浅谈地铁盾构隧道端头加固设计与施工技术应用

杨金龙

江苏盛华工程监理咨询有限公司 221000

摘要：盾构法是现今隧道开挖中经常应用的一类技术，具有着质量高、施工时间短以及安全系数强等特点。在本文中，将就地铁盾构隧道端头加固设计与施工技术应用进行一定的研究。

关键词：地铁盾构隧道；端头加固设计；施工技术应用

1 引言

盾构施工中，端头土体加固是非常重要的施工内容，是对整个施工控制的关键工程。在部分盾构施工中，洞门塌方可以说是一类经常出现的事故，洞门加固质量的高低，将直接对盾构机能产生影响。此外，在盾构接、收时，往往需要凿除洞门，在洞门凿除时，也可能因为加固体强度不足以及加固体渗漏情况的出现导致发生事故问题，对此，就需要对该项工作引起充分的重视，通过合理加固方式的应用保障施工质量。

2 设计方式

软土地层是施工活动开展中经常出现的一类问题，在加固方案中，需要对底层的地质条件以及水文地质条件做好选取，并做好以下设计内容的考虑：第一，在设计中，要做好地下水流失情况的控制；第二，要做好隧道外土体强度的提升，以此实现对地表沉降的科学控制，避免端头出现坍塌情况；第三，盾构机始发以及到达方面，需要在充分联系现场地质情况的基础上做好土体加固方面的总结，并在盾构接收以及始发方面通过混凝土素桩以及双重管旋喷桩方式的应用进行加固；第四，在重型机械设备应用时，要做好端头位置土体承载力的提升。

3 加固确定

3.1 要密切联系横向加固尺寸。在软土地区施工中，进行横向加固的目的就是起到止水以及地层的稳定作用，即对盾构壳同加固区间的结合作用起到对周围水土压力的一种抵抗。根据我国盾构施工经验，一般需要将盾构壳体以外2至3m作为横向加固范围。纵向加固尺寸方面，由于在端头位置底层往往存在一定的水层，在受到止水性长度控制时，在盾构始发时则需要在原有纵向加固长度的基础上再加上2m左右的止水长度，即整个纵向加固长度在10m左右。在加固工作开展中，加固土体就相当于一个具有临时特征的支档系统，且在自身强度满足后没有加固时，则可以在对水土压力进行施加的同时避免土体出现滑移情况。

3.2 要通过水平探孔以及竖直抽芯两者结合的方式对隧道端头位置的加固效果进行检查。在实际检查工作开展中，需要重点做好桩位置的检查，芯样获取方面，则需要保证其连续性能够达到90%以上，且水平坍孔方面需要科学的在隧道端头的周围进行布置，保证其深度在加固体深度的1m以上。在处理完成后，如果经过检查发现实际加固效果并没有对加固要求进行满足，则需要及时采取措施对其进行处理。

4 隧道端头加固建议

在盾构机到达位置时，由于洞门会帘布橡胶材料进行密封，具有着向着端头内翻的特点，该种特点的存在，则会使盾构机在始发情况下所具有的密封效果较差，再加上盾构机在掘进时，将会对上部土体产生一定的扰动，此时，外部水土则会通过上体通道以及盾构机壳体产生一定的流失情况。砂性底层方面，水土流失以及流砂等问题不可避免的出现，并会在端头外部在形成塌陷的同时度整个施工的稳定性产生影响。对此，则可以对加固尺寸进行适当的加长，并在其后部位置对加固土体进行应用，以此实现对土体的改良。

5 加固土体防水

在加固处理中，土体防水性能指标是非常重要的一项参数，即要保证渗透系数能够控制合理范围当中。而在很多工程实际开展中，该种指标经常会出现偏高的情况，且在实际施工中很难对其进行精确的检测。同时，防水性能也是施工中的一项重要指标，通过良好防水性能的实现，则能够使端头围护结构在去除之后，如果土体还没有完成加固，地下水也不会渗出而对后部土体的稳定性产生影响、避免出现水土流失问题。对此，在实际工作开展中则需要对施工经验进行密切的结合，在对盾构机到达、始发安全角度进行保证的基础上使土体在加固完成后能够对一定的合理要求进行满足，并保证检测手段具有更为直接以及方便的特征。在始发中，要保证推进的安全性，并在推进的同时做好始发洞门探孔的观察，在经过观察、没有发现异常情况之后再进行施工，而如果经过观察发现存在问题，则需要及时联系施工人员对其进行处理，如果再此过程中探孔存在漏水以及漏泥等情况，则可以通过以下方式的应用对其进行处理：第一，如果因周围环境的影响，不能够对降水深度进行进行保证，则需要对垂直冻结法进行应用，通过该种该方式的运用在原有加固区域中对其进行加固，而如果现场情况较为严重，则需要通过液氮方式的应用对其进行冻结处理；第二，在情况需要下，可以对端头位置的降水井进行启动，并对其进行应急处理。

6 施工技术应用

在施工过程中，要做好以下方面技术的把握：第一，通常情况下，在对加固技术进行应用时其所具有的加固强度会高出1.5MPa，根据此种情况，在实际工作开展中则需要对水泥用量进行适当的控制，并做好试桩工作；第二，在对抽芯方式进行应用时，所使用的检测方式获得的强度会稍微小于实际强度，这是因为在抽芯工作开展中，其在扰动过程中不可避免的会产生一定的应力释放，在对周围环境产生微小破坏的同时会使实测强度同实际强度相比稍小。而在实测强度在3MPa情况下，盾构设备在掘进时也将存在较大的阻碍。同时，在试验工作开展汇总，单轴所获得的抗压强度以及施工三轴能力在状态方面也存在一定的不同；第三，在施工活动开展中，可以将盾构机先进行掘进的部分保持在一个较高的状态当中，而在靠后土体强度方面则需要进行适当的降低。通过该种方式的应用，则能够在对施工安全进行保证的同时更有利于盾构机掘进控制工作的开展；第四，在对加固长度进行统一后，则能够以较为准确的方式对原状土同隧道加固土体间的位置进行设置，且在施工中也能够将伸缩缝间的弹性密封垫改变为复合式。

7 结束语

在现今隧道工程大量建设的今天，盾構端头加固工作也具有着更为重要的意义。在上文中，我们对地铁盾构隧道端头加固设计与施工技术应用进行了一定的研究，需要在实际工作开展中能够联系实际、把握重点，通过科学设计以及施工技术的应用保障工程加固质量。

参考文献：

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[2]张瑞芬.盾构施工中端头井加固技术[J].国防交通工程与技术.2011（01）：60-62.