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摘要：广州轨道交通21号线某区间采用盾构空推拼管片施工工艺，对施工过程中盾构接收、管片拼装、管片背部豆砾石吹填及注浆、二次始发等关键工序研究，确保盾构空推的安全与质量。
关键词：掘进、安全质量、工艺
引言
在城市交通运营中，由于人口的稳定增长，城市变得越来越拥挤，为了减少城市交通问题，许多城市开始建设地铁项目。在地铁的建造过程中，盾构法具有高效、安全的特征，在轨道交通工程建设中成为首选。在盾构空推过矿山过程中加强推进过程中管片的拼装质量、豆砾石的吹填尤其是过空推段后的吹填、背部注浆密实度，确保空推质量是工程常见难点。
1 工程概况
中新东站-朱村站区间隧道线路出中新东站后，以隧道敷设方式沿着风光东路向增城方向进行，线路沿道路下方行进，到达中间风井后经莲塘村牌坊后继续向东下穿西福涌后斜穿广汕路，并沿道路北侧进入朱村站。区间隧道总长4.5km。其中：左线起止里程ZDK43+217.967-ZDK43+350.00,长度132.033m为矿山法盾 构管片拼装隧道；右线起止里程 YDK43+220.467- YDK43+357.000,长度136.533m为矿山法盾构管片拼装隧道。
矿山隧道采用钻爆法施工，衬砌为复合式衬砌，二次衬砌采用预制钢筋混凝土管片，矿山法隧道净空直径Ф6800mm，管片外径 Ф6100mm，管片与隧道初衬之间有35cm 宽的环形空隙，采用豆砾石充填及浆液填充。
2 工程地质及水文条件
2.1 地质情况
根据地质详勘资料及现场开挖情况来看，整个矿山隧道地质主要为（7H）强风化花岗岩、（8H）中风化花岗岩。盾构与矿山交界段主要为地质构造破碎带（9H）微风化花岗岩，地质条件总体良好。
2.2 水文条件
整个矿山段主要为存于碎裂状强风化 ~ 中风化带的基岩裂隙水，大里程段呈渗漏状态，小里程段局部呈滴漏状。盾构与矿山交界处主要为基岩裂隙水，水量较小。
2.3 周边环境
空推段地面为道路南侧农田荒地，无建筑物及地下管线，环境简单。 综上分析，盾构接收段地质条件简单，风险可控。
3 盾构接收准备工作
3.1 断面测量
矿山法隧道初支完成后，盾构接收前，先对矿山进行断面扫描，确保整个隧道净空满足要求。
3.2设置封堵墙
在两侧矿山尽头设800mm厚的封堵墙，内设玻璃纤维筋格栅，格栅竖向间距 1000mm，保证掌子面稳定。
3.3水平地质探孔
探明矿山法接收段、始发端头地质情况，确保接收安全。先行进行水平探孔施工，在掌子面四周及中央共钻探 9 个孔，深度 5m。从水平钻探取芯情况来看，大小里程均为中微风化岩石，有少许基岩裂隙水，不存在涌水涌砂地质不良情况，与图纸地质描述相符，接收及始发风险可控。
3.4 导台施工
导台采用 现浇C30钢筋混凝土，厚度150mm。导台的高度和轴线必须控制在规定范围内。
导台断面弧长与隧道中心夹角为60°,以保证盾体与导台有足够的接触面，导 台弧面施工必须满足设计要求，使盾体与导台保持均匀接触。导台施工过程中，严格控制导台混凝土浇筑质量，确保导台混凝土强度达到设计要求。
导台施工模板定位后必须进行测量复核，混凝土浇注后应进行标高的复测， 确保导向平台的标高施工精度在0~+15mm以内。
导台施工完成后，由测量队对导台进行线路联系测量，包括水平及竖直方向, 误差超过设计规范要求的，需重新施作。
3.5 豆砾石堆载
为确保盾构机掘进时豆砾石所提供盾构反作用力，满足止水条的止水效果，在掌子面处堆豆砾石堆载体，高度为 4m，堆载长度为 5m，坡度 30°，其余地段豆粒石平铺弧形状，豆粒石粒5~10mm。
大小里程掌子面前预留 1 环不平铺豆砾石，以便小里程能够避免破除端墙时遗留的渣土混入豆砾石中。
4 盾构接收
盾构机进入暗挖隧道前 40m,要重点做好以下几项工作：
（1）将推进速度调整到≤10 mm/min，推进推力调整到≤800t，刀盘转速调整到≤1.5r／min，同时要加强出渣量的监控；
（2）调整盾构机姿态，使其轴线高于设计 2cm,确保盾构机顺利上导台；
（3）在进入暗挖隧道前的最后 3 环进一步将推进速度调整到≤3 mm/min，推力调整到≤600t；
（4）加强人工复测，严控盾构机姿态。
为确保盾构机能顺利地进入矿山隧道，刀盘出洞前，加强对同步注浆及二次注浆的控制；刀盘露出洞门后，开始对盾尾外第三环管片进行双液浆注浆作业。每推进一环，即封闭一环，待盾尾完全进入矿山法隧道后，在盾构机前面检查盾体与洞门间是否有明水，如有，则继续进行注浆，直至无明水渗漏，避免盾构隧道外侧地下水通过该间隙进入矿山法隧道。
5 盾构空推
空推过程主要是控制豆砾石吹填效果、注浆效果以及管片拼装效果。空推推进速度控制在≤40mm/min，总推力≤500t。在推进过程中，利用两台喷混凝土设备，分别在 2 点、10点钟位置各焊接一根 5cm 的钢导管，钢管长度与盾壳长度一致，刀盘侧接喷混凝土设备软管，边推进边喷设豆砾石，吹填压力控制在 0.25～0.3MPa.
注浆分三次进行，第一次为同步注浆，在推进过程中与吹填同步进行；第二次采用从拱顶注双液浆，每隔三环设一个注浆作业面，形成止水帷幕；第三次是在对止水帷幕之间的管片再注水泥浆液。第一、二次注浆压力现场无法建立，注浆量根据现场实际情况而定。第三次注浆从拱顶开始注浆，注浆压力保持在0.25MPa，持续时间 2min，则可停止注浆。
各浆液配合比如下：同步注浆配合比（kg/m3）：水（550）∶水泥（180）∶砂（600）∶粉煤灰（380）∶膨润土（70）。二次注浆配合比：水玻璃与水泥浆液的体积比为 1∶1，水泥浆液（kg/m3）配合比为水（756）∶水泥（756）
6 盾构二次始发
始发段主要为中风化花岗岩，掌子面及前方基本没有渗漏，条件较好，主要是利用管片为盾构二次始发提供返力，并做好后续注浆、拼装工作。
7 检测
待盾构全部驶出矿山区间后，立即对管片背部进行扫描，重点是拱顶、拱腰部位要加密扫描，发现空洞及时补浆，直到密实为止。
8 控制措施
豆砾石粒径采用 5～10mm，并要求有良好的级配滑动性。豆砾石两侧堆载要尽可能确保 3 点到 9 点位置，避免后期吹填压力。刀盘前部豆砾石堆载坡度不宜超过 30°，坡度过大，会导致盾构机陷进豆砾石堆中，会大大增加推力。豆砾石吹填过程中要左右两侧对称喷射，两侧高差控制在 1m 内，避免两侧管片压力差较大，导致管片跑位。控制掘进速度，速度过快会严重影响管片背部豆砾石吹填效果，造成吹填不密实现象，后期注浆量加大，增加造价。在注浆过程中，可派人在间隙间进行观察，如有发现浆液前窜迹象，可在刀盘两侧补填豆砾石起阻挡浆液外窜作用。因管片与隧道初支之间有一定间隙，在吹填过程中，人可以通过间隙进入到管片背部，观察吹填、注浆效果，并及时采取措施，确保背部填充密实。
9 结语
从现场实际情况来看，总体良好，基本做到了管片无错台、渗漏现象。主要措施：（1）控制推进速度，确保豆砾石吹填及注浆的密实度；（2）是加强人工复测；（3）是控制拼装质量。
参考文献
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