淺談盾構(gòu)在薄弱地層開倉換刀前的洞內(nèi)注漿及換刀施工

　　〖摘要〗盾鐵隧道在掘進(jìn)的過程中,由于盾構(gòu)機(jī)刀盤及刀具的磨損，令盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度變慢，這就須開倉更換刀具。開倉換刀一般是選擇在穩(wěn)定地層進(jìn)行，但有時也被迫在薄弱地層開倉。本文介紹某盾構(gòu)隧道在薄弱地層開倉換刀前進(jìn)行洞內(nèi)注漿、超前注漿及換刀施工的過程。

　　〖關(guān)鍵詞〗盾構(gòu)隧道，薄弱地層，洞內(nèi)注漿，開倉換刀　

　　1.工程概況

　　某盾構(gòu)隧道埋深12.6m，地面環(huán)境為密集村屋。地質(zhì)情況為：隧道頂部至地面地層分別為<1>人工填筑土1.6m，<2-1B>淤泥質(zhì)土層2.3m，<2-2>淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層8.7m；洞身地層地質(zhì)情況為<2-2>淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層3.6m，<8>層中風(fēng)化巖2.4m。

　　由于盾構(gòu)掘進(jìn)十分困難，掘進(jìn)速度僅為5mm/min，初步叛定刀具磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致掘進(jìn)困難，決定在此處對刀具進(jìn)行檢查，根據(jù)刀具檢查實際情況決定是否換刀。由于此處地質(zhì)條件非常差，隧道中上部為<2-2>淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層，容易坍塌，根據(jù)此情況采�。合葘⑼羵}充填滿砂漿固結(jié)，然后對刀盤前方地層進(jìn)行超前注漿加固的方式對刀盤周圍土體加固，保證加固過程中的安全。

　　2.處理措施

　　2.1土倉內(nèi)注漿

　　倉內(nèi)注漿有兩個目的：其一為固結(jié)倉內(nèi)及刀盤開口，封堵可能存在的空腔，確保能順利開倉；其二為包裹住主軸承，防止超前注漿壓力太大對主軸承密封造成危害。通過盾構(gòu)機(jī)土倉壁的球閥向倉內(nèi)注水泥砂漿，通過頂部球閥泄水。注漿過程中保證土倉壓力在2.0bar-3.0bar之間，避免壓力太小地面出現(xiàn)沉降，壓力太大對主軸承密封不利。漿液配比(m3)：水泥：膨潤土：砂＝500kg：300kg：800kg，初凝時間4個小時，注漿量約20m3，注漿過程中反轉(zhuǎn)螺旋機(jī)，確保螺旋機(jī)不被水泥漿凝固，否則很難清理。

　　2.2盾構(gòu)超前注漿

　　盾構(gòu)機(jī)設(shè)置有12個超前地質(zhì)鉆孔，其中底部2個，中部4個，頂部6個，超前地質(zhì)鉆孔的外插角為11度。通過頂部6個超前注漿孔，向前方打超前導(dǎo)管，導(dǎo)管長度7m，砸入深度6.5m，導(dǎo)管到達(dá)刀盤前方1.0m,由于土體密實，導(dǎo)管砸入困難，必須先用風(fēng)槍打出孔后再將導(dǎo)管砸入，風(fēng)槍鉆桿最長為6m。

　　導(dǎo)管采用Ø42鋼管，間隔100mm進(jìn)行打孔，孔直徑10mm，梅花狀布置，開孔范圍為導(dǎo)管前端1m。注漿漿液為1：0.8～1：1水泥漿液。注漿機(jī)上壓力控制在1.5Mpa左右，壓力達(dá)到后觀察30min，如壓力下降就繼續(xù)進(jìn)行注漿，待壓力不再下降后關(guān)閉導(dǎo)管后方的球閥。

　　2.3檢查整個注漿效果

　�。�1）首先檢查倉內(nèi)漿液凝固情況，判斷能否開倉

　　先打開土倉壁上的兩個球閥，利用粗細(xì)10mm左右的鋼筋向土倉內(nèi)砸入，根據(jù)砸入的情況判斷凝固的情況。然后再打開土倉門上方的球閥，同樣的方法檢查倉內(nèi)凝固的情況，看是否還有水流出。如兩個條件均滿足，則可進(jìn)行開倉工作。開倉前通知第三方檢測人員進(jìn)行土倉內(nèi)氣體檢測，檢測結(jié)果土倉內(nèi)氣體符合相關(guān)規(guī)定，則可以進(jìn)行開倉工作，否則嚴(yán)禁開倉。

　�。�2）檢查前盾側(cè)壁注漿情況

　　打開盾體上兩側(cè)的球閥，與上訴方法相同，檢查注漿后側(cè)壁土體情況，看是否還有未凝固的砂層，是否還有地下水流出。如兩個條件均滿足，表明側(cè)壁加固效果也比較好。

　�。�3）盾構(gòu)機(jī)刀盤前方加固效果

　　待土倉門打開后，先進(jìn)行土倉清理。待清理到刀盤開口后，利用風(fēng)鉆進(jìn)行打孔，檢查注漿后刀盤前方土體的固結(jié)情況和滲水情況。如兩個條件均比較好，則清倉工作可以繼續(xù)，做好刀盤開口的防護(hù)工作，能保證開倉的安全。

　　2.4清倉和檢查更換刀具

　　清倉利用揚鎬、鐵鍬，采用編織袋裝土，人工送上皮帶機(jī)，再由皮帶機(jī)送往碴土車。清倉順序由上至下，切口環(huán)及開口處水泥漿保留。如鑿除過程中部分地方過鑿，立即采用快硬水泥封堵。

　　一邊鑿除，一邊進(jìn)行刀具的拆除和更換工作，鑿出一把，更換一把。對于難于安裝的刀具，先拆除，待倉清理完成后轉(zhuǎn)動刀盤再更換。每更換一把刀具，要對刀具周邊空隙采用紗布封堵。

　　每檢查一把刀具，根據(jù)刀具磨損情況，要對刀盤整個情況由有經(jīng)驗的施工組進(jìn)行分析。該項工作由總工負(fù)責(zé)組織，工區(qū)長、盾構(gòu)司機(jī)、技術(shù)人員參與分析，及時判斷其他刀具情況及下一步采取的措施�！�

　　3.施工監(jiān)測

　　為確保安全，防止地面沉降，施工過程中24小時監(jiān)測，并進(jìn)行深層土體監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果及時上報監(jiān)理，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評估，及時判斷換刀施工是否安全，能否繼續(xù)進(jìn)行。如沉降達(dá)到警戒值（單日沉降10mm，累計沉降30mm），則啟動相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案。

　　4.應(yīng)急措施

　　1、在地面刀盤10米范圍內(nèi)設(shè)置警戒線，派專人監(jiān)視警戒范圍。

　　2、準(zhǔn)備好注漿材料及設(shè)備，當(dāng)深層土體監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)沉降時，馬上進(jìn)行注漿，防止地面出現(xiàn)塌陷。

　　3、準(zhǔn)備若干個土袋，當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)塌陷時，馬上用土袋進(jìn)行回填，防止地面塌陷進(jìn)一步擴(kuò)大。

　　4、地面建筑物出現(xiàn)異常情況的處置開倉期間，緊密監(jiān)測，力保把沉降量控制在允許范圍之內(nèi)。一旦發(fā)生大沉降，馬上疏散受沉降影響區(qū)域內(nèi)的人員，會同有關(guān)單位及專家商量處理辦法。

　　5、當(dāng)發(fā)現(xiàn)正面土體有坍塌的現(xiàn)象，施工負(fù)責(zé)人立刻命令施工人員撤離土倉，關(guān)閉倉門，馬上進(jìn)行砂漿回填，建立土倉壓力，同時加強(qiáng)地表監(jiān)測。

　　5.結(jié)束語

　　在盾構(gòu)施工過程中，由于地層的影響及盾構(gòu)機(jī)刀盤刀具的磨損，避免不了要開倉檢查，特別是遇到在薄弱地層開倉，加固處理務(wù)必處理好，否則，難免造成地面塌陷、威脅土倉內(nèi)作業(yè)人員人身安全等事故。本文所提及隧道洞內(nèi)注漿處理是針對地面無法進(jìn)行地層加固，且工期較短的一種方法。

　　參考文獻(xiàn)：

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