盾构过矿山法暗挖段空推施工技术要点修订稿

盾构过矿山法暗挖段空推施工技术要点

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盾构过矿山法暗挖段空推施工技术要点

摘要：通过工程实例，从工程技术方面详述XXXX一期工程202标段东纬路至春光街区间盾构空推过暗挖法隧道施工技术，明确了该施工方法的适用范围，详细总结了该工法的原理、主要施工工艺及现场质量控制要点，对今后类似条件下的盾构空推过暗挖法隧道施工有很好的参考作用。

关键词: 地铁，盾构，空推，过暗挖段，施工工法

1 适用范围

本施工工法适用于直径土压平衡盾构机空推通过暗挖法隧道施工。

2 工程概述

XXXX202标段东纬路至春光街区间刘家桥老盾构井至新盾构井区间盾构全长412米，其中盾构施工正线337米，75米为已经暗挖施工完成区间，需盾构空推管片通过。

图1 盾构空推方向示意图

3 工法原理

首先对硬岩段和极硬岩段采用矿山法开挖，进行初期支护;然后对盾构与暗挖段分界端头墙进行处理，同时在已进行初期支护的暗挖段施工混凝土导台，后对暗挖段回填豆砾石。在空推掘进过程中，由刀盘前方回填的碎石为盾构机提供反力，保证管片拼装质量; 同时采用盾构机同步注浆系统对管片背后空隙进行充填，并采用管片固定螺栓对已拼装好的管片加固。在空推拼装管片通过后，对空推段进行二次补充注浆固结整环管片，确保施工质量。

4 总体施工方案及施工工艺流程

暗挖盾构空推段总体施工流程为: 暗挖段开挖初支施工→端头墙加固施工→隧道内碴土清理→导台施工→盾构机到达掘进→盾构机检查维修及拆盾构机周边刮刀→盾构机步进上导台( 4～5m) →隧道堆填豆砾石→盾构机步进、拼装管片空推开始→横通道封堵→盾构机步进、拼装管片通过空推段到达竖井→盾构完成空推段掘进

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图2 暗挖段初支断面尺寸示意图

4 工序施工方法

准备工作

背后注浆

由于该暗挖段爆破施工后立设钢筋格栅支护，拱架背后存在着大量的空洞，为避免造成盾构机空推通过造成初支损坏和后期管片压实后，与初次支护之间的不密贴和仰拱突然沉降，故对钢筋格栅后进行全环背后注浆加固。暗挖段初支尺寸见图2所示

暗挖段超欠挖检查

由于矿山法隧道采用爆破施工，隧道断面存在大量的超挖或欠挖现象，一旦隧道欠挖严重，盾构机无法通过，后期处理难度较大。在盾构机进矿山法隧道之前对矿山法隧道进行断面测量，一旦欠挖影响盾构机通过，则提前处理。测量合格后，直径6280mm盾构机即可顺利通过矿山法隧道。

接收端头地质超前探及端头处理

由于盾构临近接收端头时，反力越来越小，如果接收端头地质条件偏差，或局部软岩侵入等，极易产生盾构接收位置偏差，一旦过暗挖段存在偏差，极其产生撕裂原暗挖初支等现象；

本工程现场采用潜孔钻机施工超前探后，发现该接收端头为均匀的中风化板岩，无夹层，且仅有少量裂隙水，故未采取相应的端头处理措施。

端头墙墙钻孔接收盾构

盾构机到达距离端头墙3m位置时，盾构停机，前在矿山法隧道端头掌子面进行钻孔处理，以便盾构机进入矿山法隧道时，洞口形成的断面为光面，不

图3、导台断面图

导台测量及断面超欠挖测量

矿山法隧道导台厚度150mm，采用钢筋混凝土现浇，导台弦长

3150mm，导台详见图2.

导台是盾构机通过硬岩隧道时的下部支撑，其施工精度直接决定着盾构机的姿态。导台施工模板定位后必须进行测量复核，混凝土浇注后应进行标高的复测，确保导向平台的标高施工精度在0~+15mm以内。

导台施工完成后，由测量班对导台进行线路联系测量，包括水平及竖直方向，误差超过设计规范要求的，需重新施作。见图3所示

豆粒石备料

盾构机矿山法隧道空推掘进时，由于盾构机前方阻力很小，需对盾体及管片周围喷射豆粒石，以便增大摩擦阻力，增加推力，挤紧管片止水胶条。

豆粒石选择直径5~10mm，具体性能指标见表1。

表1 豆粒石性能指标

检验项目检验结果品质指标

表观密度/（kg/m3） 2600

堆积密度/（kg/ m3） 1320

紧密密度/（kg/ m3） 1500

含泥量/％≤

泥块含量/％≤

针片状物含量/％ 11 ≤25

10mm筛孔累计筛余/％ 12 0~15

5mm筛孔累计筛余/％ 95 80~100

筛孔累计筛余/％ 99 95~100

注：豆粒石为花岗岩，粒径为5~10mm

豆粒石在盾构机进入矿山法隧道前需提前备料。具体备料方量为需填充空隙的60％~70％。

豆粒石从矿山法隧道竖井用溜槽下放到井下，井下采用2m3翻斗车进行水平运输，均匀铺到导台两侧。

本工程豆砾石堆填量控制在300立方米，并始终保持盾构机前方堆填豆砾石的总量在300以上，防止因反力不足产生盾构姿态偏差。

5. 进矿山法隧道前的盾构掘进机姿态控制

盾构机进入空推段前的25m作为盾构机到达段，根据本工程的地质条件已经采用敞开模式掘进。盾构机进入到达段时，逐步减小推力、降低推进速度，并加强出土量的监控频次。刀盘转速为～／min，盾构机推进总推力小于800t，推进速度不大于25mm/min。

盾构机进入硬岩隧道前的最后3环采掘进速度控制在15mm/min以内，总推力减少为600t以内，采用小推力、低速度进入矿山法隧道。

在盾构机进入硬岩隧道前的150～200m，对盾构开挖隧道和硬岩隧道洞内所有测量控制点进行一次整体的、系统的复测和联测，对所有控制点的座标进行精密、准确的平差计算。在盾构机到达硬岩隧道前的100m、50m时应分别人工复测盾构机姿态，及时纠正偏差，确保盾构机顺利进入接收段。

盾构机在到达段掘进过程中，应派专人负责观察硬岩隧道段的岩面变化情况。发现围岩或硬岩隧道初期支护混凝土有较大震动或变形时，应立即通知盾构主司机调整掘进参数，防止推进力过大而造成刀盘前部围岩的大面积坍塌。

6.矿山法隧道内空推

盾构机步进

盾构机步进前拆除刀盘底部边刮刀，防止底部边刮刀与导台过度摩擦，破坏导台、磨损刀具并影响隧道中心线精度。盾构始发阶段以低速度，小推力缓慢伸出油缸，前盾与导台稳定接触后开始步进。

根据刀盘与导向平台之间的关系，调整各组推进油缸的行程，使盾构姿态沿设计线路方向推进。前期施工时推进速度一般控制在15～40㎜∕min之间，工艺熟练后推进速度可达到60～85㎜∕min。下部油缸压力略大于上部油缸压力。盾构推进时，派专人在盾构机前方检查、监测盾构机推进情况，主要检查