層、底板、側(cè)墻至第三道支撐下-→進行臨時柱和臨時梁的施工-→施做第二支撐以上的側(cè)墻-→回填土和素混凝土至第二道支撐下-→盾構(gòu)通過-→頂板的施工-→覆土并恢復(fù)路面-→二次開挖及拆除井內(nèi)管片-→施做洞口環(huán)梁、余下主體結(jié)構(gòu)。
該施工步驟與原調(diào)整后的施工步驟不同的是，第三道支撐與第二道支撐間的側(cè)墻未施工，待二次開挖后再進行施工。
1.2、回填土及素混凝土進行壓實，確保回填土的密實度。
1.3、盾構(gòu)到達(dá)過井前50米左右時，進行聯(lián)系測量，控制好盾構(gòu)機姿態(tài)，以保證順利進洞。
1.4、盾構(gòu)掘進至233環(huán)，開始切削東側(cè)連續(xù)墻。掘進至243環(huán)，開始切削西側(cè)洞門，再掘進500mm。并對東側(cè)洞門位置進行整環(huán)補注雙液漿，做好停機檢查刀具的準(zhǔn)備。盾構(gòu)檢查刀具期間，鋪設(shè)井口運輸雙軌、岔道。
1.5、在盾構(gòu)機檢查完刀具恢復(fù)掘進，待整個盾構(gòu)機出過井后進行頂板的施工，由于盾構(gòu)機在井內(nèi)掘進時壓力未適當(dāng)?shù)臏p小，導(dǎo)致回填土隆起，部分位置回填的素混凝土開裂，對頂板的施工造成一定的難度，為了使頂板模板腳手架的基底受力能平衡，現(xiàn)場采用在素混凝土面墊鋼板，然后在鋼板上加墊木方條等加強措施進行加固處理。
6、結(jié)束語
大多施工方案的實施都存在一定的優(yōu)缺點，本方案也不例外，下面根據(jù)本工程施工過程的情況做簡單的總結(jié)：
1.1、使用該方案具有以下優(yōu)點：
1.1.1、該方案端頭加固質(zhì)量的要求比一般過站方法的端頭加固質(zhì)量要求低一下，降低涌水涌沙的風(fēng)險。
1.1.2、應(yīng)用該方案可以避免人工破洞門帶來的安全風(fēng)險，在工期緊張的工程中可以提高效率，相應(yīng)的縮短工期。
1.1.3、因為主體結(jié)構(gòu)部分采用逆做法，能夠盡快完成路面恢復(fù)，減少對路面交通的影響。
1.2、該方案的缺點：
1.2.1、玻璃纖維鋼筋的抗彎性差，端頭旋噴樁加固時如果壓力控制不當(dāng)容易造成連續(xù)墻的開裂，直接影響后續(xù)基坑開挖的安全。
1.2.2、因為該方案在主體結(jié)構(gòu)設(shè)置了臨時柱和臨時梁，因作業(yè)空間受限制，后續(xù)拆除的安全風(fēng)險大。同時預(yù)留較多后澆帶，主體結(jié)果防水處理難度大。
1.2.3、盾構(gòu)機在過過井時壓力過大，造成回填的素混凝土隆起，因為該層素混凝土是作為頂板腳手架的基礎(chǔ)，因此頂板質(zhì)量控制有難度，影響主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
參考文獻：
【1】復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)，竺維彬，鞠世健2005年中國科學(xué)技術(shù)出版社
【2】廣州地鐵三號線盾構(gòu)隧道工程施工技術(shù)研究，竺維彬，鞠世健2007年既南大學(xué)出版社
【3】地鐵工程設(shè)計與施工新技術(shù)實用全書，王珊2005年銀聲音像出版社
