盾构机过暗挖段(大汉).doc

拼装管片通过矿山法隧道—
广州地铁三号线大汉盾构区间通过矿山法隧道的案例

一、 概况
广州地铁三号线大汉盾构区间位于大石~汉溪区间，区间里程为YCK15855~19829，其中YCK16+715~16+937区间，在隧道通过范围内主要地层为中风化混合岩〈8z-2〉、微风化混合岩〈9z-2〉，属Ⅴ、Ⅵ类围岩，岩石抗压强度为fc=62.5~113MPa，属硬岩段。隧道平面为曲线曲线半径R=1800M，纵断面为上坡坡度系数为i=4‰。根据该段地层的地质特征，结合盾构机的性能、施工成本、施工工期的风险等原因。如果采用盾构法通过可能会出现刀具磨损严重、工期滞后及盾构机机械损坏等风险。中隧集团大汉项目部经充份研究，决定采用在盾构机到达 前，先矿山法开挖，然后由盾构机步进、拼装管片通过该段地层，通过对比分析，采用矿山法通过硬岩段可以避开一些重大风险，并且不影响关键工期。二种施工方法通过硬岩段工期分析对比如表一
隧道通过硬岩段工期分析、对比表一
盾构法
矿山法
实际通过暗挖段工期
左线
右线
37~45天
10天
18
42

二、 隧道开挖
采用矿山法通过硬岩段，必须在盾构机贯通前将隧道挖通，将导台接收台施工完毕并符合设计要求 ，否则会影响进度。
本例利用中间风机房竖井 进行隧道开挖，根据矿山法的施工进度 ，隧道开挖必须提前进行。
根据该区间地质特征，隧道采用人工光面爆破开挖，超前小导管、锚杆+钢筋网+喷射混凝土等支护措施，根据 地质条件不同，采用不同的初期支护参数，见表二
矿山法隧道初期支护参数表 表二

围岩类型
喷砼C20
锚杆
钢筋网
规格
间距
Ⅴ
厚120
Ф22，L=2.5M拱部设置
1.2×1.2
Ф6.5@200×200,拱部局部设置
Ⅵ
厚80
无

无

隧道的开挖其断面要满足盾构机安全平稳通过，本案例考虑了围岩的类型、施工误差，将开挖断面设计为外放200MM，即开挖直径Ф6640~6560，并设置盾构机导台，如图
在施工暗挖段时，除了注意施工安全外，还要特别控制好隧道的中心线、隧道的超挖、欠挖、导台的标高、导台的弧度导台的中心线。在贯通前，应检查隧道的欠挖、导台的标高，如果不符合设计要求，要立即进行处理，否则会影响盾构机的步进。

三、 盾构机通过暗挖段
隧道通后盾构机步进上导台，盾构机过暗挖段拼装管片主要有以下几道工序：盾构机步进、拼装管片、喷射豆砾石、管片背填注浆，工序流程如图

补充注浆
提供反力
管片背填注浆
喷射豆砾石
拼装管片
盾构机步进
盾构机上导台

准备豆砾石

盾构机过暗挖段工艺流程图

盾构机步进
盾构机上导台后要步进安装管片，盾构机在导台上步进，每步进1.5M 安装一环管片，在步进过程中要在盾构机前方提供反力，以确保管片安装质量要求，增强管片防水效果。本例提供反力约300T，步进过程盾构机姿态的控制，主要依赖导台的施工质量。为了不影响施工进度，要将豆砾石准备充分。
管片拼装
管片拼装工艺与正常掘进时相同。通过盾构盾尾与管片外围间隙的控制，使管片符合设计轴线要求。在安装每一片管片时，先用人工将每片管片连接螺栓进行初步紧固；待安装完一环后，对螺栓进行进一步的紧固待管片出盾尾之后，重新对管片连接螺栓进行紧固
背衬回填
管片拼装完成后，要及时进行管片外围与地层间的背衬回填工作，回填工作是每隔4.5M，在盾构机的切口四周用袋装砂石料围成一个围堰，防止注浆液、豆砾石从刀盘前方流出。然后用砼喷射机自刀盘前方向盾构后方吹入粒径5~10mm的豆砾石骨料；每步进1.5M即一环再一次用砼喷射机向管片背后吹入豆砾石，以确保管片背后充分密实。管片背衬回填是在刀盘前方，将50导管从盾构机盾壳外入到盾构中体或者后体进行。在背填时盾构机停止步进。由于隧道开挖的不规整，每环豆砾石量不完全相等。见表三
右线过暗挖段部分管片注浆量及豆砾石量一缆表 表三

环号
同步注浆量（M3）
补充注浆量（M3）
豆砾石量（M3）
646
5
14
5.6
647
5
12
11.2
648
5

11.2
649
5

5.6
650
5

7
651
4

5.6
652
5
6
5.6
653
5

11.2
654
5

9.8
655
5
6
4.2
656
5

2.8
657
5

2.1
658
5

4.2
659
5
18
4.2
660
5

7
661
5

4.2
662
5

2.8
663
5
4.6
2.1
664
5
12
1.4
665
5

4.2
666
5
12
5.6
667
5

4.2
668
5
12
5.6
669
5

5.6
670
5
25
5.6
管片背填注浆
注浆浆采用水泥砂浆，配比为水泥：膨润土：粉煤灰：砂：水=120：60：381：779：460，注浆在每环管片喷射小碎石回填后进行，通过盾构机自身的同步注浆系统注浆，采用手控方式进行，注浆结束标准：采用双重标准控制。当注浆压力达到设定值（0.1~0.2Mpa）或注浆量达到小碎石理论空隙率的80%以上时,即可暂停注浆。
补充注浆
由于管片背填注浆时，盾构机前方是敞开的，管片注浆效果肯定不理想，必须对管片进行补充注浆。管片安装10环后，间隔6M在管片吊装处开口检查注浆效果，根据检查结果，若注浆效果不好，则进行回填注浆。回填注浆采用水泥浆，通过普通注浆机，采用人工操作方式进行即可，注浆结束标准：采用注浆压力单指标控制标准，即当注浆压力达到设定值时，即可认为达到了质量要求。
盾构机通过左、右线暗挖段后，对管片的姿态、渗水、碎裂、错台进行检查，管片垂直偏差、水平偏差基本控制在±50MM以内，见表四。管片渗水、碎裂、错台现象比较少，

右线暗挖段部分盾构机姿态、管片偏差一缆表 表四

管片环号
里程
导台偏差
盾构机姿态
管片偏差
水平
垂直
水平
垂直
601
16788

0
40
30
26
602

4
42
24
21
603
16791
-51
4
40
25
29
604

4
45
38
28
605
16794
-18
10
13
40
30
606

22
33
36
38
607
16797

17
37
32
41
608

1
45
39
42
609
16800
-20
0
39
43
43
610

5
36
32
45
611
16803

11
21
51
38
612

5
25
53
34
613
16806
-43
4
24
44
31
614

10
10
51
27
615
16809
-58
4
1
49
20
616

2
-5
53
16
617
16812

-5
-20
47
11
618

1
-26
41
5
619
16815
-67
5
-32
46
-3
620

0
-37
45
16