冷冻加固体中盾构进洞综合技术

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1、冷冻加固体中盾构进洞综合技术　　摘要：本文以天津地铁2号线东南角站-建国道站盾构接收施工为例，介绍了冷冻法加固洞门土体的情况下盾构机进洞施工工序，主要阐述了盾构进洞过程中的盾构掘进与洞门处理的施工配合以及洞门缩小装置、管片密封装置及洞门封堵注浆等施工方法。关键词：盾构进洞冷冻法加固施工配合洞门缩小装置中图分类号：TU74文献标识码：A1前言盾构进洞作为盾构法隧道施工的最后一道关键工序，能否顺利完成进洞接收直接决定着盾构隧道施工的成败。盾构接收前，需要对盾构接收架进行安装、定位，同时需保证洞门接收区域土体加固效果满足要求，防止盾构进洞过程中发生涌水涌砂、土体涌入盾构井等

2、事故发生。因此，盾构进洞接收施工中必须把握盾构掘进与洞门处理的施工配合，为盾构进洞做好充分准备，将施工风险降至最低。2盾构进洞工程概况天津地铁2号线东南角站～建国道站区间长度859m，共716环；自东南角站大里程端头井始发，建国道站小里程端头井接收。112.1地质情况东南角站～建国道站区间地层地质条件复杂，建国道站盾构接收段穿越的地层主要为⑤1粉质粘土、⑥1粉质粘土、⑥2粉土、⑦2粉土等土层，距隧道下方2.8m左右存在一层厚度约3m的⑦4粉砂层，盾构接收时有涌砂涌水的风险。2.2盾构接收加固方式根据本工程的建国道站地质及场地条件情况，盾构接收地基加固主要采用水平冻结加

3、固的工法施工。1、冻结体加固范围盾构进洞土体采用“杯状”冻结，加固范围为：冻结长度为11m，前3m全断面冻结加固，后8m环形冻结加固。盾构隧道自705环进入冷冻加固区域，711环位置刀盘进入冻结加固体。2、孔位布置冻结孔共分4圈进行布置：第一圈（A圈）：圈径7.5m，长度11m，采用放射性布管；第二圈（B圈）：圈径5.1m，长度3m；第三圈（C圈）：圈径2.7m，长度3m；第四圈（中心D圈）：长度3m。图2-2盾构接收洞门冻结体纵剖面示意图图2-3冷冻加固区域与盾构施工位置关系示意图3盾构进洞施工3.1施工工艺流程11图3-1施工工艺流程图3.2进入加固区域前施工准备

4、本施工阶段为盾构切口推进696环至704环期间。3.2.1第一次洞门凿除根据本次接收的施工特点，洞门凿除分二次进行（地下连续墙厚度为1m）。在洞门凿除施工过程中，通过洞门混凝土上的开孔，进一步确认冻结情况。在洞门混凝土凿除前，洞门封堵材料需保证就位。第一次洞门凿除700mm，在盾构接收前15天左右开始，推进至加固区前5环左右需完成。3.2.2接收前盾构施工措施调整（1）调整同步注浆浆液将同步注浆浆液稠度提高至10s，减小浆液凝固时间，增强注浆止水效果。（2）管片背部粘贴海绵条在盾构管片外侧每2环粘贴一道海绵条，提高管片外侧防水效果。（3）调整盾构姿态进入加固区前，对盾

5、构机姿态进行严密复核，根据洞门复测的结果，及时对轴线偏差进行调整，使盾构推进轴线尽量接近设计轴线。（4）超挖刀开启试验11进入加固区前，对盾构超挖刀进行开启试验，检验超挖刀工作状态，并及时进行维修处理。3.2.3安装洞门缩小装置待第一层洞门混凝土、钢筋破除后，开始安装洞门缩小装置。用4mm花纹钢板沿着洞圈制作两圈弧形钢板，钢板沿径向宽度为20cm，内径比盾构外径略小，并用三角筋板支撑牢固。花纹钢板之间搭接约50mm，两圈花纹钢板间放置300mm×250mm海绵等充填物，并固定牢靠。三角筋板采用10mm厚钢板，筋板间距35cm。位于基座轨道之间的60°范围内弧形板采用8

6、mm厚钢板，径向宽度为14cm。图3-3洞门密封装置示意图图3-4洞门密封装置大样图洞门缩小装置作用是：①缩小盾壳与洞圈间隙，盾构进入洞圈时，弧形板可以少量变形，从而箍紧盾壳，有效防止水土流失；②可以向盾壳与弧形钢板之间的间隙内填塞海绵等；③有一个稳定的后靠是填塞进去的堵塞物不至于在压力下跑出来。弧形板加工时必须根据盾构接收前的轴线偏差值与洞门中心偏差值来计算洞圈内不同角度弧形板的径向宽度，尽量使弧形板内圆心与盾构切口面圆心重合，以便弧形板能均匀箍紧盾壳。113.2.4安装洞圈注浆管在安装洞门缩小装置的同时，在洞圈内侧焊接5根注浆管，并将其与洞门缩小装置进行密封连接，

7、作为盾构进洞接收后封堵洞门的注浆管路。注浆管采用φ40钢管，具体布置如图。图3-5注浆管埋设位置示意图3.3盾构进加固区域掘进段施工措施本施工阶段为盾构切口推进705环至710环期间。3.3.1盾构施工措施（1）开启超挖刀盾构刀盘进入加固区域后，掘进过程中开启超挖刀，开启长度为6cm，开启位置设定为注浆壳处，从而减小盾构推力，防止盾构机注浆壳处卡死。（2）加大盾尾油脂注入盾构推进过程中，将盾尾油脂注入量加大至65kg/环，提高盾尾密封效果。（3）调试模式下施工将盾构施工模式切换至调试模式，确保管片拼装过程中盾构刀盘不停止转动，防止盾构刀盘冻死。3.3