广州地铁集团有限公司 广东省 510330
摘要：盾构始发和到达是地铁盾构工法的关键工序，也是施工过程中的事故多发环节。针对广州地铁知识城线康镇区间右线受管线迁改、周边房屋影响，盾构到达加固体无法施工的难题，采取了半加固体半钢筋混凝土箱体结构的接收方式。本文通过对该区间半加固体半箱体结构进行盾构到达整体接收的技术研究，结合该区间盾构机顺利到达接收的工程实例分析，认为该项辅助技术能够较大程度地降低盾构到达接收的施工风险，且对周边建构筑物及重要管线等不会造成较大的不利影响，此外在城市地铁建设施工环境却变得日益复杂的情况下，采用此种技术将具有更加广阔的发展应用空间，对于类似工况盾构到达具有一定借鉴意义。
关键词：盾构到达接收 半箱体半加固体 钢筋混凝土箱体 施工技术
1、工程概况
广州地铁知识城线【康-镇】区间线路出镇龙北站后，沿着九龙大道由东南方向向西北方向前行至汤村东侧进入康大站，线路途经五福堂村、七星村、汤村、广州康大职业技术学院、下穿五福堂桥、广河高速桥。区间沿线两侧主要为村庄、农田和山丘。
2、接收盾构到达的半加固体半钢筋混凝土箱体
通常盾构到达进行端头加固的主要目的在于以下几点：①确保洞门破除时的土体稳定性及防止地下水流入接收井内；②防止地下水及土、砂从盾构机以及洞门的空隙周边处流入；③防止对周边的地表建构筑物以及地下管线等产生较不利的影响。
本区间由于盾构到达端头存在通信管线及给水管侵入端头加固体区域，无法及时迁改，而且东侧存在较多民房，其中1座三层居民楼距离右线最近仅1.04m，端头加固无法全部完成。综合考虑后，最终决定施做部分双管旋喷桩形成加固体的同时，在车站吊出井内施做钢筋混凝土箱体进行整体接收，形成了半加固体半钢筋混凝土箱体接受模式。
2.3 钢筋混凝土箱体的施工工序
箱体施工顺序：箱体结构与底板及端墙连接部位植筋—→侧墙钢筋绑扎—→侧墙模板安装+钢管支撑固定—→侧墙砼浇筑—→侧墙模板拆除—→箱体内砼、砂、粘土回填至顶板底—→顶板钢筋板扎—→顶板砼浇筑—→袋装土堆载。
钢筋混凝土箱体的侧墙及端墙施工完成并达到强度要求后，在箱体内自下而上逐层回填土并压实。箱体底部的回填料宜选择1m厚碎石以防止盾构进入箱体后栽头，其余部位可回填粘土或砂有利于盾构掘进进入箱体，最终在完成箱体内部回填土后施作顶板，同时预留好注浆孔、观察孔、泄水孔。由于箱体的整体限制作用，可以确保盾构到达接收时不会出现大规模的涌水涌砂事故。
3、盾构隧道贯通掘进技术措施
3.1 盾构贯通掘进控制
贯通掘进是指从盾构隧道贯通测量之后一直到贯通区间隧道进入接收井，并被推上接收机座的整个施工过程。其工作内容包括：到达掘进、箱体破除、接收基座安装、盾构接收等。该阶段控制要点如下：
1、距离接收井150米时，控制掘进速度，调整盾构机姿态，贯通测量结束后，根据测量结果选择合理的掘进参数，逐渐放慢掘进速度，控制在40mm/min左右，严格控制土压（与正常掘进相同），缓慢均匀地切削洞口土体，以确保盾构机掘进姿态（中心线前后偏差在40mm以内）、轴线偏差在±30mm以内。
2、盾构过渡段掘进（进入土体加固区前40～50m）：掘进速度和土仓压力与正常段掘进一样控制，但此段施工重点注意调整盾构机的姿态，满足确保盾构机顺利进入接收井。根据测量复核结果，掘进过程中缓慢纠偏，使盾构机保持略微仰头姿态前进，保证出洞时正常接收；同步注浆浆液改为速凝型浆液（配比较正常增加50kg水泥）。
3、刀盘进入土体加固区1m后，打开仓门，观察刀盘掌子面是否稳定，待其稳定后，采取空仓掘进，掘进速度减至10～20mm/min，推力小于500t，扭矩油压小于80bar，且盾构机在进入加固体之前，做三环以上的止水环，以出土无水为原则。在掘进过程中，安排专人密切观察洞门变形和水土流失情况，始终保持与盾构机司机联系，及时调整掘进参数。掘进过程中，洞口土体有可能坍塌，因此必须密切注视洞口的情况，直至洞门口处土体松动、开裂，盾构机刀盘缓慢将洞口土体切削下来；管片拼装时适当调低千斤顶油压。如果洞口土体塌落，盾构机姿态良好，则适当提高掘进速度，尽快将刀盘推上接收井围护结构。
4、盾构机进入接收箱体，刀盘通过洞口，本次洞门破除完全采用盾构机刀盘自行破除，刀盘进入箱体后空仓推进，减小对箱体的压力，推力不大于800吨，刀盘转速1.0r/min，同步注浆每环不小于5m3。推进过程中严格控制刀盘扭矩，防止盾构机出现扭转。直到盾构刀盘到达箱体端墙。
5、盾构推出洞门过程中，除同步注浆外，每拼装一环即停下进行洞内二次补浆，封闭盾构周边的水力通路，直至拼装至最后一环为止。为彻底封闭管片与洞门间的空隙，最后四环二次补浆采取多次、反复注双液浆的办法，为检验注浆效果，该四环管片在注浆完成24h后，每块管片（K块除外）在吊装孔两侧约60cm处采用钻孔机各打一个Φ20mm的检查孔，检查孔流量不大于0.15L/min，如效果不理想，则继续进行二次注浆，直至检查结果满足要求为止。完成后采用快硬微膨胀水泥或改性环氧树脂化学注浆液进行封堵。
洞门止水注浆完成后，打开箱体顶板预留的观察孔，观察止水效果。如仍有水流出，应继续对洞门进行注浆止水。止水效果合格后，开始进行箱体拆除作业。箱体拆除先使用炮捶拆除靠近洞门处的顶板，然后每挖1m，逐层确认，逐层开挖，发现漏水立即注浆的方式进行。确认洞门处的安全后，先破除端墙，并将包裹盾构机的土和砂清除，将盾构机清理出来，准备将盾构机推上接收基座。侧墙可在盾构机通过后择机进行拆除。
4、到达过程中遇到的风险及应对措施
4.1风险分析
根据半箱体半加固体接收施工工艺并结合本工程接收端头的实际情况，经分析认为此次接收面临的主要风险有以下4点：
（1）盾构机在箱体内掘进可能出现栽头现象；
（2）在箱体内掘进时洞门处出现涌水涌砂情况。
4.2 风险应对措施
（1）栽头现象控制
盾构机进入箱体时，如果盾构姿态控制不好及箱体内回填料承载力不足将会出现栽头现象，因此需要对盾构司机进行专门技术交底，严格控制盾构掘进姿态，同时合理安排箱体底部回填料，建议采用C15素砼浇筑形成导台。
（2）控制洞门处注浆效果，避免出现涌水涌砂情况
为有效的控制盾构出洞，避免出现涌水涌砂情况，采取以下进行控制：
①盾构推进严格按照方案进行同步注浆，确保盾构管片外侧土体密实。
②盾构机中盾进入车站地下连续墙范围后，利用盾构管片径向注浆孔向周边盾体外注聚氨酯，聚氨脂与盾构管片外地下水反应形成聚合物，填充盾体外的空隙，防止地下水进入盾构刀盘前方。
③盾尾进入加固体及箱体后，在已成型的隧道内，对每环管片背后注入双液浆填充止水。
5、结束语
本项目区间隧道的盾构接收施工过程较为顺利，最终安全地实现盾构机到达的目标。通过对该区间隧道采用半箱体半加固体进行盾构到达接收的辅助技术的总结，可以发现该项辅助技术能够较大程度地解决现场施工场地不足的问题，使得盾构机通过既有狭小场地施做加固体结合钢筋混凝土箱体进行盾构到达接收，降低了出洞风险，确保安全可控，且出现问题可及时在箱体中进行处理，对周边建构筑物及重要管线等不会造成较大的不利影响。本项目盾构到达辅助技术的成功实施，对于类似工况盾构到达具有一定借鉴意义。
参考文献：
[1]竺维彬，鞠世健著 复合地层中的盾构施工（第一版）【M】 北京：中国科学技术出版社，2006
[2]广州轨道交通十四号线支线施工2标【康大-镇龙北】区间施工设计图纸；
[3]广州轨道交通十四号线支线施工2标【康大-镇龙北】区间实施性施工组织设计；
论文作者:张伟洲
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/10/9
标签：盾构论文; 箱体论文; 管片论文; 固体论文; 区间论文; 钢筋混凝土论文; 注浆论文; 《基层建设》2017年第13期论文;