1、 盾構過礦山法暗挖段空推施工技術要點摘要：通過工程實例，從工程技術方面詳述XXXX一期工程202標段東緯路至春光街區間盾構空推過暗挖法隧道施工技術，明確了該施工方法的適用范圍，詳細總結了該工法的原理、主要施工工藝及現場質量控制要點，對今后類似條件下的盾構空推過暗挖法隧道施工有很好的參考作用。關鍵詞: 地鐵，盾構，空推，過暗挖段，施工工法 1 適用范圍本施工工法適用于直徑6.28m土壓平衡盾構機空推通過暗挖法隧道施工。2 工程概述 XXXX202標段東緯路至春光街區間劉家橋老盾構井至新盾構井區間盾構全長412米，其中盾構施工正線337米，75米為已經暗挖施工完成區間，需盾構空推管片通過

2、。 圖1 盾構空推方向示意圖3 工法原理      首先對硬巖段和極硬巖段采用礦山法開挖，進行初期支護;然后對盾構與暗挖段分界端頭墻進行處理，同時在已進行初期支護的暗挖段施工混凝土導臺，后對暗挖段回填豆礫石。在空推掘進過程中，由刀盤前方回填的碎石為盾構機提供反力，保證管片拼裝質量; 同時采用盾構機同步注漿系統對管片背后空隙進行充填，并采用管片固定螺栓對已拼裝好的管片加固。在空推拼裝管片通過后，對空推段進行二次補充注漿固結整環管片，確保施工質量。4 總體施工方案及施工工藝流程      暗挖盾構空

3、推段總體施工流程為: 暗挖段開挖初支施工端頭墻加固施工隧道內碴土清理導臺施工盾構機到達掘進盾構機檢查維修及拆盾構機周邊刮刀盾構機步進上導臺( 45m) 隧道堆填豆礫石盾構機步進、拼裝管片空推開始橫通道封堵盾構機步進、拼裝管片通過空推段到達豎井盾構完成空推段掘進  圖2 暗挖段初支斷面尺寸示意圖4 工序施工方法4.1 準備工作4.1.1背后注漿 由于該暗挖段爆破施工后立設鋼筋格柵支護，拱架背后存在著大量的空洞，為避免造成盾構機空推通過造成初支損壞和后期管片壓實后，與初次支護之間的不密貼和仰拱突然沉降，故對鋼筋格柵后進行全環背后注漿加固。暗挖段初支尺寸見圖2所示4.1.2暗挖段超欠挖檢查

4、由于礦山法隧道采用爆破施工，隧道斷面存在大量的超挖或欠挖現象，一旦隧道欠挖嚴重，盾構機無法通過，后期處理難度較大。在盾構機進礦山法隧道之前對礦山法隧道進行斷面測量，一旦欠挖影響盾構機通過，則提前處理。測量合格后，直徑6280mm盾構機即可順利通過礦山法隧道。4.1.3接收端頭地質超前探及端頭處理由于盾構臨近接收端頭時，反力越來越小，如果接收端頭地質條件偏差，或局部軟巖侵入等，極易產生盾構接收位置偏差，一旦過暗挖段存在偏差，極其產生撕裂原暗挖初支等現象；本工程現場采用潛孔鉆機施工超前探后，發現該接收端頭為均勻的中風化板巖，無夾層，且僅有少量裂隙水，故未采取相應的端頭處理措施。4.1.4 端頭墻墻

5、鉆孔接收盾構盾構機到達距離端頭墻3m位置時，盾構停機，前在礦山法隧道端頭掌子面進行鉆孔處理，以便盾構機進入礦山法隧道時，洞口形成的斷面為光面，不至于參差不平影響盾構掘進進入暗挖段，和避免撕裂暗挖段初支。具體鉆孔方法為沿隧道內徑6400鉆孔，鉆孔深度300mm，環向間距500，鉆孔孔徑25mm。 圖3、導臺斷面圖4.2 導臺測量及斷面超欠挖測量礦山法隧道導臺厚度150mm，采用鋼筋混凝土現澆，導臺弦長3150mm，導臺詳見圖2. 導臺是盾構機通過硬巖隧道時的下部支撐，其施工精度直接決定著盾構機的姿態。導臺施工模板定位后必須進行測量復核，混凝土澆注后應進行標高的復測，確保導向平臺的標高施工精度在0

6、+15mm以內。導臺施工完成后，由測量班對導臺進行線路聯系測量，包括水平及豎直方向，誤差超過設計規范要求的，需重新施作。見圖3所示4.3 豆粒石備料盾構機礦山法隧道空推掘進時，由于盾構機前方阻力很小，需對盾體及管片周圍噴射豆粒石，以便增大摩擦阻力，增加推力，擠緊管片止水膠條。豆粒石選擇直徑510mm，具體性能指標見表1。表1 豆粒石性能指標 檢驗項目 檢驗結果 品質指標 表觀密度/（kg/m3） 2600 堆積密度/（kg/ m3） 1320 緊密密度/（kg/ m3） 1500含泥量/ 0.6 2.0泥塊含量/ 0.3 0.7針片狀物含量/ 11 2510mm篩孔累計篩余/ 12 0155m

7、m篩孔累計篩余/ 95 801002.5mm篩孔累計篩余/ 99 95100注：豆粒石為花崗巖，粒徑為510mm 豆粒石在盾構機進入礦山法隧道前需提前備料。具體備料方量為需填充空隙的6070。豆粒石從礦山法隧道豎井用溜槽下放到井下，井下采用2m3翻斗車進行水平運輸，均勻鋪到導臺兩側。 本工程豆礫石堆填量控制在300立方米，并始終保持盾構機前方堆填豆礫石的總量在300以上，防止因反力不足產生盾構姿態偏差。5. 進礦山法隧道前的盾構掘進機姿態控制 盾構機進入空推段前的25m作為盾構機到達段，根據本工程的地質條件已經采用敞開模式掘進。盾構機進入到達段時，逐步減小推力、降低推進速度，并加強出土量的監控

8、頻次。刀盤轉速為1.651.85rmin，盾構機推進總推力小于800t，推進速度不大于25mm/min。 盾構機進入硬巖隧道前的最后3環采掘進速度控制在15mm/min以內，總推力減少為600t以內，采用小推力、低速度進入礦山法隧道。在盾構機進入硬巖隧道前的150200m，對盾構開挖隧道和硬巖隧道洞內所有測量控制點進行一次整體的、系統的復測和聯測，對所有控制點的座標進行精密、準確的平差計算。在盾構機到達硬巖隧道前的100m、50m時應分別人工復測盾構機姿態，及時糾正偏差，確保盾構機順利進入接收段。 盾構機在到達段掘進過程中，應派專人負責觀察硬巖隧道段的巖面變化情況。發現圍巖或硬巖隧道初期支護混

9、凝土有較大震動或變形時，應立即通知盾構主司機調整掘進參數，防止推進力過大而造成刀盤前部圍巖的大面積坍塌。6. 礦山法隧道內空推6.1 盾構機步進盾構機步進前拆除刀盤底部邊刮刀，防止底部邊刮刀與導臺過度摩擦，破壞導臺、磨損刀具并影響隧道中心線精度。盾構始發階段以低速度，小推力緩慢伸出油缸，前盾與導臺穩定接觸后開始步進。根據刀盤與導向平臺之間的關系，調整各組推進油缸的行程，使盾構姿態沿設計線路方向推進。前期施工時推進速度一般控制在1540min之間，工藝熟練后推進速度可達到6085min。下部油缸壓力略大于上部油缸壓力。盾構推進時，派專人在盾構機前方檢查、監測盾構機推進情況，主要檢查硬巖隧道的開挖

10、是否有侵入盾構刀盤輪廓的巖石存在、盾構前體下部與導臺的結合情況等。盾構推進時，刀盤前方的監測人員與盾構主司機要緊密配合，使盾構機沿導臺的中心進行前移，保證盾構前移時管片受力均勻。盾構機向前步進時，混凝土導臺必須清理干凈，以便盾構機能在導臺上安全順利步進。6.2 管片拼裝管片每安裝一片，先人工初步緊固連接螺栓；安裝完一環后，用電動扳手對所有管片螺栓進行緊固；管片出盾尾后，重新用扳手人工進行緊固。盾構過礦山法段時的管片拼裝采取錯縫拼裝形式，管片拼裝工藝與正常掘進時的工藝相同。管片選型時要根據盾尾間隙與油缸行程結合盾構機姿態選擇合適的管片。盾構機在導臺上步進，每步進1.2 m 安裝一環管片。在步進過

11、程中要在盾構機前方提供反力，以確保管片安裝質量要求，增強管片防水效果。經計算，反力以300T為宜（隧道為下坡時可適當增大），由放置在刀盤前的豆礫石堆填提供。根據類似工程的施工經驗，應該說可以滿足管片防水的要求，不會出現因止水條擠壓不緊而造成的管片漏水的現象發生。為更好地加強管片防水，本工程在管片上選用遇水膨脹橡膠止水條。6.3 豆粒石填充管片拼裝完成后，要及時進行管片外圍與地層間的背襯回填工作，用噴射的豆礫石在管片脫離盾尾時進行管片支撐，以防管片下沉產生錯臺。管片背襯回填是在刀盤前方，將50導管從盾構機盾殼外入到盾構中體或者后體進行，在回填時盾構機停止步進?；靥顣r，用砼噴射機自刀盤前方向盾構后

12、方吹入粒徑510mm的豆礫石骨料；每步進1.2 m即一環再一次用砼噴射機向管片背后吹入豆礫石，以確保管片背后充分密實?；靥顢盗炕具_到理論數量后，打開管片頂部的注漿孔觀察，直到注漿孔內充滿豆礫石。由于隧道開挖的不規整，每環豆礫石用量不完全相等。為防止注漿液、豆礫石從刀盤前方流出，每隔3.6 m，在盾構機的切口四周用袋裝砂石料圍成一個圍堰，圍堰高度不小于3m。在盾尾位置進行背襯回填時，回填材料不要太干，以防豆礫石回填時的灰塵對盾構機造成損壞。6.4回填注漿在完成管片背襯豆礫石回填之后，為使襯砌管片與地層間緊密接觸，提高支護效果，應進行回填注漿。（1）回填注漿基本與盾構推進同時進行，通過盾構機自身

13、的注漿系統，在盾構向前推進時，采用雙泵四管路多點對稱回填注漿，注漿孔位基本為大跨以上的管片。采用注漿壓力和注漿量雙指標控制標準，即當注漿壓力達到設定值、注漿量達到豆礫石理論空隙率的80%以上時，即可認為達到了質量要求。（2）回填注漿可以采用水泥凈漿、水泥砂漿，或加入水玻璃組成的雙液漿。為了保證達到對環向空隙的有效填充，同時又能確保管片結構不因注漿產生變形和損壞，注漿壓力取值為0.10.2MPa。（3）由于管片回填注漿時，盾構機前方是敞開的，管片注漿效果可能不理想，必須對管片進行補充注漿。管片安裝10環后，間隔6M打開管片吊裝孔，檢查注漿效果，根據檢查結果，若注漿效果不好，則進行補充注漿。補充注

14、漿采用水泥漿，通過普通注漿機，采用人工操作方式進行即可，注漿結束標準：采用注漿壓力單指標控制標準，即當注漿壓力達到設定值時，即可認為達到了質量要求。 圖4、同步注漿示意圖7.盾構空推質量控制措施7.1防止管片上浮和下沉措施（1）在盾構機過空推段每隔2環對管片注漿孔進行支撐加固，加固注漿孔位置的選擇為成環管片3點，9點鐘以上的位置。（2）加強管片姿態監控，測量組每3環對管片進行一次姿態測量，如發現管片有上浮和下沉趨勢應及時調整施工參數，盾構操作手也應根據測量數據適當調整注漿量。（3）為防止管片在盾構步進后產生上浮，在施工過程中，管片背襯注漿只從管片大跨上部進行壓注，注漿壓力不大于 1 bar，盡

15、量從管片的大跨以上進行注漿，并保證管片兩側同步注漿，避免因注漿而對管片產生偏壓，造成管片移位。（4）如發現管片在后續過程中由于水壓上浮，應及時對管片下部注漿口開孔放水。7.2防止管片錯臺措施盾構步進時提高背襯同步注漿，同時通過試驗調整配合比，確保初凝時間在 6 h 以內，保證管片下部有足夠的抗力。在必要時，縮短回填注漿工作面與管片安裝工作面的距離，甚至在盾尾外側直接進行回填注漿。加強對盾構姿態的控制，糾偏不能過急，以每環不超過 10 mm的糾偏量為宜。同時確保60 mm 以上的盾尾間隙以防止盾殼作用力于管片。在盾構機過空推段往往由于反力不夠容易造成管片螺栓不能完全復緊，在拼完每環管片后應及時對

16、后面 3 環管片螺栓進行復緊，在每次交班前對所有以拼裝管片復緊，空推結束后對所有管片螺栓復緊。7.3 盾構機姿態控制措施      (1) 調整好盾構機從實推段到空推段進洞姿態和空推段到實推段時的出洞姿態，確保盾構機進出洞時的旋轉值 Roll ±3 mm/m。    (2) 導臺的施工精度在 ± 10 mm 以內。      (3) 空推過程中，控制盾構機姿態水平和垂直偏差都在± 50 mm，管片拼裝后加強管片姿態監測頻率。8 施工經驗總結    （1) 暗挖空推段初期支護施工時要預留足夠的變形量，要勤進行導線測量和斷面測量，初期支護不能侵限。     (2) 到達端頭施工時要做好止水施工，防止