隧道盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)

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1、淺談武漢長江隧道盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)?盾構(gòu)網(wǎng)shield.stec.net(2007-5-28)????????新聞來源：武漢市市政工程質(zhì)量監(jiān)督站????摘???要：結(jié)合泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)在武漢長江隧道的應(yīng)用，介紹了盾構(gòu)施工始發(fā)技術(shù)的組成、施工工序、工藝及要求。???關(guān)鍵詞：隧道盾構(gòu)；始發(fā)；施工技術(shù)????一、前言???2005年元月正式開工的武漢長江隧道位于長江大橋、二橋之間，北接漢口大智路，南通武昌友誼大道（遠(yuǎn)期穿越沙湖與中北路銜接），是解決主城過江交通的一條城市主干道。隧道全長約3.7公里（包括盾構(gòu)法隧道

2、襯砌段、明挖暗埋段及明挖段），雙向4車道，設(shè)計(jì)車速50公里/小時。預(yù)計(jì)2008年8月建成通車。屆時，23％以上的過江車輛改由隧道過江，長江大橋、長江二橋的交通壓力將大為緩解。為穿越江底，采用了泥水加壓平衡盾構(gòu)工法施工。盾構(gòu)施工特點(diǎn)如下：盾構(gòu)機(jī)只能前進(jìn)，不能后退，如遇到某種特殊情況需要臨時變更為其他工法時很困難；盾構(gòu)機(jī)械造價昂貴，科技含量高，重要部件在施工過程中如需更換、修理較困難；盾構(gòu)機(jī)工作部件對巖土敏感性強(qiáng)，一種刀盤、刀具不可能做到對任何地層都適應(yīng)，有一個最佳的適用范圍。所以，盾構(gòu)施工具有一定風(fēng)險。尤其

3、是盾構(gòu)在始發(fā)階段出問題的概率較大。本文根據(jù)武漢長江隧道盾構(gòu)施工中的體會，著重談?wù)勗诙軜?gòu)始發(fā)施工中有關(guān)的技術(shù)問題。???二、工程概況???武漢長江隧道為分離式隧道，分左右線2孔。左線長2537.6m，右線長2536.9m，總長5073.5m。根據(jù)盾構(gòu)隧道地表位置將其分為三段，分別為江底段、武昌臨江段和漢口臨江段。其中江底段長2620m（左右線均為1310m），武昌臨江段1570m（左右線均為785m），漢口臨江段909.8m（左線442.6m，右線441.9m）。工程采用兩臺泥水平衡盾構(gòu)機(jī)由武昌端向漢口端掘

4、進(jìn)，每臺盾構(gòu)機(jī)重900多噸，盾構(gòu)開挖直徑11.38m，具有當(dāng)前隧道施工“長、大、深”的施工難點(diǎn)。???武昌始發(fā)豎井井深21.5m，井口尺寸20.3m（長）×33.09m（寬），豎井圍護(hù)結(jié)構(gòu)為深38m、厚0.8m的地下連續(xù)墻，鋼筋混凝土內(nèi)襯厚為1m。盾構(gòu)隧道管片外徑11m，內(nèi)徑10m，管片寬2m，厚0.5m。每環(huán)管片由9塊楔型塊組成，采用通用楔型管片錯縫拼裝。???三、盾構(gòu)始發(fā)的技術(shù)要求???盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)法施工隧道的一個關(guān)鍵。應(yīng)確保盾構(gòu)連續(xù)正常地從非泥水平衡工況過渡到泥水平衡工況，以達(dá)到控制地面沉降，確保

5、始發(fā)安全，保證工程質(zhì)量的目的。盾構(gòu)始發(fā)的主要工作內(nèi)容包括：洞門端頭處理、洞門鑿除、盾構(gòu)始發(fā)基座的設(shè)計(jì)加工、定位安裝；反力架的設(shè)計(jì)加工、就位；支撐系統(tǒng)、洞門密封環(huán)的安設(shè)；盾構(gòu)組裝、調(diào)試；其他保證盾構(gòu)推進(jìn)用設(shè)備、人員、技術(shù)準(zhǔn)備等。???盾構(gòu)出洞是盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié)，主要取決于洞門形式和打開方法、洞外土體的穩(wěn)定性等。特別是在埋深、預(yù)留洞門尺寸大的條件下，要采取措施防止流水流砂，更要防止洞門打開后土體的塌方。???（一）洞門端頭土體加固及效果檢查???由于盾構(gòu)始發(fā)前需破除盾構(gòu)機(jī)截面范圍內(nèi)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，施工時間較長

6、，臨空面大，這對土體的穩(wěn)定極為不利，因此必須對盾構(gòu)始發(fā)前的洞門端頭土層進(jìn)行加固，以控制洞門周圍土體變形。????武昌豎井洞外土層自地表以下依次為雜填土①1、粉質(zhì)粘土④2、粘土④1、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土④5、粘土④1、粉質(zhì)粘土④4、粉土④6、粉細(xì)砂⑤。由于始發(fā)端土體處于滲透性很小的土層中，洞門端頭土體加固采取了三軸攪拌樁、旋噴樁相結(jié)合的方法。端頭土體加固分為強(qiáng)加固區(qū)和弱加固區(qū)。強(qiáng)加固區(qū)范圍為盾構(gòu)開挖面外3m范圍內(nèi)的正方形土體，水泥摻量為18％。強(qiáng)加固區(qū)與地面間的土體為弱加固區(qū)，水泥摻量為13％。洞門端頭加固長度為

7、13.6m。洞門端頭土體加強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)算簡圖見圖1。???端頭土體加固后進(jìn)行了現(xiàn)場隨機(jī)鉆孔取樣，芯樣為比較好的加固體。綜合芯樣強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算，土體加固強(qiáng)度為1.0MPa，滿足要求。在洞門鑿除范圍內(nèi)的地下連續(xù)墻上水平鉆孔17個，探孔主要分布在下部水壓較大處，成孔后探孔無地下水滲漏，表明止水施工滿足要求。???（二）洞門鑿除???當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)靠近洞門封門板后，先在盾殼和圓洞門壁之間的環(huán)形間隙中設(shè)置密封裝置。然后分兩次鑿除洞門板的砼，第一次先將圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體鑿除，只保留維護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋保護(hù)層，在盾構(gòu)始發(fā)前將保護(hù)層砼鑿除

8、。在鑿除完最后一層砼后，要及時檢查始發(fā)洞門的凈空尺寸，確保沒有鋼筋、砼侵入結(jié)構(gòu)限界之內(nèi)。洞門鑿除要迅速，雜物要清理干凈，避免掌子面長時間暴露。圖2????洞門圖???（三）盾構(gòu)始發(fā)基座結(jié)構(gòu)???盾構(gòu)基座不僅用作安裝和穩(wěn)妥地?cái)R置盾構(gòu)，更重要的是通過設(shè)在基座上的導(dǎo)軌使盾構(gòu)推進(jìn)出洞時能獲得正確的導(dǎo)向。因此盾構(gòu)基座應(yīng)能承受盾構(gòu)自重，并要滿足盾構(gòu)在導(dǎo)向鋼軌上能克服摩擦力的作用縱向移動，且保持穩(wěn)定。始發(fā)基座安裝時，要求整個臺面處于同一平面