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摘要：在大中城市和交通要道进行盾构隧道施工时，经常需要在地质条件差的地层进行换刀作业，地面加固占道申请困难，洞内加固成为主要的选择，本文结合工程实例，介绍盾构隧道压气换刀和WSS洞内加固技术要点，供同行参阅。
关键词：wss注浆；压气换刀
1 概述
轨道交通六号线植物园站～龙洞站区间位于广州市天河区，区间隧道盾构施
工采用两台海瑞克盾构机，从龙洞站盾构工作井始发，向西掘进至植物园站解体吊出。地面是广汕公路进出广州市主干道、华南快速龙洞进出口路段，交通异常繁忙。
2 工程与水文地质
隧道覆土厚度为8.5m～14.8m，隧道穿越地层主要为砂质粘土、砾质粘土、花岗岩全风化地层，局部砂层，勘察报告揭示，存在球状风化体侵入隧道。其中左线在里程ZDK26+801.88～ZDK26+774.47（489环～509环）范围为上浮基岩，上浮基岩的强度为75MPa～91MPa。地下稳定水位埋深为1.20m～16.0m，水量较丰富，属承压水，渗透系数为1.09m/d。
3 停机换刀前施工情况
植龙区间右线盾构掘进至485环，出现扭矩跳动情况，反映到盾购机已经到达上浮基岩区，比详勘揭示上浮基岩区域提前4环到达。当掘进至492环时，扭矩跳动频繁超过40t•m的情况，推进速度1～3mm/min,推进困难。初步判断刀具已偏磨或部分损坏，需检查更换刀具。
3．1地质情况
详勘资料的显示，490环至510环中间，隧道顶部覆土埋深约13.4m。从地面至隧道顶部地层依次为：<1>地层，约3.5米深，<4N-2>地层，约4.7米，<3-1>地层约2.3米，<3-2>地层,约2.9米，地层相对较差。具体见如下断面图：
3.3换刀思路
换刀点位隧道顶部地质条件差，砂层厚，地面交通繁忙，地面加固占道审批时间长、难度大，常压开仓不具备条件，考虑压气换刀。
压气换刀前，通过盾构机中盾的径向孔进行加固刀盘上前方及两侧的土体，加固采用WSS注浆工艺，加固完成之后，进行试压，保压成功后方可进行开仓换刀。
4 WSS注浆施工工艺
4.1土仓内加注浓稠膨润土泥浆
洞内加固掌子面之前，土仓内注入膨润土泥浆，渗透掌子面，每次注入到土仓顶部压力达到2.5bar，所注入的膨润土泥浆的粘度为23秒，方量约为17m³，待土仓顶部压力稳定在2.0bar（3小时不下降），停止注入。
4.2WSS注浆超前加固
4.2.1WSS注浆加固及止水原理
1）注浆原理：注浆时浆液将土层颗粒间的水强迫挤出，使颗粒间的间隙充满浆液并使其固结，达到改良土体的目的。
2）注浆特性：将土层的粘结力(c)和内摩擦角()值增大，降低其透水性，形成相对隔水层。
3）注浆要求：注浆加固后的强度；卵石层达到25～30KG/CM3、细中砂层达到15～20KG/CM3、粘土层达到10～12/CM3；止水系数可达到K=10-7～10-8CM/S。
4.2.2WSS注浆机具配备
其主要设备有：TXU—75A型、SYB—60/160型高压泵、SJY—双层立体式搅拌机、BCT—2型流量器。
器具：旋转二重管、旋喷液混合器、切换喷头
其它：排水处理装备、测定器具、凝胶时间测定仪
4.2.3WSS工法注浆施工步骤
WSS工法注浆施工步骤:盾构隧道内搭设钻孔平台→钻孔→喷射浆液→回抽喷浆→喷浆结束，具体如下图所示：
4.2.3注浆量的控制与注浆效果检测
注浆方式采用后退式分段注浆，即在注浆管内由孔端向外分段进行注浆，每次注浆段长0.4～0.5m，注浆量的控制采用注浆压力进行控制，当注浆压力超过2MPa后，再后退注下一段，直至全孔注浆完成；注浆效果的检测为洞内注浆按方案完成后，对土仓进行加压，压力为2.5bar，30分钟内压力下降不超过0.5bar即为达到加固的效果，如达不到在进行二次补注浆。
5压气换刀施工
压气换刀施工和安全要求都有成熟、严格的规范，在此不再陈述。
6施工效果
洞内通过进仓观察，掌子面无漏水，稳定无坍塌可能；施工前后地表测量无明显沉降。
参考文献
[1]林同棪国际工程咨询（中国）有限公司.广州市轨道交通六号线二期工程（长湴站～香雪站）施工图设计.2013.4
[2]广东省重工建筑设计院有限公司.广州市轨道交通六号线二期工程植物园～龙洞区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告.2010.4
论文作者:张干劲
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/7/26
标签：注浆论文; 盾构论文; 地层论文; 隧道论文; 基岩论文; 洞内论文; 龙洞论文; 《基层建设》2017年6期论文;