地铁隧道施工中盾构区间经过地层复杂多样，同一区间遇到多种地层时，盾构刀具配置不能有效地适应所有地层需要，尤其是遇到较坚硬的岩石地层时，不适合进行盾构设备施工，文章以武汉地铁三号线七标宗关站-中间风井区间盾构空推过暗挖隧道施工为例，介绍盾构空推过暗挖隧道施工关键技术。
1工程概况
武汉地铁三号线宗关站-中间风井盾构区间，包含960m盾构掘进段和202m暗挖段，临近硬岩位置地面不具备条件设置盾构吊出井，设计采用盾构洞内接收，空推过暗挖隧道至中间风井，拆机吊出。盾构隧道开挖直径6280mm，管片外径6200mm，内径5500mm。暗挖隧道采用矿山法开挖钢拱架挂网喷浆完成初期支护，内净空为6940mm圆形隧道，设计盾构管片与暗挖隧道之间采用豆砾石和同步注浆回填。
2弧形导台施工
为保持盾构空推设备稳定，防止盾构定向偏转，易于盾构掘进方向控制，采用在暗挖隧道底部施作弧形钢筋混凝土导向平台。根据深圳地铁、广州地铁等类似工程成功经验，优化导台宽度，采取在隧道底部90°范围内设置厚度200mm弧形混凝土导向平台（见图1）
3豆砾石吹填
豆砾石填充区域为管片底部120°范围，在盾构机上设置施工平台和喷射管路，采用2台Φ50mm喷浆机进行豆砾石吹填施工。
空推前在盾构机安装施工平台和喷射管路，平台固定在刀盘前方，喷射管路固定在盾壳上，出口延伸至盾尾止浆板后，管路采用Φ50mm的钢管（壁厚不小于3mm），套管连接，布设于盾构机外壳2、14点位，每侧布设Φ50mm钢管2根，一根备用，从而保证喷射的连续作业。并对喷浆机软管和钢管连接部位进行加固处理，以防止管路破损。施工前对施工中所需豆砾石数量进行计算，并对豆砾石进行合理分堆，施工过程中严格控制喷射压力，喷射压力为0.25～0.3MPa。豆砾石喷射施工必须左右两侧同步，高差控制在0.8～1m，防止由于两侧骨料压力差导致管片侧移（见图2）。
4空推掘进施工
4.1盾构推进
根据线路设计，计算出盾构每推进一环所发生的偏转角与推进油缸行程差，在盾构推进前复核空推与盾构轴线误差，根据误差调整推进油缸的行程差，保证盾构盾壳与暗挖隧道初支的间隙，确保盾构按隧道设计轴线进行推进。根据刀盘与弧形导台的关系，调整各组推进油缸的行程，使盾构姿态沿设计线路方向推进，推进速度控制在30～50mm/min。盾构推进时，派专人在盾构前方检查、监测盾构推进情况，主要检查初支的开挖是否有侵入盾构刀盘轮廓初支、盾构前体下部与弧形导台的结合情况、豆砾石回填是否密实等。
4.2管片拼装
管片拼装工艺与正常掘进时的工艺相同。管片选型要根据盾尾间隙与油缸行程差结合盾构姿态选择合适的管片。通过控制盾构盾尾与管片外表面的间隙，确保管片拼装符合设计要求。管片每安装一片，先人工初步紧固连接螺栓；安装完一环后，用风动扳手对所有管片螺栓进行紧固；待管片脱出盾尾后，重新用风动扳手进行紧固。
5同步注浆
同步注浆采用盾构机自带的注浆系统，利用水泥浆液对喷射的豆砾石进行加固，从而控制管片拖出盾尾后的沉降量。依据自有的注浆管路，从左上、右上两根注浆管路进行水泥浆液的补注，同时将左下、右下两根注浆管路延伸至泥浆伸缩管附近，在盾构掘进通过时进行二次水泥浆液补注施工，开孔位置尽量选择在顶部附近，确保此次填充至盾构管片的中上部。严格控制注浆压力和注浆量，注浆压力控制在0.05～0.08MPa，注浆量控制在理论注浆量的80%以上时，即可结束注浆，并根据实际情况进行调节，浆液初凝时间控制在4h左右。
因考虑刀盘前方为敞开的，水泥浆液的流动性又很强，注浆过程中必须安排专人在盾构机前方巡视，一旦发现水泥浆液流失至刀盘前方，立即通知主机室，停止注浆。空推过程中，需不定期在底部管片的吊装孔处开孔进行注浆效果的检查，从而对豆砾石和水泥浆的填充方量和施工参数进行及时调整。
6洞门封闭隧道灌浆
盾构空推至风井指定停机位置后，迅速拆机施工洞门。洞门封闭后从隧道管片二次注浆孔进行的补注水泥浆液。
因考虑盾构空推过程中豆砾石的填充数量有限及空推施工中由于推力较小，管片的止水效果可能不甚理想，此次封闭灌浆意义重大。为确保填充效果，此次填充采用分段进行，注浆压力控制在0.4～0.8MPa，并根据实际情况进行水泥-水玻璃双液浆做一道道的止水帷幕，确保止水效果。注浆作业中可继续在盾构隧道内开孔放水，防止积水压力过大造成管片偏移或上浮。
亦可采用地面袖阀管注浆方式，在隧道顶部开孔，进行注浆。地面注浆必须待盾构通过后方可进行开孔和水泥浆的补注。施工前有测量组在地面放出左右线隧道中线，工程部和生产部一起去现场确认位置并做好标记，待盾构通过该段区域后通知作业人员进行开孔。开孔时严格控制进尺长度，确保打穿矿山法隧道初支即可。
注浆完成标准以量和压力双控：灌注量不小于壁后间隙的65%，即每环平均4m3；压力控制以注浆泵压力为准。并以开孔检查注浆效果作为注浆完成的标准。
7结论
本工程于2015年月完成，技术方案通过加宽导台宽度和加大吹填导管直径，确保了盾构空推稳定性，大大地提高了豆砾石吹填效率，加快了盾构暗挖段空推施工进度，提高了整体施工效率。工程施工的成功经验，给类似工程提供很好的经验参考。
来源 ：中天重工
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