探城市讨盾构管廊综合施工技术

陈颢 高鸣阳 李苏

1.南京市河西新城区国资集团 江苏南京 210000

2.中建三局集团有限公司 江苏南京 210000

盾构管廊作为现代智慧城市建设的一项重要内容,不仅可以满足城市居民日常生活的需求,还可以提高地下空间利用率。在建设的过程中,由于环节相对较多,地下环境比较复杂,安全成为重点解决的一项内容。因此,本文从盾构法施工的角度出发,对地下综合管廊建设中安全技术的相关内容,进行了一定的分析和阐述,希望给类似工程的展开,给予一定的参考意见。

1 盾构管廊施工重难点

1.1 水中超深基坑施工

整个管廊项目的线路基本上沿河布设，以减少施工对中心城区的影响，降低施工的协调难度，导致整个线路上的工艺井基本都在水中，盾构区间约总长的三分之一在水中。

1.2 超长距离纵穿河流圆砾层盾构施工

本工程区间内的地质对于盾构刀盘刀具磨损极大，对于盾构刀具的材料选择提出较高要求。根据目前打桩施工挖出的土体，含有大量大于20cm的卵石。盾构最大单线掘进距离为D5D6区间，长度达2.2km。区间约三分之一长度在河下，区间长距离位于河下，对于盾构机械及施工管理要求提出更严格的要求。

1.3 盾构需连续穿越多工艺井加固体

D5D6区间，长度达2.2km，期间需要穿D5J21J22J23J24D6的十个旋喷桩加固体及4个工艺井，对盾构刀具的磨损极大。

1.4 盾构连续曲线穿越管廊节点井施工

本工程的盾构区间全部采用曲线过管廊工艺井，其中J21、J23工艺井更是采用进出洞就进行30‰的上下坡，对于盾构的性能及操作都提出非常高的要求。区间在J21井位置出洞就需要以30‰的坡度向上进行推进，同时需要穿越旋喷桩加固体；区间在J23井位置出洞就需要以30‰的坡度向下进行推进，同时需要穿越旋喷桩加固体。

1.5 盾构穿越一级风险源

盾构管廊下穿拱桥，钢筋混凝土桥台埋深约4.98m，左线下穿该桥，该处隧道覆土13.821m，盾构隧道拱顶距桥墩基础竖向净距8.842m。管廊在3G02-3G03区段（K9+280附近）上跨地铁。

2 应对方案及措施

综合以上盾构管廊难点，需要解决以下几类问题：水中基坑内盾构始发与接收、水中基坑过站、陆地常规基坑过站、河内长距离富水砂卵石地层、穿越重要构建物。

2.1 盾构钢套筒始发与接收在水中基坑的应用

对于水中基坑，盾构始发时主要风险在于坑外水的影响，钢套筒可以在端头加固一旦出问题的时候，提供绝好的保护作用。

盾构钢套筒始发与接收法是根据平衡原理进行盾构始发施工。主要是在盾构过站前，在盾构吊入井内安装钢套筒，盾构机安装在钢套筒内，然后在钢套筒内填充回填物，通过钢套筒这个密闭的空间提供平衡掌子面的水土压力，盾构机在钢套筒内实现过站始发掘进，因此采用该工法施工时对端头加固要求低，对地下水的控制好。在盾构钢套筒始发中需要对防止钢套筒变形、盾构机防扭转、盾构机在钢套筒内的防渗问题进行专门关注。

2.2 盾构长距离穿越富水砂卵石地层及多个端头加固区措施

（1）对刀盘进行优化：在刀盘周边敷焊由专业厂家生产的耐磨条；刀盘上安装专业厂家生产的带有耐磨合金材料的边刮刀、加强型羊角刀及齿刀优化刀具，最大限度、最有效的防止刀具磨损。

（2）螺旋机叶片周边敷焊钨合金耐磨层，将大大减轻螺旋机叶片的磨损。

（3）提高渣土改良效果，降低渣土对刀盘、螺旋机的摩擦力；

（4）D5D6区间最长，初步定于J22工艺井处进行盾构换刀检修，以保证盾构施工。

2.3 水中节点井回填反压土法过站施工

本工程盾构钢环位置围护桩虽然采用玻璃纤维筋，但为避免盾构推进过半时，围护桩发生整体脆断，影响盾构推进，可以在主体结构施工完成后进行洞门部分破除（只破除到围护桩一半厚度）。破洞之前进行水平探孔，检验洞门位置透水情况，水平探孔深度2.5m。若没有明水，直接进行破除；若有明水，施做环向水平注浆（确保一定的外插角），由下至上依次注浆加固，注浆材料采用水泥浆和双液浆交替使用。探孔显示洞门位置密封良好，无渗漏水情况方可进行洞门破除，如果探孔显示洞门背后有透水情况，则需先进行封闭处理，保证无漏水情况后方可进行洞门破除。具体破除方案如下：

3 回填施工

回填M5砂浆至洞门底部。负二层中板下及负三层侧墙、端头墙均贴10cm厚彩钢板双层加芯聚苯复合板（1.00mm板芯厚100V220/880），缓冲盾构进站时对顶板的作用力。

掘进施工：（1）工艺井内第一环采用多孔注浆管片，出工艺井前最后一环管片为多孔注浆管片。（2）盾构进入工艺井前，根据实际情况，放慢施工盾构施工速度，距离工艺井80环时，停机进行一次地面监控测量、地面控制点位联测及洞内导线复测；距离工艺井50环时，再次对导线进行一次复核及检查进站准备工作。（3）盾构刀盘到达回填砂浆区域后，降低推力和刀盘转速，降低推进速度。（4）盾构在进入工艺井和穿过工艺井时，在0环脱出盾尾后再次对后10环进行二次注浆，对洞门进行封堵，浆液采用双液浆。

4 结语

地下综合管廊工程，盾构管廊的技术复杂，拟应用创新多，为相似的管廊施工提供了较为有利的参考及借鉴。对于推进地下综合管廊产业有积极促进作用。