大厚度富水砂層盾構始發接收施工關鍵技術

周沈華，田涌泉，劉大維，李 超

1.西安市軌道交通集團有限公司，陜西 西安 710000；2.中建隧道建設有限公司，重慶 401320

1 工程概況

西安地鐵14 號線辛王路站～體育中心站區間單線長約2.3km，區間設置1 座始發井，其中始發井～體育中心站單線長約1.7km，始發井～辛王路站區間單線長約0.55km。始發和接收洞身范圍均為砂層和粉質粘土的滯水層，地下水補給快，降水難度較大。本工程采用Φ6280mm 土壓平衡式盾構機施工。

2 盾構始發和接收關鍵技術

2.1 端頭加固

始發和接收端頭加固范圍沿線路方向8m，平面為盾構隧道結構左、右兩側各3m，深度范圍為盾構隧道結構上、下各3m。加固措施采用洞內Φ42 袖閥管注漿加固，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，水泥漿水灰比1:1，水泥、水玻璃漿液體積比為1:1，水玻璃濃度為35°Bé，孔位布置間距600mm。

2.2 降水

注漿加固完成后，在端頭設置4 口降水井，降水井距離隧道邊線3m，深度在隧底以下8m。管節采用無砂混凝土管，外徑600mm，內徑300mm，管節長度1m。水泵采用15kw清水泵，流量20m3/h，降水水位控制在隧底1m 以下。

2.3 水平探孔

加固完成后，對端頭土體加固效果進行抽芯檢測。同時，沿洞門圈加固體范圍內打9 個水平探孔，孔深2m，檢查土體加固效果及出水量大小，有滲漏水現象則進行水平補充注漿，確保盾構始發和接收安全［1］。

2.4 洞門密封

洞門密封由預埋A 板、橡膠簾布、壓緊環板B、活頁板和螺栓組成，接收洞門密封在活頁板上還需安裝拉緊鋼絲繩。為確保洞門密封效果，在預埋A 板安裝過程中，應確保其安裝后的精度在設計要求的偏差范圍內。橡膠簾布在安裝過程中，從上到下安裝，安裝完成后，在底部范圍覆蓋棉被對簾布進行保護，防止斷裂影響密封效果。

2.5 掘進施工關鍵技術

2.5.1 始發掘進技術

（1）洞門鑿除：富水中砂層洞門鑿除過程中，涌水涌砂風險高，為了安全順利始發和接收，洞門鑿除應快速、高效的完成。

（2）盾構機推進至掌子面：負環管片拼裝頂推至反力架后，盾構機保持刀盤靜止，緩慢推進至洞門圈內，過程中檢查刀盤和橡膠簾布及活頁板的位置關系，防止簾布損壞和活頁板脫落。

（3）盾體進入地層：盾構機按照“低轉速、低推力”原則控制，切削洞門掌子面土體，當扭矩穩定后開始推進。

（4）始發洞門注漿封堵：盾體全進入地層后，盾體已穿越加固區，地下水容易從盾體外側匯流進洞門位置，為了避免洞門密封滲漏，當盾尾止漿板在圍護樁迎土側位置附近時即開始洞門封堵注漿。洞門位置的管片從下到上依次開孔注入雙液漿，直至注漿量和注漿壓力達到要求。

（5）正常掘進階段：洞門封堵完成后，盾構機正常掘進。但在始發端頭富水砂層夾部分粉質粘土地層，盾構穿越加固區后，迅速形成滲水通道，常規的洞門注漿封堵技術采用管片吊裝孔兼做注漿孔，直接向管片壁后注入雙液漿，無法快速止水，因此，在洞門附近10 環管片交叉采用80cm 無縫鋼管插入地層注入水泥-水玻璃雙液漿止水。

2.5.2 接收掘進技術

（1）盾體進入加固區：加固區內掘進過程中根據地表沉降變化情況，適當降低土倉壓力，刀盤距離圍護樁約半環時停機在盾尾后方二次注雙液漿止水環，二次注漿開孔位置在盾尾后方3～10 環，每隔2 環距離做全環止水注漿。

（2）刀盤接觸圍護樁過程：止水環注漿完成后盾構機推進至圍護樁位置，刀盤扭矩波動穩定后停機，通過螺機排土的方式保持土壓以0.2bar 的梯度遞減勻速泄壓，根據排土量、減壓時間和土倉壓力變化情況，分析止水環注漿效果和盾體周圍土體的自穩性是否滿足洞門鑿除條件。土壓無上升則可開始接收洞門鑿除。

（3）接收洞門鑿除：盾構接收洞門托架定位安裝加固、洞門密封安裝完成進行。洞門鑿除從上到下分塊鑿除，破除過程中保留迎土側鋼筋，最后再統一割除。

（4）盾體上托架過程：托架上洞門渣土清理完成后，刀盤到達簾布位置前盾構機采用“低轉速、低推力”推進，盾構機穿過洞門密封上托架過程中停止刀盤，慢速推進上托架直至盾構止漿板在圍護樁迎土側位置時停機，利用同步注漿系統繼續注漿。

（5）接收洞門封堵：接收洞門分為三個步驟，第一步推進至盾尾即將進入結構內襯墻洞門時，停機并拉緊洞門密封鋼絲繩，確保洞門簾布與盾體緊貼，然后向盾尾后方2-4 環管片壁后注入水泥-水玻璃雙液漿，相鄰環管片從下往上交叉開孔全環止水注漿，避免在K 塊管片開孔。第二步，推進至盾尾即將脫出結構內襯墻洞門時，停機并拉緊洞門密封鋼絲繩，確保洞門簾布與盾體緊貼，然后向洞門圈管片壁后從下往上依次注入水泥-水玻璃雙液漿。第三步，盾尾脫出洞門，拉緊洞門密封鋼絲繩，確保洞門簾布和管片緊貼。然后在洞門附近10 環管片交叉開孔注入水泥-水玻璃雙液漿止水。接收端頭洞身處于富水砂層和粉質粘土層中，降水困難，盾構穿越加固區后，迅速形成滲水通道，如果出現洞門滲漏，可在滲漏位置附近插入80cm無縫鋼管注入雙液漿或化學漿液，防止發生涌水涌砂風險。

2.6 管片拉緊

為了避免始發和接收洞門附近管片發生錯臺移位，盾構始發和接收洞門附近10 環管片，采用10#槽鋼拉緊，拉緊位置分別為上、下、左、右4個點位，洞門環梁施工完成后撤除拉緊槽鋼。

3 結束語

本工程始發、接收洞門距離灞河較近，均處在富水砂層中，采用常規的水平袖閥管注漿加固結合降水的方式始發和接收，采用深孔雙液注漿能夠快速封堵洞門，能夠快速封堵洞門，達到良好的止水效果。