广东广佛轨道交通有限公司 广东佛山 528251
摘要：盾构机下穿河涌地段过程中由于盾构上方水源丰富，有可能存在碴石喷涌、冒顶、涌水涌砂、管片上浮等风险。施工过程中采用同步注浆、二次注浆、盾构掘进轴线控制、管片上浮控制、盾尾漏浆控制等措施，能够更好的把控和降低盾构施工中的风险因素，本文简要介绍了盾构施工下穿过河涌的施工技术，以期对类似工程提供借鉴。
关键词：盾构施工；控制沉降；同步注浆；二次注浆；轴线控制
前言
城市的高速发展和人们日益加快的工作生活节奏，使城市轨道交通建设规模和数量日趋增大。盾构施工作为地铁工程的主要施工方法已经普遍应用于国内地铁建设项目，但在不同的地质条件下盾构施工技术也有其特殊工艺，本文结合某市盾构下穿河涌的事例，对穿过河涌地质的盾构施工技术做了简单介绍。
1.施工方法
在盾构掘进下穿该河涌时，宜快速通过，减少盾构刀盘对地层的扰动，控制地面沉降。在此段隧道掘进过程中还应注意以下几点：
1.1设备检查维修准备
在盾构机穿越河涌前，仔细检查大轴承、盾壳铰接和盾尾的密封状况以及螺旋机闸门的工作情况，以保证设备完好、功能性完备，从而提高过河安全性，同时及时更换损坏刀具，并保证配件供应和盾构机各系统始终处于正常工作状态，避免盾构机在河底做不必要的停留，以降低风险。尤其是盾尾密封装置和螺旋机闸门等要确保能够随时有效发挥作用。同时还要增加洞内排污设备能力，保证盾尾积水及时排除。
1.2掘进参数拟定
根据掘进的技术总结并结合隧道地层的实际情况，此段采用土压平衡掘进模式掘进，严格控制掘进参数。
为确保盾构掘进的安全，在盾构掘进施工时应合理选择并严格控制盾构施工各项技术参数，主要包括土压力、盾构推力、出土量、注浆填充率、注浆压力、盾构姿态等。
在下穿河涌时，根据相应的隧道埋深和地质情况，灵活调整盾构机施工参数，分别进行参数设置交底，保持土压压力稳定，其波动值限制在10%以内，控制好出土量，将出土量控制在2%的误差范围以内，将其掘进对河床的扰动降到最低。
2.技术措施
盾构施工引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结以及地下水的渗透，是导致地表沉降的重要原因。为减少和防止地表沉降，在盾构掘进过程中，要尽快在脱出盾尾的衬砌管片背后同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙。同时需要提高同步注浆质量，严格控制注浆压力和注浆量，防止压力过大顶破覆土。适当缩短浆液胶凝时间，保证同步注浆质量，减少地层损失。
2.1注浆目的
管片衬砌背后注浆盾构施工中的一项十分重要的工序，其目的主要有以下三个方面：
及时填充管片壁后建筑空隙，支撑管片周围岩体，有效地控制沉降；凝结的浆液作为盾构施工隧道的第一道防水屏障，增强隧道的防水能力；为管片提供早期的稳定并使管片与周围岩体一体化，有利于盾构掘进方向的控制，并能确保盾构隧道的最终稳定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2注浆方式和特点
根据隧道洞身穿越地层的特点，为能尽早充填盾尾建筑空隙及时支撑管片周围岩体，防止地层产生过大变形而危及周围环境安全，采用盾构边掘进边注浆方式，通过盾构机自设的同步注浆系统双泵四管路（四注入点）对称注浆，注浆在盾构尾建筑空隙形成的同时进行。
同步注浆使盾尾建筑空隙得到及时填充，地层变形及地表沉降得到控制，在浆液凝固后，强度得到提高，但可能有局部不够均匀或因浆液固结收缩产生空隙，因此为提高背衬注浆层的防水性及密实度，必要时再补充二次注浆，进一步填充空隙并形成密实的防水层，同时也达到加强隧道衬砌的目的。
2.3注浆材料、浆液配比及性能指标
盾构施工背衬注浆宜选用具有料源广、可注性强、经久耐用、固结实体强度能达到设计要求、对地下水和周围环境无毒性污染、价格低廉等特点的材料。注浆浆液要流动性好，便于盾构掘进过程中能持续注浆，而一环注浆结束后，浆液凝固达到较好的强度，具有膨胀性，避免后期收缩变形，二次注浆材料应可注性强，能补充同步注浆的缺陷，对同步注浆起充填和补充作用。
2.4注浆设备
浆液在洞外拌制，拌制好的浆液由电瓶机车运到洞内泵入盾构机自备的储浆罐中待注。同步注浆和二次注浆均采用盾构机后配套附带的注浆系统。
3.质量保证措施
3.1注浆控制
施工前应进行详细的浆液配比试验，选定合适的注浆材料、添加剂及浆液配比，保证所选浆液配比、强度、耐久性等物理力学指标满足工程的设计要求。
制定详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序，并制定专门的作业指导书。严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时分析注浆效果，反馈指导下次注浆。
根据洞内管片衬砌变形和地面及周围建筑物变形监测结果，及时进行信息反馈，修正注浆参数和施工方法，发现问题及时解决；做好注浆设备的维修保养、注浆材料供应，以保证注浆作业顺利连续的进行。
3.2盾构掘进轴线控制
掘进中加强盾构姿态控制，盾构机保持平稳推进，减少纠偏，减少对正面土体的扰动。控制好盾构推进轴线偏差在规范要求的±30mm以内。在盾构进入河涌范围前将盾构姿态调整到最佳状态，进入河床范围后严格按照设计轴线推进。同时加强盾构机姿态的人工复核，确保盾构机推进轴线和设计轴线的偏差在设计允许范围内。
3.3防止管片上浮的技术措施
适当降低盾构机的姿态，有意识地压低管片高程，使脱出盾尾的管片不至于超限；优化同步注浆浆液的配比，在满足浆液注入顺畅的条件下，适当降低浆液的初凝时间。控制盾构掘进的姿态，尽量减小其蛇形运动，以保证形成隧道建筑间隙的最小量。切断管片上浮的空间。控制掘进速度，确保管片脱出盾尾时形成的空隙量与注浆量平衡，避免注入的浆液被水稀释而降低浆液性能。同时控制每天的掘进进尺，以便管片能被浆液充分固结稳定。根据监测成果，及时对成型管片隧道进行二次补充注浆。二次补充注浆采用双液瞬凝性浆液（水泥水玻璃双液浆）。如出现上浮应在隧道底部打开注浆孔泄压释放底部有压水，同时对该段管片进行二次注浆。注浆采用双液瞬凝性浆液，注浆压注顺序应顺着隧道坡度方向，从隧道拱顶至两腰，最后压注拱底。
3.4渣样提取
盾构隧道掘进时，要求每环至少渣样提取一次，与勘察地质比对，调整掘进参数。
3.5盾尾漏浆控制
为防止盾尾漏浆，要求每环进场管片必须严格贴泡沫条，保护盾尾刷，如果还是出现漏浆现象，将采取加大盾尾油脂注入量或盾构塞海绵条的方式，防止盾尾漏浆导致浆液流失。
4. 结论
（1）在下穿河涌时，根据相应的隧道埋深和地质情况，灵活调整盾构机施工参数，分别进行参数设置交底，保持土压压力稳定。
（2）同步注浆使盾尾建筑空隙得到及时填充，地层变形及地表沉降得到控制，在浆液凝固后，强度得到提高。
（3）盾构穿过河涌地段为减少和防止地表沉降，要尽快在脱出盾尾的衬砌管片背后同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙。同时需要提高同步注浆质量，严格控制注浆压力和注浆量，防止压力过大顶破覆土；适当缩短浆液胶凝时间，保证同步注浆质量，减少地层损失。
参考文献：
[1]薛立强. 盾构浅覆土长距离下穿河流施工技术研究[J]. 铁道建筑技术. 2017年06期.
[2]周鑫. 盾构下穿河流施工过程控制要点[J]. 山西建筑. 2016年13期.
[3]吕进、赵相业、顾全、曹春艳. 城区穿河隧道工程安全施工关键技术探究[J].江苏水利.2014年08期.
[4]贾少春.天津地铁盾构隧道下穿外环河技术措施[J] .铁路技术创新.2011年05期.
论文作者:陈博
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
标签：盾构论文; 注浆论文; 浆液论文; 管片论文; 隧道论文; 地层论文; 空隙论文; 《防护工程》2018年第32期论文;