地铁盾构与暗挖隧道对接施工关键技术

地铁盾构与暗挖隧道对接施工关键技术

黄学文

中交隧道工程局有限公司北京100002

摘要：地铁在城市化进程中发挥着重要的作用，大大缓解了城市交通压力，使交通效率提高。但是地铁施工的技术性要求较高，比如地铁盾与暗挖隧道的对接施工，使得其施工需要考虑更多的因素，以保证施工质量。本文以北京地铁14号线的南八里庄到北京工业大学的盾构与暗挖隧道对接施工为例，分析了其工程概况、施工难点与处理措施，并结合该工程分析了其施工效果，对工程实践具有重要的指导意义。

关键词：地铁盾构；暗挖隧道；对接施工；关键技术

盾构法施工在城市地铁施工中的应用较为普遍，随着其应用的深入，该施工技术的弊端也逐步显现，盾构机在施工中不可后退使得其施工会受到施工环境等的约束，造成其施工效果不理想。因此，为了克服该种弊端，有些施工单位在进行施工时，会采用盾构与暗挖隧道对接的施工方式来保证施工效果，这种施工技术基于多方面的优势，在地铁施工中具有广阔的应用前景，能够保证地铁施工的顺利进行。

1工程概况

北京地铁14号线南八里庄到北京工业大学站盾构区间在从南八里庄西端沿着弘燕路往东，下穿新园小区，侧穿松榆东里天桥，区间盾构施工时，南八里庄与十里河的暗挖施工完成，在此基础上，该线右段采用盾构施工，暗挖虽隧道通过扩挖实现与盾构的对接。

本段线路施工在河间地块上进行，自然标高在36～40m之间，基岩深度大，达到了50左右，该地段内的沉积以粘性土、粉土等为主，碎石的分布较广。隧道正线下穿管线有9条，带水管线存在渗漏现象，使得隧道土体、岩层等存在孔洞情况，土质疏松。

2施工难点与对策

2.1施工难点

施工区段的环境复杂，与居民住宅位置较近，地下管线分布较多，一旦沉降过大，会使得地面建筑物、交通与地下管线的影响等受到影响。隧道拱顶存在大量的粉细砂，且存在空洞情况，加剧了施工的风险，有些地段还存在坍塌等威胁。

2.2处理措施

开挖前进行超前预测，及时发现施工前方土体的含水情况；开挖前用全断面注浆方式加固土体；浅埋暗挖；加强施工监测。

3盾构与暗挖隧道对接施工关键技术

3.1盾构接收注浆加固技术

隧道洞内盾构端头加固是盾构顺利对接暗挖隧道的关键工序，其施工质量很大程度上决定了盾构接收的成败，故须采取有效的质量保证措施。

盾构接收注浆加固技术是盾构与暗挖对接的关键环节，包括了注浆工艺与材料、加固范围与布孔。首先，保证加固效果，做左线盾构端头应采用深孔袖阀管后退式分层劈裂的方式进行注浆加固，袖阀管采用φ48×5规格的钢性材料，浆液采用体积比为1：1的水泥-水玻璃双浆液，在浆液中还需要填充少许抗裂微膨胀剂与液体速凝剂。加固范围为开挖轮廓外的2.5m位置，孔位环向间距50cm，孔间距45cm，线路孔长度为25m的发散布局，浆液扩散半径在70cm左右。

3.2盾构与暗挖对接段初支扩挖技术

标准段施工一般采用台阶法，而渐变段与扩挖段则采用CRD法来进行。

①对导洞1进行超前导管与注浆，用台阶法进行开挖施工，并且建立初衬。

②导洞2施工完成以后，进行土方的开挖，也施工形成初衬，导洞1与2之间的距离为6m。

③导洞2施工完成后，依据步骤①进行导洞3的施工，随后将导洞2与3之间的距离也保持在6m。

④导洞3施工完成以后，与步骤②类似进行导洞4的开挖等。

3.3预防沉降控制措施

为了避免沉降现象的发生，一般采用以下的处理措施：

（1）注浆过程中，采用深孔袖阀管后退式分层劈裂方式，全断面的注浆形式使得其加固效果更好，但是在施工过程中需要控制相关的参数，以实现对注浆质量的控制。

（2）煤电钻机钻孔来进行锁脚锚管成孔，用风镐打入，浆液一般为水泥砂浆，但是其配比要根据工程的实际情况来进行确定。

（3）施工过程中要进行混凝土工艺的改进，在喷射过程中，首先喷射1cm的厚砂浆，随后进行混凝土的喷射，保证其初支与围岩结构的紧密性。

（4）注浆管埋设于初支上，要及时进行回填注浆施工，注浆位置一般距离开挖作业面5m，如果浆液扩散效果不好，需要及时进行加密回填管，来保证注浆扩散的效果，提高结构的稳定性。

3.4扩挖段及盾构壳体二衬施工技术

扩挖段及盾构壳体二衬施工技术中包括了防水施工与模板施工。

扩挖段的防水施工与常规施工类似，主要是要进行基面的防水处理，保证基面的防水效果。盾壳内部的防水，一把采用双面自粘材料，0.5cm厚度的沥青基聚酯胎防水卷材来保证其防水效果。主要是要进行两个部位的防水处理。

（1）盾壳与暗挖段连接处的防水处理，洞口采用背贴止水带的方式进行防水处理。

（2）盾壳与管片处的防水处理用止水胶与注浆管结合的方式来提高防水效果。

在本工程中，标准断面拱墙二衬采用模板台车的施工方式。

非标准断面二衬采用满堂脚手架、定型钢拱架和定型可调钢模板施工的方式来进行。但是材料、设备的规格需要根据工程的实际情况加以选择，比如在此工程中，满堂脚手架采用的是φ48.3×3.6规格的钢材，立杆横纵间距为0.7m×0.9m，步距为70cm，并设立相关的纵横向扫地杆。钢模板采用0.6m×0.9m的弧形模板，高模板要具有可调节的特性，在安装过程中，从拱顶开始，逐步向两侧开始安装，相邻模板之间需要采用必要的加固措施，保证其连接效果。弧形钢拱架采用16a规格的工字钢，在施工过程中严格按照盾构接收调高断面拱墙的形状来进行施工，相邻两个钢拱之间用特定直径的钢筋通长焊接，环向间距为120cm，暗挖段扩挖段与盾构壳体二衬连接。

3.5盾构与暗挖对接姿态的控制

在盾构下井对接前需要对暗挖隧道基线进行测量，确定好盾构机空推段的位置。确保盾构允许的水平与垂直偏差在隧道设计轴线容许值±20mm之内，测量定位完成。设备下井定位、组装、调试通过后。在推进第一环暗挖段时，应做好推力与铰接的控制。时刻注意土仓压力有无明显波动。刀盘转速不宜过快，应控制在每分钟0.7转以内，防止因旋转反力导致盾体扭转。推进过程中及时同步注浆（可适当调节浆液配比，缩短凝结时间），注浆压力应控制在0.3Mpa至0.5Mpa之间，确保壁后注浆密实均匀。推进时密切关注参数的变化。做好应对措施，如有异常情况及时处理以免事态扩大。第一环掘进完成后，在管片拼装前需注意管片止水条的粘贴效果和完整性。安装环管片时注意管片拼接的圆弧度。及时紧固管片连接螺杆。管片安装完成后，需在下环掘进至1m时复紧安装完成的管片螺杆，可减少因推力变换导致的管片变形。应提前确定暗挖段掌子面里程，在刀盘到预计到达掌子面里程前30cm左右，可增加刀盘转速至1.2转。逐渐建立土压，降低出土率。确保参数无明显波动即暗挖段与盾构机顺利对接完成。

4施工效果

在本工程中，地铁盾构与暗挖隧道对接施工起到了良好的效果，使得各个沉降观测点的变形基本趋于相同，在对接施工的开始阶段，沉降速度较快，但还在可控范围内，随着二衬背后注浆等作业的完成，沉降速度减慢，对接施工完成以后沉降维持在一个相对平稳的状态，使得周围建筑等不受施工的影响。盾构与暗挖隧道对接施工使得对周围环境、交通等的影响较小，使得工程的效率大大提高，节约了工程成本。

结语：

地铁在城市经济社会发展中起到了重要的作用，地铁施工的质量影响了其后期运行的安全性与稳定性，近年来，盾构与暗挖隧道对接施工在地铁施工中的应用较为广泛，其能够达到良好的施工效果，但是施工中主要需对关键技术的质量控制，以保证其施工效果。

参考文献：

[1]张中阳.地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术[J].住宅与房地产，2018（03）：179-180.

[2]马焱鑫.地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术[J].科技资讯，2018，16（35）：71+73.