盾構全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻施工方法與流程

本發明涉及一種能夠在保證周邊建（構）筑物微擾動的情況下全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻的施工方法。

背景技術：

隨著城市地鐵網絡的不斷完善，合理充分地利用地下空間變得越來越重要。特別是隨著地鐵網絡的逐步形成，各線之間的換乘節點施工將使一些后建的地鐵隧道不得不全斷面穿越已建地鐵隧道或其它地下結構設施的圍護結構，給工程的順利實施帶來較大的難度，如何保證盾構順利穿越圍護結構并保證已有地下結構的安全正常使用，是施工中非常重要的問題。

在國內軌道交通較發達的城市已先后進行了盾構穿越橋梁樁基的技術研究，比如上海軌道交通10號線盾構穿越沙涇港橋工程、蘇州軌道交通2號線盾構穿越廣濟橋工程以及沈陽地鐵1號線盾構切削橋梁樁基工程，均取得了一定的成果，施工技術已較為成熟，但盾構全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻的施工先例較少，且需在短距離內連續穿越2道玻璃纖維筋地下連續墻，如何順利穿越且不影響周邊環境以及運營中的上部結構安全是施工中需要解決的難題。

如圖1，2所示，某市地鐵5號線工程土建施工第16合同段下瓦房站~直沽站區間盾構工程，盾構隧道右線全長1113.956m、左線全長1115.492m，為某市的重大工程項目。該區間隧道盾構從下瓦房站始發向直沽站推進，區間隧道在軟土中連續推進約1080m后需先后兩次穿越9號線直沽站車站主體圍護結構玻璃纖維筋地下連續墻，地墻混凝土為C30水下混凝土，兩堵地墻間距為18.5m。

在先軟后硬的工況下，盾構機的配置既要滿足在軟土中推進的要求又要具備穿越地連墻的能力，刀盤扭矩、推進力等都是需要考慮的問題，特別是刀具配置方面，如果采用成功切削樁基的配置并進行適當加強，可能存在在軟土中磨損過大導致無法順利切削地墻的風險，而如果采用目前切削硬巖及混凝土的主流配置-滾刀，可能在軟土中推進時已經造成了滾刀偏磨從而失去作用，反而影響了正常的推進施工，所以如何選擇施工設備是確保工程順利實施的前提，也是前期研究中需要重點解決的難題。

盾構在切削地墻的過程中刀盤扭矩會不斷增大，刀盤驅動溫度會不斷升高，如果盲目向前頂進可能造成刀盤磨損嚴重、刀盤卡死等不利情況，而采用加水、加泡沫劑等減磨、降溫材料后，土艙壓力會不斷升高，在土艙減壓的過程中必將帶走部分土體，從而造成水土流失、影響上部結構的安全，所以采取何種措施確保盾構在一個較低的土體損失率下連續、快速的完成切削地墻施工，是一個需要關注的問題。

盾構機切削軟硬不均的土體時，由于周邊土體無法提供糾偏反力，容易發生盾構姿態惡化，致使盾構機發生偏轉，偏離設計軸線。由于地墻為剛性結構，一旦盾構軸線偏離設計軸線，穿越過程中無法糾偏。而且兩次穿越之間距離僅為18.5m，短距離內盾構軸線無法重新擬合設計軸線，造成第二次穿越過程中軸線繼續偏離，穿越第二道地墻后距離進洞口僅28m，且上部為9號線B號出入口結構，糾偏幅度、方式受限，影響進洞安全。

穿越圍護結構以及在車站主體結構下方推進時勢必會對車站結構產生一定的影響，如何采用先進的監測措施，及時、準確的反應變形情況，以便能夠及時的調整施工參數，是確保上部結構安全的重要手段，也是施工中需要重點研究的內容。因此，如何開發出一套盾構全段面穿越地下連續墻的施工技術以及相配套的設備選型、土體防坍塌處理、實時監測技術是目前急需解決的難題。

技術實現要素：

本發明是要提供一種盾構全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻的施工方法，該方法能夠使盾構全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻，能解決盾構無法全斷面穿越地下障礙物的施工難題，為線路設計以及后續換乘節點的施工帶來便利。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種盾構全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻的施工方法，其步驟：包括

（1）具備全斷面穿越障礙物的盾構設備的設計與制造

通過對盾構機本體尺寸、扭矩、推力、螺旋機以及刀具種類及布置形式的專項設計制造，使其具有在1080m的砂層推進后依然具備穿越玻璃纖維筋地下連續墻的能力；

（2）全面、實時監測網的布設

通過監測網的布設可以對既有線主體結構沉降、水平位移、主體結構與隧道結構沉降縫的差異沉降、軌道道床結構沉降、軌距變形、軌道高差變形情況進行監測，全面、實時的反映已運營地鐵車站結構的變形情況；

（3）防坍塌預處理

結合盾構全斷面穿越障礙物可能存在的持續時間長、土體流失大的特點，對可能存在的滲漏通道進行提前預處理；

（4）穿越段施工方法

結合盾構設備性能以及防坍塌預處理措施的實施，對穿越玻璃纖維筋地下連續墻的施工參數進行設定，穿越過程中根據車站結構變形情況對施工參數進行微調，達到快速、微擾動穿越的目的。

步驟（4）中，在盾構到達前完成穿越段的防坍塌預處理，使其能夠達到qu[28]≥1.2MPa，滲透系數不大于10^-7cm/s的要求；穿越地墻前對刀具的磨損程度進行檢測，確定其是否具備穿越地墻的能力。

本發明的有益效果是：

本發明所涉及的施工方法，通過對盾構機的特殊設計，使其具備全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻的能力；通過監測網的布設全面、實時反映運營中車站的結構變形情況；通過防坍塌處理的實施，有效阻斷土體的滲漏通道；通過施工參數的設定，能夠確保盾構在對周邊環境微擾動的前提下順利穿越玻璃纖維筋地下連續墻。因此，本發明能夠使盾構全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻，能解決盾構無法全斷面穿越地下障礙物的施工難題，為線路設計以及后續換乘節點的施工帶來便利。

附圖說明

圖1為穿越地鐵線工程土建施工區域平面圖；

圖2為穿越地鐵線工程土建施工區域剖面圖；

圖3為具備全斷面穿越障礙物的盾構設備主視圖；

圖4為具備全斷面穿越障礙物的盾構設備剖視圖；

圖5為具備全斷面穿越障礙物的盾構設備的刀具部分示意圖；

圖6為防坍塌預處理平面圖；

圖7為防坍塌預處理剖面圖之一；

圖8防坍塌預處理剖面圖之二。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

本發明在某市地鐵5號線工程土建施工第16合同段下瓦房站~直沽站區間盾構推進工程施工，該區間由下瓦房站始發，向直沽站推進，右線全1113.956m、左線全長1115.492m，采用2臺Ф6450mm復合式土壓平衡盾構機施工，隧道外徑為Ф6200mm、內徑為Ф5500mm，隧道最小平面轉彎半徑R=350m；最小豎曲線半徑R=3000m，最大縱坡26.746‰，該工程需在1080m的砂層中推進后穿越9號線直沽站圍護結構兩道玻璃纖維筋地下連續墻3（見圖6， 7）。

本發明的盾構全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻的施工方法，包括

（1）具備全斷面穿越障礙物的盾構設備的設計與制造：

如圖3，4所示，通過對盾構機本體尺寸、扭矩、推力、螺旋機以及刀具種類及布置形式的專項設計，使其在1080m的砂層推進后依然具備穿越玻璃纖維筋地下連續墻的能力；在施工前針對工程的特殊性，有針對性的對盾構設備進行設計與制造，特別是刀具的選擇以及布置。如圖5所示，刀具設有耐磨層1，并設有外周保護刀2。

（2）全面、實時監測網的布設

通過監測網的布設可以對既有線主體結構沉降、水平位移、主體結構與隧道結構沉降縫的差異沉降、軌道道床結構沉降、軌距變形、軌道高差變形情況進行監測，全面、實時的反映已運營地鐵車站結構的變形情況。

（3）防坍塌預處理

如6，7，8所示，結合盾構全斷面穿越玻璃纖維筋地下連續墻可能存在的持續時間長、土體流失大的特點，對可能存在的滲漏通道進行提前預處理。

（4）穿越段施工方法

結合盾構設備性能以及防坍塌預處理措施的實施，對穿越玻璃纖維筋地下連續墻的施工參數進行設定，穿越過程中根據車站結構變形情況對施工參數進行微調，達到快速、微擾動穿越的目的。在盾構到達前完成穿越段的防坍塌預處理，使其能夠達到qu[28]≥1.2MPa，滲透系數不大于10^-7cm/s的要求；穿越地墻前對刀具的磨損程度進行檢測，確定其是否具備穿越地墻的能力。

本發明的施工方法可以滿足盾構在長距離砂層中推進后連續穿越兩道玻璃纖維筋地下連續墻的要求。