类矩形盾构超浅覆土接收施工技术分析

类矩形盾构超浅覆土接收施工技术分析

张想陈

中铁四局第二工程有限公司 江苏省苏州市 215000

摘要：类矩形盾构隧道是整个隧道体系中的重要构成，具有覆土浅、空间利用率高等特点，因而被广泛应用在城市轨道交通工程建设当中，但伴随盾构覆土日益变浅，类矩形盾构在实际施工中面临着超浅覆土方面的施工难题。本文结合工程实例，对类矩形盾构超浅覆土接收施工的一些关键技术进行分析，望能为相关工程施工提供一些参考。

关键词：类矩形盾构；盾构接收；超浅覆土

当今，伴随城市轨道交通业的持续、快速化发展，类矩形盾构隧道凭借其覆土浅、空间利用率高等优点，被广泛应用于轨道交通工程当中，促进了城市地下空间综合利用率的提高，以及城市轨道交通出入段线工程明挖段在具体的开挖深度以及整体工程成本上的降低。需要指出的是，在出入段向工程中应用的类矩形盾构有着越来越浅的覆土，势必会增加超浅覆土接收施工方面的难题，如隧道变形控制难、盾构姿态控制难等，因此，在施工时，需对各项施工参数进行合理把控，最大程度提高成型隧道质量，促进类矩形盾构超浅覆土接收风险的降低。本文以某轨道交通中的某出入段工程为例，就其类矩形盾构二次接收以及割线接收技术进行深入剖析，现探讨如下。

1.工程概述

某工程为某轨道交通3号线的某个出入段工程，其中，类矩形盾构的区间长度为410m，盾构自某站东边头井开始，沿线下穿地大道到明挖区间接收井，盾构首先穿越2号的圆管涵、河道以及新建桥梁、超浅覆土区域、拔桩区等。区间最大纵坡的坡度是35%，最小曲率的半径R是350m，隧道顶覆土厚度区间值为1.7~9.0m。区间隧道穿越的土层分别是①1a杂填土、①_3b淤泥质粘土、②₁层粘土、②_2a层淤泥质粘土、③₂粉质粘土。

本区间接收前约85m是超浅覆土接收区域，隧道顶覆土的厚度区间为2.6~1.08m，纵坡的坡度是35‰，另外，曲率的半径值是350m，盾构接收选择割线接收。

2.超浅覆土接收施工技术

2.1接收的基本流程

（1）推进到330环，千斤顶行程到990mm时，大刀盘将会进入加固区；（2）当推进到330环时，千斤顶的行到1812mm，此时，偏心刀盘快要进到加固区；（3）当推进到339环，并且千斤顶行程到1428mm时，大刀盘靠上钻孔，进行柱状维护结构的灌注，着手凿洞门，并且于335环处，实施二次注浆；（4）当推进到340环时，千斤顶行程到858mm，此时，盾尾会进入到加固区；（5）当推进到342环，千斤顶行程到1300mm，盾构机头将要靠上基座；（6）当推进到343环时，千斤顶行程到800mm，对AB环进行切割；（7）推进到347环时，开展首次封洞门，且将单液浆注入；（8）把3块负环当作传力块，把盾构推进到基座上，实施二次封洞门操作，且将单液浆注入。

2.2控制施工关键参数

（1）推进速度。在类矩形盾构超浅覆土施工过程中，将推进速度适当降低，即控制在10~20mm/min，若有着过快的推进速度，那么便会降低刀盘切削土体的有效性，易形成“泥饼”，堵塞螺旋机。如果盾构机刀盘已经进至加固区，此时，降低推进速度到5mm/min，并且在推进时，对刀盘扭矩进行时刻观察，如果扭矩快速增大，那么需要把推进速度降到1~2mm/min。（2）土压力。在盾构接收前，推进坡度控制在35‰，如果盾构覆盖土＜3.8m，最小为1.08m，因上部设置有抗浮板，能够将土体压力适当增大到0.08~0.10MPa，这对于控制盾构姿态有利。（3）出土量。推进时，对出土量进行严格控制，依据理论值98~100%，也就是84.7~86.4m3/环，不得超挖。（4）注浆比例及量。做好同步注浆管理工作，持续且均匀的注浆液。依据监测数据对同步注浆总量、比例进行适当调整，注浆总量控制在6.2~7.1m³，上、下部注浆比例设定成9:1。盾构推进至342~343环，此时，对洞门位置处的浆液情况进行密切观察，预防同步浆液自洞门间隙涌出，并将同步注浆工作停止。（5）二次注浆。当盾构推进到339环时，大刀盘靠上进行钻孔，进行桩围护结构的灌注，凿洞门，于335环时，实施二次注浆，对非加固区与加固区间的密封效果进行强化，环箍注浆选择双液浆，注入量控制在每环5~6m³。第343环注浆以及首次封洞门后，便可实施洞门注浆，用单液浆对344~347环盾构机壳与土体之间的间隙进行填充，选择单液浆。当盾构机脱出洞门之后，开展第2次封门，及时完成洞门注浆工作，用单液浆对346~347患管片与外侧剩余间隙进行填充，选择单液浆。（6）土体改良。当盾构刀盘与接收加固区接触之后，促进盾构推进速度的降低，与此同时，于刀盘前方进行加水，或者实施土体改良，这样有助于刀盘扭矩的降低，对切削加固区土体有利，依据既往经验，可将注入量控制在3~5m³/环。

2.3盾构接收针对性技术

（1）割线接收。接收段隧道设计轴向转弯半径是350m，类矩形盾构的长度为11.45m，而加固区长为11m，设割线长度为17m，也就是334~347环是直线推进环。为了能够保障割线与隧道轴向之间的水平偏差处于合理范围内，割线起点与终点之间的水平偏差应设成-30mm。此外，因所接收的是超浅覆土接收，隧道顶覆土为1.7m，因此，需控制盾构高程姿态，即-40mm，将成型隧道上浮量进行抵消，盾构接收基座高程偏差是-50mm，水平方向是割线延长线。（2）二次接收。本次盾构接收主要划分成2次开展，受此接收是盾构推进347环结束后，用弧形钢板对洞门圈与盾构机壳间的空隙进行封堵，另外，用弧形钢板的外弧与洞门圈预埋钢板焊接搭接＞50mm，用快速水泥将弧形钢板内弧与盾构壳体间的空隙进行封闭。弧形钢板均固定后，用水泥对盾构壳体与洞门圈间的空隙进行填充。

3.结语

综上，类矩形盾构超浅覆土接收施工时，特别是盾构进入加固区前，需要对盾构姿态进行严格控制，预防盾构机推进速度过快、转角过大及平面偏差过大等，盾构进入加固区后，较难进行姿态纠偏，因此，在加固区中，可选用刀盘注水，促进刀盘扭矩的降低，预防牛肚过大。同步注浆质量影响着隧道类矩形上浮量，特别在浅覆土工况下，有着较大的隧道上浮量，应控制好注浆比，可将注浆量适当减少，设置抗浮板，促进类矩形隧道上浮量的降低。

参考文献：

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