第３３卷第５期 Ｖｏｌ－３３ Ｎｏ．５ 建筑施工 ＢＵＩＬＤＩＮＧ Ｃ０ＮＳＴＲＵＣＴ１０Ｎ 隈 盾构始发和到达端头井的 土体加固施工技术 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｓｏｉｌ ＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉＯｎ ｆｏｒ Ｉｎｉｔｉａｌ ａｎｄ Ｅｎｄ ＷｅＵｓ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ Ｓｈｉｅｌｄ 口 孙平利 任金涛 （中国中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波３１５０４２） 【摘要】结合工程实例，分析和研究了三轴搅拌桩和双重管旋喷桩施工工艺在盾构始发和到达端头井的土体加固中的应用 并提出了改进措施。实践证明，该技术是安全有效的，可为类似工程提供借鉴。 【关键词】盾构 始发到达 端头井土体加固 施工技术 【中图分类号】Ｕ４５ ／文献标识码 Ｂ 【文章编号】１００４—１００１（２０１１）０５—０４０５—０２ １工程概况 为大气降水与地表径流，其排泄方式主要以蒸发方式排泄。 （１）潜水：潜水主要赋存于浅部黏性土、粉性土中，地下 宁波市轨道交通１号线一期工程Ⅶ标段包括世纪大道 水位随降雨、潮汛影响而略有变化。根据区域地质资料，地下 站～海晏路站（世～海区间）、海晏路站、海晏路站～福庆路 水位变化幅度不大，一般在０．５ ｍ～１．０ ｍ之间。 站（海～福区间）一站两区间（含２个联络通道）。其中车站两 （２）承压水：本场区内承压水赋存于③１层粉砂及⑤３ 端均为盾构法区间隧道（海福区间里程总长为：７４７．５ ｍ；世 层砂质粉土中。根据区域地质水文地质资料，承压水水头埋 海区间总长为：１ ００７．９ ｍ），两端盾构井为始发接收井，盾构 深在５．０ ｍ～７．Ｏ ｍ，对盾构施工的影响较小。 区间段共有８个洞门端头。 本工程选用小松ＴＭ６３４ＰＭＸ盾构机，该盾构机适宜在黏 ３盾构始发、到达端头的土体加固技术 质粉土、粉土、局部为粉砂、淤泥质黏土、粉砂、细砂等土层的 盾构区间段共有８个洞门端头：海晏北路站东西端头左 掘进施工ｉ盾构机掘进最小曲率半径为１５０ ｍ，最大坡度４％； 右线各１个洞门端头、世纪大道站有２个洞门端头、福庆路 盾构机设备总重约为３３０ ｔ（包括后配套），盾体长度为 ８．６８０ Ｉｌｌ，后配套总长为６６．８８ ｍ。盾构机盾尾间隙３０ ｍｍ， 站有２个洞门端头。 海晏北路站东西端头左右线洞门处、世纪大道站东端头 最大掘进速度为８．５ ｃｍ／ｍｉｎ，最大推力３７ ７３０ ｋＮ；盾构机刀 左右线洞门处及福庆路站西端头左右线洞门处的盾构隧道 盘为西６．３６ ｉｌｌ，刀盘的结构为辐条面板型，刀盘开口率为 穿越地层为②２－２、③１等地层，地质条件较差，且盾构隧道 ４０％。刀盘上配置安装了６６把先行刀及１２把周边先行刀，主 覆土厚度约１Ｏ．Ｏ ｍ，隧道埋深较浅。故对以上８处洞门处进 切削刀配置７８把，周边刮刀１２把。 行加固处理，以确保盾构机进出洞的安全。 ２ 工程地质和水文地质 ３．１加固方案 根据端头的地质情况和场地条件，对端头采取了高压 ２．１地质情况 旋喷桩＋搅拌桩＋降水井加固方案。 根据盾构区间地质勘察报告，海晏北路站东端头井处盾 ３．１．１高压旋喷桩 构机穿越的土层属软弱土层，由上至下分别为：①３层淤泥 在端头加固区，要先待端头井主体结构完成后，再沿车 质黏土、②２－１层淤泥，②２—２层淤泥质黏土，③１层粉砂。 站围护结构外侧盾构隧道左右线洞门处布置一排三重管高 ２．２地下水位 拟建厂区地下水由浅部土层中的潜水、砂性土中的微承 压旋喷桩，桩径为８００ ｍｍ，桩心距为６００ ｍｍ，加固深度为盾 构隧道底面以下３ ｍ至地面，且采用４２．５级的水泥。对旋喷 压水及深部粉（砂）性土层中的承压水组成，其补给来源主要 桩参数的确定，是在旋喷之前就按施工要求准备足够水泥， 【作者简介】孙平利（１９５６一），男，本科，高级工程师。联系地 采用４２．５级的普通硅酸盐水泥。在进行下管旋喷施工时，水 址：宁波市江东区宁穿路６号桥中铁一局工地（３１５０４２）。 泥浆水灰比应控制在１．０～１．５，并按要求进行水泥取样送 【收稿日期】２０１１－０４—０６ 灞 曝 第５期 孙平利、任金涛：盾构始发和到达端头井的土体加固施工技术 检。 （１）压力参数的确定 般情况下，应采用加大泵压力来增加流量及流速，进 而增大喷射力，根据本工程设计要求，注浆压力不得小于 ２５ ＭＰａ。 （２）旋转提升参数的确定 因旋转、提升速度与喷流半径有关，而有效半径与喷嘴 的几何尺寸和喷射角度有相互关系，且直接影响到喷流的特 性。所以，根据本工程的设计要求，旋喷提升速度应为 １２ ｃｍ／ｍｉｎ～１８ ｃｍ／ｍｉｎ，旋转速度为２０ ｒ／ｍｉｎ～２５ ｒ／ｍｉｎ，具 体参数应根据试桩后的情况来确定。 （３）喷嘴直径的选择 喷嘴应安装在钻头侧面，这是旋喷注浆的关键部分。一 般情况下，双重管注浆中应选用西２．０ ｍｍ、咖３．２ ｍｍ的喷 嘴。 ３．Ｉ．２搅拌桩 本工程搅拌桩采用桩径８５０ ｍｍ，桩心间距为６００ ｍｍ的 三轴搅拌桩。在加固体端部施工是做单排搅拌桩封闭，且未 加固土体。 为了保证施工质量，施工中必须加强主要技术参数的控 制，并要求在施工现场做到挂牌施工。初步拟定的三轴深搅 桩主要技术参数见表１。施工前，必须先做２根试桩，并根据 实际情况确定合理的技术参数。 表ｌ三轴搅拌桩施工主要技术参数 序号 技术参数项目 参数指标 １ 水泥掺入比 加固区 ２Ｏ％ 弱加固区 ７％ ２ 供浆流量 １６５ Ｌ／ｍＪｎ ３ 浆液配比 水：水泥＝１．５：Ｉ ４ 输浆泵工作压力 不小于２ ８ＭＰａ ５ 下沉速度 ＜Ｏ．７ ｍ／ｒａｉｎ ６ 提升速度 ＜０．８ ｍ／ｒａｉｎ ７ ２８ ｄ无侧限抗压强度 ≥１．ＯＭＰａ ８ 水泥浆的比重 ≥１．３７ ９ 搅拌速度／ｒ・ｍｉｎ 两边搅拌头：２６．０ １０ 每方被搅土体水泥用量 ３６０ ｋｇ ３．１．３膨胀密封式双向密封袖阀管 为了避免旋喷桩施工完毕后盾构始发掘进前的加固区 与地连墙之间变形而产生空隙，在旋喷桩施工过程中，要在 每个端头预埋４根可重复注浆的ＲＢＨ型膨胀密封式双向密 封袖阀管，用于补浆和应急注浆，具体位置及尺寸如图ｌ、图 ２所示。 ／菅＼ｆ 一 ｂ ｆ 图１备用注浆袖阀管平面 图２备用袖阀管剖面 ３．Ｉ．４ 降水井 根据区域地质水文地质资料，承压水水头埋深在地下 ５．０ ｍ～７．０ ｍ处对盾构施工的影响较小，但为保证盾构能顺 利进洞，并安全通过加固区，所以要待加固完成后盾构始发、 到达前，在盾构始发、到达端头加固区范围内设３口降压井。 ３－２加固范围 （１）加固长度：车站围护结构以外９．０ ｍ； （２）加固宽度：盾构隧道断面以外３．Ｏ ｍ； （３）加固深度：地面至隧道管片衬砌外侧底面以下 ３ ｍ。 盾构井端头加固区域见图３，加固大样见图４。 图３ 盾构井端头加固平面 图４ 加固大样 ３．３加固要求 经过加固后的土体应有很好的均质性和自立性，其中端 头加固区应为：Ａ区单轴无侧限抗压强度瓯≥１．０ ＭＰａ，Ｂ区 无侧限抗压强度ｑｕ≥Ｏ．５ ＭＰａ；Ａ加固区土体渗透系数≤ １．０×１０ ｃｍ／ｓ，Ｂ加固区土体渗透系数≤１．０Ｘ １０ ｃｍ／ｓ。 ４ 结语 盾构始发、到达技术亦称进出洞技术，是盾构隧道施工 的关键技术。通过宁波市１号线Ⅶ标海福区间盾构的顺利始 发实践（未出现进洞抢险），监测数据证明，其加固效果比较 好，未出现涌水、涌沙的现象，同时也说明高压旋喷桩＋搅 拌桩＋降水井端头加固方案是一种安全的施工法。 参 考文 献 …高成梁，梁小强．旋喷桩在盾构法隧道端头井洞口土体加固工 程中的应用［Ｄ】．长春工程学院，中南大学． ［２］康宝生，陈馈，李荣智．南京地铁盾构始发与到达施工技术Ｕ】．建 筑机械化，２００４，２５（２）．
