【導(dǎo)讀】新建鐵路廣深港客運(yùn)專線福田站及相關(guān)工程。深港隧道盾構(gòu)始發(fā)專項(xiàng)。中鐵十五局集團(tuán)廣深港客運(yùn)專線ZH-4標(biāo)項(xiàng)目部

　　

【正文】 增加并非說明泥漿的質(zhì)量越來越高，若在砂性土中施工，粘度甚至?xí)陆担虼?，泥水粘度的范圍?yīng)保持在 25～ 35s。 考慮到粘度的調(diào)整有一個(gè)過程，故在泥漿粘度為 30s 時(shí)，即可逐漸增加 CMC，添加量的多少視粘度下降的趨勢(shì)而定。 ③ 含砂量 泥水處理的目的是保留全部粘土顆粒，去除 45μ m以上的砂顆粒，并且 45μm以下的砂粒也必須控制在一定的范圍內(nèi)，工作泥 漿中的含砂量控制在泥水處理中，同樣是一個(gè)重要指標(biāo)。 ④ 析水量和 PH 值 析水量和 PH值是泥水管理中的一項(xiàng)綜合指標(biāo)，它們?cè)诟蟪潭壬吓c泥水的粘度有關(guān)，懸浮性好的泥漿就意味著析水量小，反之就大。 泥水的析水量須小于 5%， PH 值須呈堿性，降低含砂量、提高泥漿的粘度、在調(diào)整槽中添加石堿，是保證析水量合格的主要手段。 在砂性、粉砂性土中掘進(jìn)時(shí)，由于工作泥漿不斷地被劣化，就需要不斷地調(diào)整泥水的各項(xiàng)參數(shù)，添加粘土、膨潤(rùn)土、 CMC；在粘土、淤泥質(zhì)粘土中掘進(jìn)時(shí)，由于粘性顆粒不斷增加，使排放的泥漿濃 度越來越高，添加清水進(jìn)行稀釋則成為主要手段。 ⑤ 泥水配比 (重量比 ) 膨潤(rùn)土泥漿 (1m179。) 膨潤(rùn)土 CMC 水 50kg 1000kg 管片拼裝 本工程工程管片初襯采用錯(cuò)縫拼裝方式 ，有利于提高隧道的總體剛度，改善管片的受力狀態(tài)。其拼裝程序如圖 所示。 31 圖 管片安裝程序圖 管片選型 （ 1） 在管片拼裝前應(yīng)先確定管片旋轉(zhuǎn)的角度，即選擇封頂塊 F的位 置，選型必須考慮以下因素： （ 2） 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)與隧道軸線相對(duì)關(guān)系 （ 3） 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)與管片姿態(tài)的相對(duì)關(guān)系 （ 4） 盾構(gòu)機(jī)各個(gè)千斤頂行程 （ 5） 管片外表面與盾殼內(nèi)表面的四周間隙 （ 6） 管片的上、下、左、右超前量 （ 7） 錯(cuò)縫拼裝 （ 8） 后配套臺(tái)車軌道定位小孔的定位 管片 拼 裝的方法 （ 1） 管片拼裝以滿足隧道線型為前提，重點(diǎn)考慮管片安裝后盾尾間隙要滿足下 一 掘進(jìn)循環(huán)限值，確保有足夠的盾尾間隙，以防盾尾直接接觸管片。 （ 2）管片 拼 裝必須從底部開始，然后依次 拼 裝相鄰塊，最后安裝封頂塊。 （ 3）封 頂塊 拼 裝前應(yīng)對(duì)止水條進(jìn)行潤(rùn)滑處理， 拼 裝時(shí)先徑向插入 1400mm，調(diào)整位置后緩慢縱向頂推。 （ 4）管片塊 拼裝到位后，應(yīng)及時(shí)伸出相應(yīng)位置的推進(jìn)油缸頂緊管片 ，然后方可移開管片安裝機(jī)。 管片止水條及襯墊粘貼 管片選型、下井和運(yùn)輸組織 管片就位 管片吊機(jī)卸車、倒運(yùn)管片 掘進(jìn) 管片安裝區(qū)的清理 盾構(gòu)掘進(jìn) 縮回安裝位置油缸 縮回安裝位置油缸 推進(jìn)缸頂緊就位管片 管片安裝與連接 管片環(huán) 成型整圓 管片環(huán)脫離盾尾的二次緊固 32 （ 5）在管片環(huán)脫離盾尾后 必須保證 管片連接螺栓 預(yù)緊力達(dá)到設(shè)計(jì)要求 。 管片 拼 裝的質(zhì)量保證措施 （ 1）嚴(yán)格進(jìn)場(chǎng)管片的檢查，破損、裂縫的管片不用。下井吊裝管片和運(yùn)送管片時(shí)應(yīng)注意保護(hù)管片和止水條，以免損壞。 （ 2）止水條及襯墊粘貼前，應(yīng)將管片進(jìn)行徹底清潔，以確保其粘貼穩(wěn)定牢固。施工現(xiàn)場(chǎng)管片堆放區(qū)應(yīng)有防雨設(shè)施。粘貼止水條時(shí)應(yīng)對(duì)其涂 緩膨劑。 （ 3）管片 拼 裝前應(yīng)對(duì)管片 拼 裝區(qū)及管片相接面 進(jìn)行 清潔 處理 。 （ 4）嚴(yán)禁非管片 拼 裝位置的推進(jìn)油缸與管片 拼 裝位置的推進(jìn)油缸同時(shí)收縮。 （ 5）管片 拼 裝時(shí)，必須運(yùn)用管片 拼 裝 機(jī) 的微調(diào)裝置將待 拼 裝的管片與已 拼 裝管片塊的內(nèi)弧面縱面調(diào)整到平順相接，以減少錯(cuò)臺(tái)。調(diào)整時(shí)動(dòng)作要平穩(wěn)，避免管片 碰撞破 損。 （ 6）管片 拼 裝質(zhì)量應(yīng)以滿足設(shè)計(jì)要求的隧道軸線偏差和有關(guān)規(guī)范要求的橢圓度及環(huán)、縱縫錯(cuò)臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。 同步注漿及壁后 二次注 漿 同步注漿 （ 1） 同步注漿施工工藝流程 在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，通過盾尾注漿管同時(shí) 進(jìn)行同步注漿。必要時(shí)，在管片脫出盾尾后，通過管片上預(yù)留的注漿孔進(jìn)行多次補(bǔ)強(qiáng)注漿。注漿工藝流程見圖。 33 由于盾構(gòu)的外徑大于管片的直徑，隨著盾構(gòu)的推進(jìn)，在管片與土體之間將產(chǎn)生建筑空隙。為了能及時(shí)填充這些空隙，盡可能的減少盾構(gòu)施工時(shí)對(duì)地面的影響。所以采用較為有效的同步注漿法，即一邊盾構(gòu)向前推進(jìn)，一邊對(duì)盾構(gòu)后產(chǎn)生的建筑空隙進(jìn)行及時(shí)注漿填充。 漿液配比：（ 1m3），材料單位： kg 材料 水泥 砂 水 粉煤灰 膨潤(rùn)土 硅灰 減水劑 用量 170 900 410 280 50 8 同步注漿漿液的主要物理力學(xué)性能滿足下列指標(biāo)： 膠凝時(shí)間：漿液具有較好的抗水分散性和可注性，膠凝時(shí)間一般為 4～ 10h。 固結(jié)體強(qiáng)度：一天不小于 （相當(dāng)于軟質(zhì)巖層無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度）， 28 天不小于 （略大于強(qiáng)風(fēng)化巖天然抗壓強(qiáng)度）。 漿液結(jié)石率： 95%，即固結(jié)收縮率 5%。 正常 合格 不合格 不正常 注漿結(jié)束 下一環(huán)注漿 漿液拌制 試驗(yàn)檢測(cè) 漿液運(yùn)輸 設(shè)備、管路清洗 調(diào)整注漿參數(shù)及方式 圖 注漿施工工藝流程圖 注漿系統(tǒng)準(zhǔn)備 注漿工況分析 符合要求 注漿參數(shù)設(shè)定 注漿方式選擇 注漿開始 數(shù)據(jù)采集與管理 計(jì)劃圖表 繼續(xù)注漿 注漿效果評(píng)價(jià) 不符合要求 二次補(bǔ)強(qiáng)注漿 34 液稠度： 8～ 12cm 漿液穩(wěn)定性：傾析率（靜置沉淀后上浮水體積與總體積之比）小于 5%。 （ 2） 同步注漿技術(shù)參數(shù) ① 注漿壓力 為保證達(dá)到對(duì)環(huán)向空隙的有效 填充，同時(shí)又能確保管片結(jié)構(gòu)不因注漿產(chǎn)生變形和損壞，注漿壓力一般比泥水倉(cāng)壓力大 ～ 1bar。 ② 注漿量 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，注漿量取環(huán)行間隙理論體積的 ～ 倍，則每環(huán)（ ）注漿量 Q=20～ 30m3。 ③ 注漿速度 同步注漿速度應(yīng)與掘進(jìn)速度相匹配，按盾構(gòu)每完成 1 環(huán) 掘進(jìn)的時(shí)間內(nèi)完成該環(huán)注漿量來確定其平均注漿速度。 ④ 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 采用注漿壓力和注漿量雙指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)，即當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)定值，注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值的 85%以上時(shí)，即可認(rèn)為達(dá)到了質(zhì)量要求。 （ 3） 同步注漿方法、工藝與設(shè)備 ① 同步注漿方法與工藝 同步注漿與盾構(gòu)掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行，通過同步注漿系統(tǒng)及盾尾的內(nèi)置注漿管，在盾構(gòu)向前推進(jìn)盾尾形成空隙的同時(shí)，采用三泵六管路（六注入點(diǎn)）對(duì)稱同時(shí)注漿。注漿可根據(jù)需要采用自動(dòng)控制或手動(dòng)控制方式。 ② 設(shè)備配置 攪拌站：自行設(shè)計(jì)建造水泥漿攪拌站一座，攪拌能力 60m3/h。 同步注漿系統(tǒng)：配備液壓注漿泵 3 臺(tái)，注漿能力為 3179。 20 m3/h， 6 個(gè)盾尾注入管口（其中 2個(gè)備用）及其 配套線路。 運(yùn)輸系統(tǒng)：自制砂漿罐車（ 6m3），帶有自攪拌功能。 圖 . 同步注漿示意圖 35 （ 5） 注漿效果檢查 ① 注漿效果檢查主要采用分析法，即根據(jù) pQt 曲線，結(jié)合掘進(jìn)速度及襯砌、地表與周圍建筑物變形量測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析判斷。 ② 必要時(shí)采用無(wú)損探測(cè)法進(jìn)行效果檢查。 （ 6） 同步注漿質(zhì)量保證措施 ① 在開工前制定詳細(xì)的注漿作業(yè)指導(dǎo)書，并進(jìn)行詳細(xì)的漿材配比試驗(yàn)，選定合適的注漿材料及漿液配比。 ② 制定詳細(xì)的注漿施工設(shè)計(jì)和工 藝流程及注漿量控制程序，嚴(yán)格按要求實(shí)施注漿、檢查、記錄、分析，及時(shí)做出 P（注漿壓力） Q（注漿量） t（時(shí)間）曲線，分析注漿速度與掘進(jìn)速度的關(guān)系，評(píng)價(jià)注漿效果，反饋指導(dǎo)下次注漿。 ③ 成立專業(yè)注漿作業(yè)組，有富有經(jīng)驗(yàn)的注漿工程師負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)注漿技術(shù)和管理工作。 ④ 根據(jù)洞內(nèi)管片襯砌變形和地面及周圍建筑物變形監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)進(jìn)行信息反饋，修正注漿參數(shù)和施工工藝，發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)解決。 ⑤ 做好注漿設(shè)備的維修保養(yǎng)，定時(shí)對(duì)注漿管路及設(shè)備進(jìn)行清 洗，保證注漿作業(yè)順利連續(xù)不中斷進(jìn)行。 ⑥ 當(dāng)環(huán)行間隙充填不夠，造成的地層變形不能得到有效控制或變形危及地面建筑物安全時(shí)，通過吊裝孔對(duì)管片背后進(jìn)行補(bǔ)充注漿。 同步注漿 壁后注漿主要用于過建筑物和地下管線的土體加固。當(dāng)盾構(gòu)穿越穿越后，根據(jù)沉降情況，采取壁后二次注漿的方法加固土體，直至穩(wěn)定。具體壓漿視實(shí)際情況從脫出盾尾后的第 5 環(huán)襯砌管片預(yù)留孔中注入地層。 二次注漿以水泥、水玻璃等材料為主，采用水泥漿 :水玻璃 =1:1（體積比）其中水泥漿水灰比為 1:1（重量比）。 箱涵拼裝 中間箱涵采用 C35 鋼筋混凝土預(yù)制，頂板寬 ,側(cè)墻高 ，頂板及側(cè)墻厚 ，底部是拱形結(jié)構(gòu)，厚度為 ，箱涵縱向?qū)?，分為 A、 B、 C三種類型，箱涵通過頂板 4 根 M30 螺栓連接。 箱涵拼裝工藝要求 （ 1） 中箱涵采用 箱涵 運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸，當(dāng)運(yùn)至工作面后，由專用的箱涵吊裝夾具完成拼裝就位。 36 （ 2） 在保證中箱涵順利連接的前提下，中間箱涵頂面與圓形隧道結(jié)構(gòu)水平軸線距離、中箱涵豎直軸線與圓形隧道結(jié)構(gòu)豎直軸線距離偏差需控制在177。 10mm 之內(nèi)。 （ 3） 中箱涵與管片環(huán)應(yīng)一一對(duì)應(yīng)，如出現(xiàn)底部支 座壓在管片環(huán)縫現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)將該節(jié)中間箱涵往掘進(jìn)方向前移一環(huán)管片寬度，空缺部位采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土連接。 （ 4） 當(dāng)管片環(huán)縫出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)造成中間箱涵連接困難時(shí)，應(yīng)對(duì)支座底部打磨或設(shè)置鋼墊板對(duì)高程進(jìn)行調(diào)整。 （ 5） 平、豎曲線段中箱涵拼裝時(shí)，可通過在中箱涵位于曲線外側(cè)長(zhǎng)邊部位粘貼薄板（如丁晴軟木膠板）的方式調(diào)整間隙，以實(shí)現(xiàn)對(duì)曲線半徑的擬合。 帶壓作業(yè) 當(dāng)需要更換刀具、檢查工作面狀況、排除夾層或意外故障時(shí)，人員及材料需要進(jìn)入密封倉(cāng)工作，在泥水壓力平衡狀態(tài)下須先轉(zhuǎn)換為氣壓平衡，才能進(jìn)入密封倉(cāng)，但人員與材料進(jìn)入密封倉(cāng)具 有一定的危險(xiǎn)性，必須嚴(yán)格按照人員艙的安全操作規(guī)程和有關(guān)說明進(jìn)行操作。 進(jìn)出密封倉(cāng)的程序 圖 人員進(jìn)倉(cāng)流程圖 圖 人員離倉(cāng)流程圖 設(shè)備檢查 開啟記錄設(shè)備 人員進(jìn)入主艙， 關(guān)閉 主艙門 主艙 壓力 = 土倉(cāng)壓力 ？ 主艙升壓 開啟土倉(cāng) 密閉門 進(jìn)入 開挖倉(cāng) 是 否 人員 、 設(shè)備進(jìn)入主艙 并 關(guān)閉土倉(cāng)密閉門 土倉(cāng)內(nèi) 工作完成 主艙降壓 主艙 壓力 = 外面大氣 壓力 ？ 人員設(shè)備離開主艙 停止 記錄器并將此次人倉(cāng) 使用情況輸入入倉(cāng) 手冊(cè) 開啟 人倉(cāng)記錄器 是 否 37 安全技術(shù)措施 （ 1）必須嚴(yán)格控制密封倉(cāng)與人艙的壓力，一般宜控制在 ～ 。 （ 2）在有壓狀態(tài)下進(jìn)入密封倉(cāng)作業(yè)前，應(yīng)將密封倉(cāng)內(nèi)的泥漿液面降至較低點(diǎn)或排空。 （ 3）必須嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作。 （ 4）在有壓力狀態(tài)下進(jìn)入密封倉(cāng)內(nèi)的工作人員必須經(jīng)過體檢并具有相應(yīng)的作業(yè)資質(zhì)，在工作前要進(jìn)行嚴(yán)格的技 術(shù)交底。 隧道防水施工措施 根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，本工程隧道防水等級(jí)為一級(jí)，其要求管片結(jié)構(gòu)達(dá)到無(wú)滲漏無(wú)濕漬，隧道上半部達(dá)到無(wú)滲漏可偶有濕漬，下半部允許有少量滲漏水，但滲漏水量小于 179。 d。防水設(shè)計(jì)為：管片抗?jié)B等級(jí)為 S12，管片接縫處設(shè)置密封墊溝槽，內(nèi)填高彈性三元乙丙橡膠密封墊，隧道上部 45176。范圍內(nèi)的管片間采用單組份親水性聚氨脂密封膠進(jìn)行嵌縫，螺栓孔及管片吊裝孔則采用遇水膨脹橡膠密封圈密封防水，另外環(huán)行間隙采用同步注漿來作為隧道防水加強(qiáng)層。為達(dá)到設(shè)計(jì)的防水標(biāo)準(zhǔn)，在施工中應(yīng)著重做好以下的工作： （ 1）管片自防水 a、管片采用 C50 高強(qiáng)度混凝土，抗?jié)B等級(jí)為 S12。在過程，管片生產(chǎn)時(shí)要嚴(yán)格控制生產(chǎn)，加強(qiáng)檢測(cè)，保證管片的抗?jié)B等級(jí)、強(qiáng)度以及各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。 b、加強(qiáng)管片堆放、運(yùn)輸中的管理和檢查，防止管片開裂和運(yùn)輸中碰掉邊角。 c、管片進(jìn)場(chǎng)和下井前應(yīng)作外觀檢查，保證有缺陷的管片不得使用。 （ 2）管片拼裝縫的防水 管片拼裝縫的防水是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，故在施工中應(yīng)做好以下工作： a、選購(gòu)專業(yè)廠商生產(chǎn)性能優(yōu)良的防水密封圈、粘結(jié)劑，并對(duì)進(jìn)場(chǎng)的防水材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，確保其質(zhì)量合格。 b、高彈性三元乙丙 橡膠密封墊在粘貼前，應(yīng)將管片進(jìn)行徹底清潔，待粘貼面無(wú)塵、無(wú)油、無(wú)污、干燥后再粘貼，以確保其粘貼穩(wěn)定牢固，保證粘貼質(zhì)量。 圖 管片拼裝縫防水示意圖 38 c、管片安裝前應(yīng)對(duì)管片安裝區(qū)進(jìn)行清理，保證安裝區(qū)和管片相接面清潔。 d、對(duì)已粘貼好橡膠的管片，在運(yùn)輸和拼裝中應(yīng)避免擦碰，以防密封墊剝離、脫落或損傷。 （ 3）管片拼裝縫的嵌縫防水 嵌縫防水位于隧道上部 45176。，管片間采用單組份親水性聚氨脂密封膠進(jìn)行嵌縫，根據(jù)各洞段的施工及防水功能要求，所需嵌縫范圍見下表。 表 不同洞段嵌縫范圍對(duì)應(yīng)表 工程部位 嵌縫范圍 始發(fā)、到達(dá)井 每個(gè)洞門段 30m，計(jì) 20 環(huán)整環(huán)嵌縫 2 個(gè)洞門 其它盾構(gòu)段 每環(huán)拱頂 240176。范圍 具體施工方法如下： A、嵌縫施工區(qū)域定位：首先分別以 45176。半徑為 2700mm計(jì)算出弦