关于大直径泥水盾构的矿山法隧道内接收施工技术及措施

文/ 杨永军 中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司 河南郑州 450000

关于大直径泥水盾构的矿山法隧道内接收施工技术及措施

文/ 杨永军 中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司 河南郑州 450000

为了实现大直径泥水盾构安全顺利完成在矿山法隧道内的接收施工，益田路盾构隧道工程项目采用了管棚侵限检测与矿山法隧道扩挖、矿山法隧道顶部埋设32的锚杆、空推段导台施工以及端头墙至矿山法下台阶等技术，为确保施工质量，还采取了相应的扩挖施工、断面复喷处理、施工放样、锚杆注浆、砼导台浇注、焊接牛腿等措施。这些施工技术在大直径泥水盾构的矿山法隧道内接收施工中是可行的且是十分重要的。

大直径泥水盾构；矿山法；接收施工技术；措施

国民经济的发展推动着我国各个领域的进步与发展，但高速发展的城市存在大量既有建筑，其对盾构机到达接收端的接收方式有较大的限制作用，盾构机在实现竖井直接接收时也存在较大的难度，更多施工单位选择了旁井接收或洞内接收，而这对接收端施工技术提出了更高的要求。笔者将以益田路盾构隧道施工为例，简要分析大直径泥水盾构的矿上法隧道内接收施工技术及其措施。

1、工程概况及水文地质条件

1.1 工程概况

本工程为益田路盾构隧道接收施工，该盾构隧道起点里程为DK107+915，终点里程为DK109+385.6，隧道总长为1470.6m。本盾构隧道分两段展开施工，第一段为DK107+915至DK109+255，总长为1340m，采用盾构法施工；第二段为DK109+255～DK109+283，总长130.6m，采用矿山法开挖以及盾构法空推施工，采用矿山法开挖上台阶部分，保留中下台阶后采用盾构对下半断面进行开挖。本项目中的2号竖井位于莲花山莲花路南，地处缓丘，盾构线路穿越最大丘顶标高为41m，丘坡较为平缓，竖井施工场地依山开挖而建。盾构到达端在DK108+255，线路在此部分的埋深为29～33m，项目地表为富莲大厦裙楼和莲花北村的停车场。

1.2 水文地质条件

在正式施工前，施工单位安排专业人员对施工场地进行了地质勘查，勘查结果显示，益田路盾构隧道项目中，端头盾构始发地层为1～3弱风化变质砂岩，厚度约为6.1m，往上依次为1～2强风化变质砂岩、1～1全风化变质砂岩、1～1分制粘土和填土层。采用矿山法爆破后，工程项目所在地的原岩性组织结构已全部被破坏，裂隙水发育，渗透系数K＞0.5～2m/d。

2、大直径泥水盾构的矿山法隧道内接收施工技术及措施

2.1 管棚侵限检测与矿山法隧道扩挖

本工程对DK109+255～DK109+268段顶部进行了159长管棚的施工以及两根侵限的处理，矿山法隧道整体沿小里程方向扩挖了13m，扩挖施工是在确保节点工期不变的原则下进行的，台阶段由原来的DK109+268～DK109+283变为DK109+255～DK109+283。

采用矿山法开挖盾构掘进范围内上半圆约7m高的范围内，下半圆约6m高的范围内则将中微风化变质砂岩保留。对空推段和DK109+255～DK109+283台阶段实施断面复喷处理，直至处理后的隧道净空直径为13.4m，即大于刀盘半径20cm，这一措施可为后期隧道管片壁厚注浆作业提供便利。

2.2 矿山法隧道顶部埋设32的锚杆

将32的砂浆锚杆设置于DK109+290.2～DK1 09+323设置于已经完成施工的矿山法隧道拱顶，以便于盾构机后配套3、4号台车洞内解体施工的进行。本工程所选取的锚杆直径为32mm，长为4m。一个断面设置3根锚杆，锚杆之间的距离为3m，纵向1.5m一个断面。为了确保锚杆施工质量，施工人员需采取以下措施：

（1）在钻孔操作前进行施工放样，确保成孔偏差水平方向不超过3cm，垂直偏差则不大于1%。

（2）确保成孔达到设计深度后，既要尽最大可能吹干净孔底的岩粉，还要清洗干净土层锚杆，为防止踏孔需立即对锚杆进行注浆。

（3）在浆体初凝后需进行二次补浆，确保锚杆的稳定。将锚杆作为挪动钻机或其他设备的辅助点极有可能会对锚杆的质量造成影响，因此施工人员在养护过程中需对这一点加以关注。

2.3 端头墙至矿山法下台阶

本项目之所以要做端头墙，主要原因有两方面：1、该泥水盾构接收段为矿山法隧道，存在施工台阶，仍需要由盾构机来完成掘进，2、施做端头墙可以为泥水盾构机提供泥水平衡压力，满足泥水盾构施工条件。

端头墙至矿山法下台阶DK109+298～DK109+ 283段导台布置形式与前文所介绍的空推段导台布置形式基本相同，但前者取消了导轨。切削导台后，隧道中心比实际隧道中心比理论高5公分，这也就意味着DK109+283～DK109+298段处的导台顶标高保持不变，但隧道轴线位置比正常段高5cm，且沿大里程方向以0.23%的坡度递减，导台长为16m,共需C30混凝土80.64m3。

2.4 出洞端头墙

刀盘破除上台阶掌子面时极易因压力骤降而导致地表沉降，因此施工人员需在端头墙上预留注浆管并安装阀门，盾构机到达之前需将该段注满水。端头墙的施工工艺主要如下：

（1）锚杆施工。预先埋设锚杆可使端头墙与隧道初期支护连成整体，纵向设置2排锚杆，间距0.6m；环向设置38根，间距1.0m。单根锚杆长为3.5m，外露初支0.4m，本项目共需266mφ22砂浆锚杆。

（2）玻璃纤维筋绑扎。使用钢制U型卡连接玻璃纤维筋主筋，在选取U型卡时，需注意其应与筋材直径相适应，每根筋材连接段的U型卡数量不得少于两个。除主筋外，其余玻璃纤维筋材均使用铁丝进行绑扎连接，搭接长度不得小于30d。

（3）模板安装。采用满堂搭设的形式在端头墙两侧搭教授叫，同时还需在其底部做好加固工作。分层安装模板，即先安装底部2m模板，混凝土浇筑完成并具备初期强度后先拆模，然后再逐层安装下一层2m模板。设置玻璃纤维筋固定脚螺栓可有效防止模板变形。

（4）混凝土浇筑。端头墙混凝土适用C40，分段分层进行混凝土浇筑，浇筑高度则以结构特点、玻璃纤维筋的疏密为依据，最大不得超过55mm。使用插入式振动器时应快插慢拨，插点需均匀排列、逐点移动，最大限度保证均匀振实。在浇筑混凝土的过程中，施工单位需安排专人对模板钢筋、预留孔洞预埋件、插筋的位移变形或堵塞情况加以观察，一旦发现问题需立即停止浇灌并加以修整。

（5）拆模和养护。混凝土浇筑完成且达到拆模强度要求后，施工人员可按照大体积混凝土模板拆除技术自上而下实施拆模。

（6）防渗漏措施。混凝土浇筑未凝固时，在端头墙与初期支护接缝处预埋25根1.5寸钢管，环向间距1.5m，这些钢管可用于端头墙浇筑完成后的注浆施工，同时还可填充端头墙与初期支护之间可能存在的间隙。

结语：

本文所提出的大直径泥水盾构的矿山法隧道内接收施工技术科有效提升盾构接收的安全性，同时也可有效控制接收过程中有可能产生的各种风险，对于施工单位而言，这些施工技术有利于工程工期的缩短，同时还可解决盾构在坚硬的基岩中掘进效率较低的问题。