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1、盾构机空推过矿山法段地铁隧道施工技术?隧道/地下工程?盾构机空推过矿山法段地铁隧道施工技术王春河(1.中国矿业大学(北京),北京100083;2.中铁六局集团有限公司,北京100036)摘要:针对盾构机由盾构段空推过矿山法段施工过程进行探讨,提出了矿山法开挖+锚喷初支+管片衬砌的复合施工方案,并对施工过程中关键部位质量控制进行了进一步探讨,为今后施工过程中遇到硬岩,孤石群或长距离上软下硬等地质情况下施工方案的设计提供参考依据.关键词:地铁;盾构法;矿山法;空推;施工方案中图分类号:U231;U455.43文献标识码:A文章编号:1004—2954(2010)03—0
2、088—041概述城市地铁通常为浅埋隧道,且穿越路线为城市繁华地段,上覆建筑物多,人口密集,交通繁忙,所以通常采用盾构法施工以减少对地面影响.然而在开挖过程中若遇到硬岩,孤石群或长距离上软下硬地段时,仍采用盾构法施工将会加速刀具磨损,降低掘进速度,频繁更换刀具将使人工成本及工程成本不断上升,且施工安全风险极大,对工程整体进度产生影响.故在此类地段可以考虑矿山法与盾构法相结合进行施工.如深圳地铁2号线某标段,设计勘察过程中揭示隧道通过岩层岩性为基岩隆起和孤石群段,拟定施工方案即采用矿山法与盾构法相结合进行,以加快施工进度.盾构机由盾构段进入已开挖好的矿山段是采用这种施
3、工方案需要解决的一个技术问题,结合深圳地铁2号线工程实际情况,对开挖过程中前方遇孤石群和基岩隆起的情况进行分析,提出有效施工方案,为国内地铁施工提供一定技术支持.2工程概况盾构隧道设计为2条内径5.4m的单线隧道,左右线线间距为l3—18m.盾构区间右线设计里程范围为YDK13+304.7～YDK14+237.85,全长954.732m.其中YDK13+304.7～YDK14+015为纯盾构法施工,长710.294m;YDK14+015～YDK14+237.85为矿山法开挖+锚喷初支+管片衬砌的复合施收稿日期:2OLO—Ol—l4作者简介:王春河(1972～),男,
4、高级工程师.◆I¨●-●I●●4b"●?●,4J"●参考文献:[1]桂业昆,邱式中.桥梁施工专项技术手册[M]版社,2005.工方法施工,长244.438m.隧道埋深7～21m.盾构区间右线采用1台复合式土压平衡盾构机掘进,盾构机由地铁红树湾站东端始发,沿东北向下穿白石三道,白石路,欢乐海岸到达区间竖井吊出.根据补充地质钻探资料显示,隧道设计线路通过地层自上而下主要为素填土层,填石层,砾砂层,淤泥质黏土层,砾质黏土层,全(强)风化花岗岩;盾构穿越地层主要为砾砂层,砾质黏土层;盾构与暗挖段接口上部为砾质黏土层,下部为全风化花岗岩.矿山法隧道开挖前经过注浆加固,初支后侧
5、壁稳定,地表基本稳定.3施工方案探讨3.1施工总体思路施工方案总体设计思路为红世区间采用矿山法开挖+锚喷初支+管片衬砌的复合施工方法,即先采用矿山法施工隧道初支,然后再利用盾构拼装管片空推通过矿山法隧道,空推的同时由盾构拼装管片形成矿山法隧道的二衬,二衬和初支之间的孔隙采用粒径小于10mm的碎石(细石)填充,然后注浆填充碎石间的空隙,最终由注浆体和管片共同构成矿山法隧道的二衬.3.2盾构前方堆土作用力计算矿山法隧道施工完成后,盾构过境采用空推工况下进行管片拼装,盾构正面无土压力作用,易造成管片环缝间隙较大,粘贴在管片上的三元乙丙橡胶止水条达不到最低的压缩量,隧道防水
6、效果不佳.为确保盾构管片防水质量,拟在矿山法隧道施工完成后在隧道内堆填土体,以提供盾构推进时的反力.由于隧道是矿山法先行开挖支护后,在刀盘前方回填渣土以提供反力,所以按全部松土压力作用于刀盘面板上,并且在矿山法开挖支护后基本上没有水作用于盾体.刀盘前方依次全断面填土15m,下半断面填土10m,则盾构机的反作用力计算如下.(1)推进时混凝土导台对盾构机的摩擦阻力Fl=/x摩.Wg=0.3×3430=1029kN式中,为盾构及附属物总重,取3430kN;/z为摩擦系数,取0.3.[2]殷万寿.深水基础工程[M].北京:中国铁道出版社,2003.北京:人民交通出[3]安文
7、汉.铁路工程试验与检测[M].太原:山西科学技术出版社.2006.铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2010(3)王春河一盾构机空推过矿山法段地铁隧道施工技术(2)回填土受到的摩擦阻力F2=摩?f).?土?=0.3×f3.14×6.2521×15×1.86×9.8×0.83:,4/'2087.66kN式中,为回填渣土的长度,取15m;K为土的松散系数;7十取18.6kN/m.(3)盾构支撑土体所受的轴向阻力盾构积.P盾.土压=()?y土～=f1×1.86××9.8×0.39:I4,2681.21kN式中,K为土的侧压力系数.(4)盾尾刷与管片
