摘要：近年来，随着经济建设的高速发展，全国各大中型城市开始兴建地铁。其中，上海作为国内特大型经济城市，地铁线路区间主要分布在市中心以及交通繁忙区域，但在城市密集区域和重要交通枢纽建设地铁，不可避免地会遇到盾构需穿越已有建筑群基础、国家铁路网、多条市政管线等诸多情况。因此，类似盾构穿越工程已成为目前国内乃至其他国家所面临的技术难题，并且会伴随城市建设的发展逐渐增多，是迫切需解决的工程难题。
关键词：地下工程；盾构；进洞技术；监测；施工技术
1工程概况
1.1工程简介
某地铁3号线一期工程某区间左线盾构区间起讫里程为ZDK24+952.160～ZDK26+034.130，长20.445m，区间长度1102.415m，线路间距为13.7m～17.0m。区间每环管片数量为6块，管片厚度350mm，环宽1.2m，采用错缝拼装。盾构隧道外径6.2m，内径5.5m。接收端头围护结构为800mm厚的地下连续墙。接收端头加固措施采用搅拌桩+旋喷桩，靠近车站端头采用2排Φ800＠500三管旋喷桩，搅拌桩采用Φ850＠600三轴搅拌桩，加固长度为9m。同时端头设置2口降水井备用。
1.2到达段地质情况
该区间左线到达段盾构穿越地层主要位于④1粘质粉土、④2粘质粉土夹粉砂、⑥1粘土层，大部分位于④2粘质粉土夹粉砂层。对区间施工有直接影响的含水层为微承压水（三）1，该含水层赋存于④1粘质粉土、④2粘质粉土夹粉砂中，其隔水顶板为③1粘土、③2粉质粘土，隔水底板为⑥1粘土、⑥2粉质粘土。2事件描述山~靖区间左线自2016年10月18日正式始发，于2017年2月24日盾构机掘进拼装完成908环，停机打环箍，此时盾构机位于接收加固区内（盾构刀盘距地连墙迎土面距离约为100mm）。2017年2月28日上午开始洞门凿除。在第1层混凝土（地连墙背土面钢筋保护层）凿除过程中洞门水平探孔3号孔（洞门右上方）漏清水，项目部采取土仓螺旋排水+探孔封堵的形式进行封堵，封堵完成后，洞门凿除继续。待第2层洞门混凝土（地连墙内外层钢筋间混凝土）自上而下凿除至1/4处，水平探孔9号孔位（洞门右下方）漏水，水流较大，孔流水为黄色，夹杂少量泥沙，后面变为清水，中间一段时间流出水泥浆液，无砂子，通过隧道内土仓螺旋排水后，水流逐渐减少。
2原因分析
2.1盾构机尺寸与加固区长度的对比
已知本区间所采用的海瑞克S641盾构机盾体长度约为9m，而端头加固区也仅为9m。由此可见，就当前的加固区范围（沿隧道轴线长9m），不能完全包裹盾构机，即盾构机进洞时，掌子面顶到围护结构迎土面时，盾尾刚进入加固区，尚未完全封闭，存在绕流可能，当洞门破除后，导致④2层（粘质粉土夹粉砂）沿着盾构机四周通道，大量的流失。
2.2注浆方式
注浆方式调查发现，停机封环注浆方式主要存在如下几个问题：首先注浆从896-898-900-901环的注浆顺序不合理的，其次在898环3点位，单点位注入15m3浆液，同样不合理的，不满足系统注浆的要求。第三，尚未在靠近盾尾后的2-3环系统地注双液浆封环，是不合常理的。由此可见，盾尾后面注入了大量的单液浆，并未形成有效的环箍，反倒在浆液压力下，疏通了盾尾至土仓的一个渗水通道。为后面洞门破除后，洞门渗漏水埋下了隐患。
3险情处理措施
3.1垂直注浆加固
为阻断盾尾至洞门圈的渗水通道，特在地面加固区后方增设垂直注浆孔。红色圈（10个）为进洞前的补强措施，蓝色圈（3个：4、10、20）为进洞时应急注浆孔。补强注浆液采用单液浆（水灰比为1：1），应急孔作为在进洞过程中，洞门一旦出现渗漏水，直接注入聚氨酯。
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3.2冷缝处理
在加固方案的选择上，无论采用哪种方案进行加固，一定要考虑在加固体和围护结构之间设注浆孔，以封堵加固体与围护结构之间的施工冷缝，封堵可能存在的来水通道。发生险情后，在洞门南北侧施作了2口注浆孔，孔位位于隧道管片两侧，且在加固区内，距端头围护结构地连墙迎土面300mm，孔深底标高位于洞门钢环底标高下2m。各孔注入300kg聚氨酯，检验冷缝的效果，注入过程中观察土仓，并未发现刀盘土仓内流入聚氨酯，由此判定两侧冷缝还是较好的。另在正式进洞前，在洞门南北侧，再增加2个冷缝应急注浆孔。在盾构机进洞过程中，若出现洞门渗漏水，对2个应急注浆孔进行注射聚氨酯。
3.3增设降水井
在盾构进洞前，增加4口降水井，降低端头水位，降水井结构形式同原端头加固设计备用降水井形式，井深24m（深度为深入加固区下5m），并及时进行降水。在盾构接收前2d，持续降水，使水位稳定在地面下22m左右。降水深度控制值：至少降至结构底板下1m。水位达不到要求时，及时对水泵进行调整、更换。
3.4隧道内环箍补强
盾体保护及封环：注浆原则首先保护盾构机，采用系统注浆，系统注聚氨酯。在脱出盾尾的前两环（905、904环）注入聚氨酯保护盾尾。后10环进行系统注入双液浆，注浆方式为：从前至后（大环号至小环号），单环从下至上（8点位到16点位，对称逐步向上），一环赶一环，形成封环。注浆时注意应多点、少量等方式，即单点不宜注浆太多，以2m3作为最大控制值。注浆机安装压力表，注浆压力控制在0.3MPa～0.5MPa。
3.5其他技术措施
（1）洞门预埋钢圈上安装弹簧钢板，填充海绵条在洞门钢圈内焊接2圈弹簧钢板，2圈钢板间距200mm，共计232块，焊接时注意弹簧钢板不可挡住洞口，避免影响后期弧形钢板安装。材质：Q235钢材，2mm厚；组成：2块钢板，中间夹海绵；目的：减小渗漏通道，防止漏泥、漏砂，确保密封注浆质量。（2）查找水源，截断/封堵可能的渗水通道治理原则：首先确定水源、水路，再采取相应措施进行封堵、截排处理。对水源判断清楚后，确认水源的情况下进行处理。对接收端头井附近的所有雨污水管井、沉淀池、集水坑等进行排查。将积水进行抽排，根据水流、水位、沉积物等情况判断是否为洞门渗漏水源，采取相应措施对其进行截流抽排。①端头井东侧遗留DN800上水管探挖：未发现渗漏水；②结构北侧DN800雨水管，采用气囊进行临时封堵。采用色浆水源跟踪技术，发现端头北侧降水井水位持续降不下去，主要为结构北侧DN800雨水管里的水持续补给所致。对此，采用气囊对雨水管道进行了临时封堵，隔断可能水源。（3）管片间增设海绵条在停机打环箍后的后续掘进中，在拼装下一环管片时，在拼接面靠近外侧填塞海绵条增强防水堵漏效果，海绵条尺寸（15cm×15cm×2m）。
4盾构接收
经过众多措施的落实，项目自评合格后（环箍评定等），并做好相应应急准备的情况下，开始计划正式进洞施工。以防洞门凿除完毕后，盾构机被浆液及聚氨酯凝固卡死，增大接收风险。于2017年3月6日晚进行盾构机推进测试，推进10mm，洞门内外无异常情况。2017年3月8日22：18顺利完成盾构机无水进洞。
5结语
实践证明，通过垂直注浆补强环箍、隧道内补强环箍、冷缝检查与处理、周边管井的排查及封堵、增设降水井、增设弹簧钢板+海绵条等多种措施的进洞应急方案是可行的，环箍效果良好，能够保证盾构机在无水条件下完成进洞接收，有效地保证了施工安全。
参考文献：
[1]施伯超.盾构进站接收险情处理的探讨[J].福建建设科技，2015（2）：11-12.
[2]孙延盼.隧道盾构施工对邻近建筑物的影响研究[D]．苏州：苏州科技大学，2015：1-2．
论文作者:王玉祥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/25
标签：盾构论文; 注浆论文; 管片论文; 进洞论文; 隧道论文; 区间论文; 聚氨酯论文; 《基层建设》2019年第4期论文;