重庆轨道交通复合式TBM施工技术浅谈

华天野

摘要：以重庆轨道交通五号线一期工程巴山站～重庆西站区间隧道工程为依托，在该工程中顺利完成复合式TBM始发、掘进、接收工作，本文结合现场实际施工情况，介绍了TBM施工相关技术要点及注意事项。

关键词：施工技术姿态控制渣土改良

引言：随着国内经济建设不断发展，地铁的网络布局已经形成系统规划，其地铁建设也进入了高速发展阶段。由此可见地铁施工必须具有相当高的技术要求；同时盾构法施工相关设备也需要跟上高速发展的步伐，盾构作为地铁施工的核心设备，其施工技术的成熟与否成了施工中最重要的因素，所以建设者需在施工中不断总结经验，迎难而上，使我国地下交通网络稳步发展，更上一层楼。

1、 工程概况

1.1区间概况

本施工区段范围包括2个复合式TBM区间，分别为：重庆西站～凤西路区间和凤西路～巴山站区间。

巴山站～凤西路站区间包括复合式TBM区间和矿山法区间两端，其中复合式TBM区间长1298.159米，巴山站～凤西路站区间为复合式TBM区间，右线长度1296.502m，左线长度1303.217m。区间线路线坡未单面坡，线路最大柜面埋深未25.8米。

凤西路站～重庆西站区间右线长2177.418m，左线长2135.856m。区间坡度为V字型坡，线路最大轨面埋深23.7m，区间根据通风要求设置区间风井一座。

1.2工程地质条件

拟建区间所处地形地貌宏观上属构造剥蚀浅丘地貌，因地处城区，人类活动频繁，原始地形遭到破坏，地面经人工改造为城市干道及城区，地形总体较平缓，起伏小。地层岩性主要为砂岩、砂质泥岩。

1.3水文地质条件

线路经过地区原始地形主要是浅丘沟谷地貌，丘包与沟槽相间分布，场区地下水主要为松散层孔隙水以及基岩裂隙水。

2. 施工技术浅谈

2.1复合式TBM推进

2.1.1复合式TBM试推进

当复合式TBM安装、调试结束并一切正常后，进入进洞掘进状态后及时推进复合式TBM。复合式TBM推进前，要严格检查在土仓内是否有大的混凝土块，若有要及时清理，避免卡在螺旋输送机内。为避免刀盘上的刀头损坏洞口密封装置，在刀头和密封装置上涂抹黄油以减少摩擦力。盾尾钢刷中必须充满盾尾油脂。复合式TBM进入盲洞后，为了更好的掌握复合式TBM的各类参数，将TBM始发段100米作为推进试验段，此试验段施工时应注意对推进参数的设定以及地面变形与施工参数之间的关系，并对推进时各项技术数据进行采集、统计、分析，争取在较短时间内掌握复合式TBM的操作性能，确定推进的施工参数设定范围，此阶段是完成TBM推进工作的重要一环，在这个阶段内我们必须做好以下几项工作：（1）用最短的时间掌握本台设备机械性能，并改进不完善部分，使之更加适应本项目施工。（2）了解和熟悉本区间隧道穿越的图层地质条件，掌握这种地质下的复合式TBM施工方法。（3）通过本段施工，加强对地面变形情况的监测分析，掌握复合式TBM的推进参数及同步注浆量。

2.1.2复合式TBM正常段推进

正常推进阶段采用67环（100.5m）试推进极端积累的数据和经验，通过加强施工监测，不断的完善施工工艺，控制地表沉降。掘进过程中，施工人员应根据地质变化、隧道埋深、地面载荷、地表沉降、复合式TBM姿态、刀盘扭矩、千斤推力等各种情况以及导向系统信息作出判断，对掘进中各项参数进行实时调整。

2.2复合式TBM姿態调整与纠偏

在实际施工中，由于地质突变活操作不当等原因复合式TBM推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值；在稳定地层中掘进，因地层提供的滚动阻力小，可能会产生盾体滚动偏差；在线路变坡段或急弯段掘进，有可能产生较大的偏差。因此应及时调整TBM姿态，纠正偏差。

复合式TBM姿态要按着隧道轴线掘进，管片安装要顺从盾构成型姿态。这就意味着盾构掘进过程中，必须时刻掌握隧道轴线状态，根据隧道轴线调整盾构姿态，进而控制管片成型姿态。

工作中盾构司机必须严格控制每环油缸行程行走量，不能过大，调整姿态宜勤纠偏，缓慢调。同时质检工程师管片点位选择必须跟上盾构掘进姿态。否则容易出现管片错台、卡盾等现象。

在本区间施工时，直线段掘进，左右两组形成差一般控制在5mm以内（本区间掘进经验值），一旦超出直线所能接受形成差，会使盾构机形成偏向某一侧的趋势。这种趋势形成后会使复合式TBM一直向某一侧行走，此时导向系统所示姿态会波动较大，要想止住趋势，必须进行纠正。纠正宜缓慢、有耐心，首先考虑将趋势止住，然后根据导向偏差进行反方向掘进，同理趋势不要有，否则形成恶性循环。

特殊情况下，可根据线路的转弯半径提前进行调节。例如在左转时，进入转弯曲线前，需提前向左边进行适当的偏移。因此主司机必须提前掌握整个线路的走向以及趋势，确保方向能够更加缓和的调整。

2.3复合式TBM渣土改良

渣土改良的主要目的是抑制地表沉降，减少刀具磨损，并使切削下的渣土能以良好的形态通过螺机、皮带机传送到渣斗内。

渣土改良需要添加剂其种类很多，主要包括水、膨润土、泡沫、高分子聚合物等，不同的添加剂适用于不同的地层，合理的选择添加剂能让掘进事半功倍。重庆主要地质结构为砂岩、泥岩和砂质泥岩，掘进时使用水、泡沫剂就可以达到改良目的。

影响渣土改良的因素一是添加剂的选择，二是盾构司机对掘进参数的掌控和添加剂计量的使用。

掘进时要密切注意刀盘扭矩、螺机扭矩、螺机压力的变化，螺机扭矩和压力能直接的反映出渣土的状态，掘进正常，螺机扭矩逐渐增大（一般波动在1～2），压力增加，此时土仓里的渣土已经处于干渣状态，刀盘扭矩会随之增大。

掘进时添加剂的多少要均匀添加，掘进时要根据掘进参数对土仓内渣土状态做一个预判，提前预判状态，提前对添加剂多少进行调整，这样才能使从螺机出来的渣土始终保持一定的、良好的形态。一般来说，在地质岩层没变之前，没有大量水涌入，可以根据经验值使用添加剂，此时添加剂的总量一般是定值。当土仓有外来水涌入时，要进行适当调整。

3、总结

作为一名盾构施工技术人员，应较全面地了解盾构机的各系统性能，具有及时判断盾构机故障及处理的能力，不断学习及积累先进的施工技术，勇于创新，为企业做贡献。以上是笔者在重庆轨道交通项目施工过程中总结的一点经验，还有很多不足之处，望各位同行指正，多多交流。endprint