隧道盾构机进出洞安全施工王志宇中国中铁四局集团有限公司城市轨道交通分公司安徽合肥230051摘要：在隧道盾构进出洞施工中，由于施工环节复杂而且技术要求高，包括洞口地基加固、洞圈密封装置、盾构基座、后盾支撑等，一旦施工不当，就会造成严重的安全问题。
本文结合某隧道工程盾构进出洞施工实践以及对相关经验的仔细研究及借鉴，总结出隧道盾构进出洞安全施工技术要点和施工中较易出现问题的解决措施，也为今后同类工程提供重要参考。
关键字：隧道施工;安全施工;盾构机;进出洞Abstract:in the shield tunneling construction in hole,the construction link complicated and high technical requirements, including the foundation reinforcement,hole ring sealing device,shield base,backing support,etc.,once the construction undeserved,can cause serious security issues. This paper combined with a shield tunnel engineering and construction practice and the hole experience carefully research and reference,sums up the shield tunneling construction techniques in hole safety and construction is easy to appear the solution of the problem,but also for future similar projects to provide important reference.Key words:tunnel construction;Safety construction;Shield machine;In and out of hole.中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）一、工程概况某工程含东、西两个盾构区间，东区间起点为眠山站，终点为沙沟尾站。
区间在YDK9+032处与铁路34°斜交，在ZDK9+190～ZDK9+205处下穿西边小河的桥桩基。
本区间长517m不设联络通道。
西区间起点为沙沟尾站，沿人民西路向东行进，经过董家沟（约YDK9+551处）和海源河道（新运粮河，约YDK9+800处），最后抵达西苑立交站。
区间长753.6m，在右线里程YDK9+900处设联络通道及废水泵房。
沿线工程影响范围表层为素填土，上部为第四系（Q4al+l）淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、粉砂、泥炭质土，中下部为第四系(Q3al+l)粘土、粉质粘土、泥炭质土、粉土、粉砂、中砂等，覆盖层总厚度大于50m，各层土呈多层交错尖灭状沉积，地层埋深及厚度变化较大，物理力学性质不均匀。
二、隧道盾构机进出洞安全施工关键技术（一）端头进土体加固为保证盾构机安全进、出洞，隧道进、出口土体必须具有良好的自立性及密实性，为确保盾构机在经过洞口时土体不坍塌，地下水不涌入，因此必须对洞口土体进行加固。
端头井土体加固采用φ900三重管旋喷桩进行加固，三重管桩的特点是设备简单，施工方便，适用于特殊和复杂地基处理，具备增加地基强度、提高地基承载力、止水防渗。
本工程旋喷桩采用Po42.5级复合硅酸盐水泥，水泥掺入量按照规范要求，并针对各端头处场地地质情况进行调整，暂定水泥掺入量为18%，折合201kg/m，水：灰=1：1，水泥浆压力为25～32Mpa，空压机压力为0.7Mpa，高压水压力为25～30Mpa旋转速度为10-15r/min，提升速度为10-20cm/min，喷浆量267L/m。
注浆管分段提升的搭接长度必须大于100mm。
为确保旋喷桩质量，施工中严格控制提升速度、水泥浆量和浓度、高压泵压力、空压机压力和流量，浆液中加入适量添加剂，缩短成桩时间，并做好原始施工记录。
眠山站东端头井：加固深度均为17.6m，其中有效旋喷深度为12.2m，空钻5.4m，桩径：90cm，桩距：65cm，搭接长度25cm，总桩数548根。
沙沟尾站东端头井：加固深度均为17.95m，其中有效旋喷深度为12.2m，空钻5.75m桩径：90cm，桩距：65cm，搭接长度25cm，总桩数548根。
加固要求：左、右线加固长度都为9m，加固范围为洞圈上下左右各外扩3米。
加固土体强度28天无侧限抗压强度到达1MPa，渗透系数不大于10-7m/s。
（二）洞门破除洞门破除的主要目的是破除盾构机通过范围内始发井端头围护结构的混凝土及割除钢筋，使盾构机顺利进入端头围岩。
盾构始发前先打探孔检查洞口处加固体稳定情况，确认稳定时开始进行洞门端头围护结构凿除。
露出内外钢筋，割除内排钢筋，保留外排钢筋，清理干净洞门圈底部的混凝土块后按先上后下顺序逐块割除外排钢筋（外排钢筋割除时要注意将侵入开挖轮廓线的钢筋割除干净），吊出所有的混凝土碎块。
破除范围为直径6800mm的预留洞门轮廓线以内的围护结构。
当盾构机组装、调试完成后，准备始发时，再割除围护桩外部钢筋并吊出盾构井，盾构机向前推进，刀盘顶住掌子面。
洞门凿除施工时，在盾构机与掌子面之间搭建脚手架，利用人工进行凿除围护结构混凝土。
凿除时要在洞口安排土木工程师观察土体稳定状态，还要经常与地面沉降监测人员沟通，确保安全。
割除工作保证预留洞门轮廓线范围内围护结构钢筋全部切断，切口平整，以避免盾构刀盘被围护结构的钢筋挂住。
凿除施工完毕后拆除脚手架，快速拼装负环管片，使盾构机抵达掌子面，避免掌子面暴露太久发生失稳坍塌。
（三）盾构接收掘进1、盾构接收后立即进行洞圈翻板的整理工作。
2、为防止因盾构脱离隧道时对管片压力的突然消失造成管片环缝的张开，在盾构进洞的后十环将使用拉紧装置对其进行分段连接。
3、盾构推进最后5环不进行同步注浆，进洞后使用二次注浆方式填充土体空隙，同时随即进行洞门封堵。
4、盾构接收段纵断面线型为7‰～27‰的变坡，推进时应提前做好管片纠偏，保证盾构姿态能够及时调整。
5、最后一环整环拼装完成后，仅拼装底部B3块供盾构前进，直至盾尾完全脱离隧道，盾构停止在可拆解与吊装的位置。
（四）洞门封堵本工程盾构接收采用二次接收工艺进行作业。
洞门混凝土凿除后，尽快推进盾构和拼装管片，尽量缩短盾构进洞时间。
在盾构刀盘出洞圈约2400mm时，进行第一次封门。
松开双头螺栓，推进洞门翻板，使翻板与盾构机外壳贴紧，并旋紧洞门翻板螺栓，随后焊接翻板与盾构机外壳以及翻板与钢圈，封闭各处缝隙，形成完好密封。
此时，采用盾构壳体、洞门外侧斜孔、洞门翻板上的注浆孔进行双液注浆，使咬合桩与加固土体形成密封防水帘幕，达到封堵洞门的效果。
同时，利用同步注浆系统进行单液注浆，充分填充盾尾后管片与加固体之间的建筑空隙。
待第一次封堵洞门所压注浆液基本凝固后，开始二次进洞。
解除洞门翻板与盾构机外壳的连系，割除洞门翻板与洞门钢圈之间的焊缝，松开双头螺栓，拉回洞门翻板，推进盾构机千斤顶。
此时，须尽快推进盾构和拼装管片，尽量缩短盾构二次进洞时间。
当盾尾脱离进洞环后，立即推进翻板使得翻板与进洞环密封，焊接洞门翻板与进洞环外壁钢板，旋紧洞门插板螺栓，焊接洞门翻板与洞圈，使得洞门形成密封，再根据实际情况对洞门处进行注浆封门。
三、隧道盾构机进出洞安全施工出现的问题及措施（一）盾构推进反力不足以压密管片防水密封盾构推进反力不足以压密管片防水密封时的措施盾构推进反力不足以压密管片防水密封时的措施盾构推进反力不足以压密管片防水密封时的措施。
当盾构刀盘到达接收基座后仓内土压已降为零，盾构机前面的阻力随之降为零，千斤顶的推力也随之减小，当千斤顶的总推力小至不能保证管片间紧密接触及接缝防水质量时，在露出的盾构机壳体上焊接牛腿，牛腿与基座焊接，通过基座提供反力达到使管片紧密接触的目的。
牛腿须每环进行焊接和割除。
（二）破洞门时漏水、涌水应对措施破除洞门前把所有应急材料准备到位，检查机械状态，确认加固土体质量，破除洞门时并派专人值班观察洞门，洞门破除采用分层破除法。
1、当出现小洞流水时采用削尖木桩打入流水口，堵住流水口，然后采用快硬水泥封口，减少地层损失。
2、当出现裂纹漏水时采用棉纱塞入裂缝，采用快硬水泥封口，然后采用方木顶木板的方式顶住裂缝口，防止裂纹进一步发展。
3、当破除里层混凝土时出现较大漏水情况，经应急总指挥确认有可能出现涌水可能性时，采用钢板焊在里层钢筋上，周边采用快硬水泥把钢板与混凝土墙之间的缝隙塞满，堵住流水，钢板上预留好注浆阀门，等快硬水泥凝固后采用双液浆注浆止住漏水，然后钻观察孔确认漏水已止住时再割除钢板继续破除洞门。
4、洞门破除过程中，如出现以上漏水或漏砂现象，在采取措施进行封堵后，应再次确认土体加固效果。
（三）盾构机与帘布板间的漏水盾构机顶上工作面后，盾尾未完全进入洞门前仍然存在漏水情况的隐患，特别是盾构机外侧注浆管的保护套穿越帘布板时，由于帘布板与盾构机外壳接触不会太紧密，当盾构机外侧水压过大时有可能从注浆管外壳与帘布板之间发生漏水，发生漏水后要首先检查流水有无带砂现象，并确认流水有无异味。
1、当水流较小时，派专人观察漏水情况，但水流保持恒定或有减小趋势时，保持盾构机正常推进。
2、当水流较大出现带砂现象并无异味时，可以初步判段为地下承压水，需要马上采取堵漏措施，减小漏水，以减少地层损失引起地面沉降，堵漏方法可采用快硬水泥加引流管的方法进行，然后利用洞门预留注浆孔或直接插入注浆管的方法，压注聚氨酯。
压注聚氨酯时，盾构掘进须暂停；聚氨酯的压注须注意少量多次，直至漏水大幅度减小，盾构恢复掘进；在盾构恢复掘进后如遇洞门再次漏水，则反复采用压注聚氨酯的方法，直至盾尾全部进入洞圈为止。
3、当水流较大有异味但无带砂现象，可以初步判断为潜水，需要采取堵漏措施，减小漏水，堵漏方法可采用快硬水泥加引流管的方法进行，然后同样使用地面袖阀管进行注浆，以减少漏水量，然后加快推进速度，直至盾构机尾部进入洞门后10m，采取隧道内二次注双液浆直至漏水停止，最后正常推进。
结束语在本工程东西两段盾构区间施工中,综合运用盾构机进出洞技术,成功解决了盾构机进出洞难的问题,取得了非常好的效果,没有出现土体坍塌和涌水现象。
[1]宋博.地下隧道双圆盾构施工技术研究[J].建筑施工,2008(03).[2]张凤祥,朱合华,傅德明.盾构隧道[M].北京:人民交通出版社,2004(08).[3]邓永双.盾构隧道掘进方向控制技术[J].山西建筑,2007,33(01).隧道盾构机进出洞安全施工作者：王志宇作者单位：中国中铁四局集团有限公司城市轨道交通分公司刊名：城市建设理论研究（电子版）英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu年，卷(期)：2013(2)引用本文格式：王志宇隧道盾构机进出洞安全施工[期刊论文]-城市建设理论研究（电子版） 2013(2)。