1、盾構(gòu)過(guò)礦山法隧道方案工程概況1.1區(qū)間概況本區(qū)間設(shè)計(jì)范圍內(nèi)隧道自田貝站南端頭南行至翠竹路，左轉(zhuǎn)向東南穿越大頭 嶺至大頭嶺南側(cè)，后穿過(guò)東門北路住宅小區(qū)，到達(dá)翠竹站東側(cè)端頭。本區(qū)間設(shè)計(jì)范圍里程ZDK10+165.970 ZDK11+374.800 （含短鏈 16.138m ）。全區(qū)間有盾構(gòu)開挖盾構(gòu)襯砌隧道和礦山法開挖盾構(gòu)襯砌隧道兩種隧 道，其中：ZDK10+165.970 ZDK10+635.000 和 ZDK11+022.000 ZDK11+374.800 為盾構(gòu)開挖盾構(gòu)襯砌隧道，ZDK10+635.000 ZDK11+022.000為礦山法開挖盾 構(gòu)襯砌隧道。盾構(gòu)開挖盾構(gòu)襯砌隧道長(zhǎng)821.83

2、mm （單洞）；礦山法開挖盾構(gòu)襯砌隧道長(zhǎng) 387m （單洞）。區(qū)間在ZDK10+470.117和ZDK11+017.5處共設(shè)2處聯(lián)絡(luò)通道，在 ZDK10+470.117處聯(lián)絡(luò)通道中間設(shè)區(qū)間排水泵房，在ZDK11+017.5處設(shè)礦山 法施工橫通道，在橫通道端頭設(shè)施工豎井。1.2礦山法隧道概況1.2.1礦山法隧道礦山法隧道按照新奧法原理設(shè)計(jì),隧道襯砌及支護(hù)參數(shù)主要根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面、 圍巖級(jí)別、水文地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)受力特性等因素，類比同類工程，并經(jīng)計(jì)算分析 及優(yōu)化綜合確定。區(qū)間結(jié)構(gòu)支護(hù)形式為初期襯砌和盾構(gòu)混凝土管片相結(jié)合，初期 支護(hù)主要由超前小導(dǎo)管、砂漿錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土組成初期襯砌支護(hù)體系。表1襯

3、砌類型參數(shù)表斷面類型CZ1CZ2CZ3圍巖級(jí)別III級(jí)W級(jí)V級(jí)斷面型式單洞圓形斷面凈跨6400mm鋼筋網(wǎng)巾6 150mm*150mm噴射混凝土150mm300mm300mm格柵鋼架無(wú)主筋必22,間距1000mm主筋必22,間距750mm錨桿cp 22砂漿錨桿超前小導(dǎo)管無(wú)巾42*3.5 鋼花管 L=3.5m，環(huán)*縱= 0.3*2.0m礦山法隧道成洞斷面見圖1.圖1礦山法隧道成洞斷面圖1.2.2臨時(shí)豎井及橫通道井筒凈空5mx6m，井深約28.1m。豎井支護(hù)按其圍巖類別、使用要求，以 及以往工程施工經(jīng)驗(yàn)類比確定支護(hù)參數(shù)：初期支護(hù)分別為300mm、200mm厚 的C20網(wǎng)噴混凝土與型鋼鋼架聯(lián)合支護(hù)，井

4、壁打設(shè)22砂漿錨桿。橫通道凈寬5m，凈高分別為4.5m和8.5m，長(zhǎng)43.91m。采用割圓拱直邊 墻斷面。其中線與地鐵隧道右線線路相垂直，交點(diǎn)里程為YDK11+040O采用網(wǎng) 噴C20混凝土，打設(shè)22砂漿錨桿進(jìn)行支護(hù)。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)礦山法隧道前的準(zhǔn)備2.1導(dǎo)臺(tái)測(cè)量及斷面超欠挖測(cè)量礦山法隧道導(dǎo)臺(tái)厚度150mm，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆，導(dǎo)臺(tái)弦長(zhǎng)3150mm , 導(dǎo)臺(tái)詳見圖2.導(dǎo)臺(tái)是盾構(gòu)機(jī)通過(guò)硬巖隧道時(shí)的下部支撐，其施工精度直接決定著盾構(gòu)機(jī)的 姿態(tài)。導(dǎo)臺(tái)施工模板定位后必須進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，混凝土澆注后應(yīng)進(jìn)行標(biāo)高的復(fù)測(cè)， 確保導(dǎo)向平臺(tái)的標(biāo)高施工精度在0+15mm以內(nèi)。導(dǎo)臺(tái)施工完成后，由測(cè)量班對(duì)導(dǎo)臺(tái)進(jìn)行線路聯(lián)系測(cè)量，

5、包括水平及豎直方向， 誤差超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的，需重新施作。由于礦山法隧道采用爆破施工，隧道斷面存在大量的超挖或欠挖現(xiàn)象，一旦 隧道欠挖嚴(yán)重，盾構(gòu)機(jī)無(wú)法通過(guò)，后期處理難度較大。在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)礦山法隧道之 前對(duì)礦山法隧道進(jìn)行斷面測(cè)量，一旦欠挖影響盾構(gòu)機(jī)通過(guò)，則提前處理。隧道斷 面測(cè)量采用直徑6320mm的鋼環(huán)模具進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量合格后，直徑6280mm盾 構(gòu)機(jī)即可順利通過(guò)礦山法隧道。圖2導(dǎo)臺(tái)斷面圖2.2 “洞門處理”盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前在礦山法隧道端頭掌子面進(jìn)行鉆孔處理，以便盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入礦山 法隧道時(shí)，洞口形成的斷面為光面，不至于參差不平影響盾構(gòu)掘進(jìn)。具體鉆孔方法為沿隧道內(nèi)徑6400鉆孔，鉆孔深度300mm，環(huán)向

6、間距500， 鉆孔孔徑25mm。2.3豆粒石備料盾構(gòu)機(jī)礦山法隧道空推掘進(jìn)時(shí)，由于盾構(gòu)機(jī)前方阻力很小，需對(duì)盾體及管片 周圍噴射豆粒石，以便增大摩擦阻力，增加推力，擠緊管片止水膠條。豆粒石選擇直徑510mm，具體性能指標(biāo)見表2。表2豆粒石性能指標(biāo)檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)結(jié)果品質(zhì)指標(biāo) TOC o 1-5 h z 表觀密度/（ kg/m3）2600堆積密度/（kg/ m3）1320緊密密度/（kg/ m3）1500含泥量/%0.62.0泥塊含量/%0.30.7針片狀物含量/%112510mm篩孔累計(jì)篩余/%120155mm篩孔累計(jì)篩余/%95801002.5mm篩孔累計(jì)篩余/%9995100注：豆粒石為花崗巖，粒

7、徑為510mm豆粒石在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入礦山法隧道前需提前備料。具體備料方量為需填充空 隙的 60%70%。豆粒石從礦山法隧道豎井用溜槽下放到井下，井下采用2m3翻斗車進(jìn)行水 平運(yùn)輸，均勻鋪到導(dǎo)臺(tái)兩側(cè)。進(jìn)礦山法隧道前的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)控制盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入硬巖隧道前的25m作為盾構(gòu)機(jī)到達(dá)段，根據(jù)地質(zhì)條件采用敞開 模式掘進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入到達(dá)段時(shí)，逐步減小推力、降低推進(jìn)速度，并加強(qiáng)出土量 的監(jiān)控頻次。刀盤轉(zhuǎn)速為1.651.85r / min，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)總推力小于800t，推進(jìn) 速度不大于25mm/mino盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入硬巖隧道前的最后3環(huán)采掘進(jìn)速度控制在15mm/min以內(nèi)，總 推力減少為600t以內(nèi)，采用小推力、低速度

8、進(jìn)入礦山法隧道。在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入硬巖隧道前的150200m，對(duì)盾構(gòu)開挖隧道和硬巖隧道洞內(nèi)所 有測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行一次整體的、系統(tǒng)的復(fù)測(cè)和聯(lián)測(cè)，對(duì)所有控制點(diǎn)的座標(biāo)進(jìn)行精 密、準(zhǔn)確的平差計(jì)算。在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)硬巖隧道前的100m、50m時(shí)應(yīng)分別人工復(fù) 測(cè)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，及時(shí)糾正偏差，確保盾構(gòu)機(jī)順利進(jìn)入接收段。盾構(gòu)機(jī)在到達(dá)段掘進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)派專人負(fù)責(zé)觀察硬巖隧道段的巖面變化情 況。發(fā)現(xiàn)圍巖或硬巖隧道初期支護(hù)混凝土有較大震動(dòng)或變形時(shí)，應(yīng)立即通知盾構(gòu) 主司機(jī)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，防止推進(jìn)力過(guò)大而造成刀盤前部圍巖的大面積坍塌。礦山法隧道內(nèi)空推4.1盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)根據(jù)刀盤與導(dǎo)向平臺(tái)之間的關(guān)系，調(diào)整各組推進(jìn)油缸的行程，使盾構(gòu)姿態(tài)沿 設(shè)計(jì)線

9、路方向推進(jìn)。前期施工時(shí)推進(jìn)速度一般控制在1540啞/min之間，工 藝熟練后推進(jìn)速度可達(dá)到6085啞/ min。下部油缸壓力略大于上部油缸壓力。 盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，派專人在盾構(gòu)機(jī)前方檢查、監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)情況，主要檢查硬巖隧 道的開挖是否有侵入盾構(gòu)刀盤輪廓的巖石存在、盾構(gòu)前體下部與導(dǎo)臺(tái)的結(jié)合情況 等。盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，刀盤前方的監(jiān)測(cè)人員與盾構(gòu)主司機(jī)要緊密配合，使盾構(gòu)機(jī)沿導(dǎo) 臺(tái)的中心進(jìn)行前移，保證盾構(gòu)前移時(shí)管片受力均勻。盾構(gòu)機(jī)向前步進(jìn)時(shí)，混凝土導(dǎo)臺(tái)必須清理干凈，以便盾構(gòu)機(jī)能在導(dǎo)臺(tái)上安全 順利步進(jìn)。4.2管片拼裝加強(qiáng)管片選型工作，通過(guò)控制盾尾與管片外表面的間隙，確保管片拼裝符合 設(shè)計(jì)要求。管片拼裝工藝與正常掘進(jìn)

10、時(shí)的工藝相同。選型時(shí)，根據(jù)盾尾間隙與油 缸行程差，結(jié)合盾構(gòu)姿態(tài)選擇合適的管片。管片每安裝一片，先人工初步緊固連接螺栓；安裝完一環(huán)后，用電動(dòng)扳手對(duì) 所有管片螺栓進(jìn)行緊固；管片出盾尾后，重新用扳手人工進(jìn)行緊固。4.3豆粒石填充豆粒石填充采用濕噴機(jī)在刀盤前面噴射，濕噴機(jī)噴射速率應(yīng)達(dá)到每小時(shí)69 m3。噴射豆粒石時(shí)，每隔4.5m在盾構(gòu)機(jī)的切口四周用袋裝砂石料圍成一個(gè)圍堰， 圍堰范圍不小于2 : 0010:00的時(shí)鐘位置，以防管片背后的豆粒石、砂漿前竄。 從刀盤前方向盾構(gòu)后方吹入粒徑510mm的豆粒石骨料，噴射壓力為 0.250.3Mpa。噴射豆粒石過(guò)程中，非操作人員不得進(jìn)入工作面，以免飛石傷人。4.4同步注漿4.4.1同步注漿漿液性能同步注漿采用水泥砂漿。漿液初凝時(shí)間為8h，終凝時(shí)間為10.5h，施工時(shí) 根據(jù)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)過(guò)程中漿液的流動(dòng)情況，適當(dāng)調(diào)整漿液膠凝時(shí)間。4.4.2注漿工藝同步注漿在每環(huán)管片噴射豆粒石回填后進(jìn)行，與盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)同步。注漿通過(guò) 盾構(gòu)機(jī)自身配備的同步注漿系統(tǒng)，采用手動(dòng)控制方式，由人工根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整 注漿流量、速度、壓力。（1）注漿壓力：為保證對(duì)管片背后空隙的有效填充，同時(shí)防止砂漿前竄至刀 盤前方，注漿壓力取值為0.050.08Mpa。（2）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：同步注漿時(shí)盾殼外圍