04盾构区间联络通道及废水泵房施工技术

盾构施工技术培训会 盾构区间联络通道及废水泵房施工技术 中铁十三局集团有限公司 29 盾构区间联络通道及废水泵房施工技术

中铁十三局集团第二工程有限公司 牛会勤 1 引言 随着城市现代化进程的加快，现代化大城市交通问题急需解决。城市轨道交通以其安全、迅捷、容量大、能耗低、污染少等优点受到青睐。由于盾构掘进隧道具有对地面结构和交通影响较小的优点而被广泛应用于城市轨道交通地下工程。 为了应急疏散及排水需要，盾构区间设置联络通道及废水泵房。近几年，盾构区间联络通道及废水泵房施工频繁发生事故。这警示我们要高度重视联络通道及废水泵房的施工。 [实例1] 2007年10月，广州地铁五号线[大坦沙站～中山八路站盾构区间]2#联络通道开挖发生塌方，继而引发地面坍塌，坍塌地点距离广茂铁路桥桩约20m。地面回填约2000m3，隧道内逐渐淤积泥沙、树根等杂物，最终清渣约5000m3。 [实例2] 2010年1月，广州地铁三号线北延段区间3标1#联络通道及废水泵房在废水泵房开挖至4.2m深时旋喷桩桩间出现涌泥砂，导致地面紧邻加固体出现6×5×3.1m的坍塌，地面回填砼99m3，联络通道及废水泵房管涌渣土约120m3。

图1 三号线北延段区间3标1#联络通道及废水泵房管涌造成地面坍塌照片 2 联络通道及废水泵房施工技术 “麻雀虽小五脏俱全”，盾构区间联络通道及废水泵房一般采用矿山法开挖，常涉及地层加固、爆破、格栅钢架、砂浆锚杆、喷射混凝土、防水及钢筋混凝土施工技术。 2.1 地层加固施工 盾构施工技术培训会 盾构区间联络通道及废水泵房施工技术 30 中铁十三局集团有限公司 联络通道及废水泵房处于软弱地层（或砂层）中，开挖前需要对软弱地层（或砂层）进行加固处理，一般采用双管旋喷桩加固地层。 2.1.1 双管旋喷桩施工流程

图2 双管旋喷桩施工流程图 2.1.2 双管旋喷桩施工参数 表1 双管高压旋喷桩施工主要技术参数 序号 项目名称 参数 备注 1 高压泵压力 30～35Mpa 2 喷嘴直径 2.00～2.80mm 3 气压 0.3～0.7Mpa 4 钻杆旋转速度 16～20r/min 5 钻杆提升速度 15～20cm/min 6 浆液材料及配比 1.1～1.3 32.5R复合硅酸盐 旋喷桩施工主要技术参数如上表，依据工程具体情况，开工前选取1～2条桩就表中参数进行试喷，

适当调整后作为最终施工参数。 2.1.3 双管旋喷桩施工 2.1.3.1 钻机就位 钻机就位后要进行水平和垂直校正，钻杆要与桩位吻合，偏差控制在50mm以内。钻杆保持垂直，其倾斜度不大于1%。 2.1.3.2 钻孔 在钻入旋喷管前先检查各部位密封圈是否完好。钻孔选用全断面破碎钻头钻进，正循环出渣，钻孔

喷钻机就位、调整角度，使钻机的垂直精度控制在1%的范围内 钻孔至桩底 开启压缩空气 浆液拌制 开启浆泵

按照给定的技参数旋转提升至桩顶标高 废浆处理

关闭气、浆 成桩完毕、移动钻机到下一桩位 盾构施工技术培训会 盾构区间联络通道及废水泵房施工技术

中铁十三局集团有限公司 31 至设计深度；钻孔应进行间隔钻孔，以间隔3根桩为宜；孔位现场量测确定，并统一编号。 2.1.3.3 喷射作业 钻入到预定深度后，由下而上进行喷射注浆，直至设计的桩顶深度。施工人员必须时刻注意检查注浆压力、注浆的流量、浆液的水灰比、旋喷机的旋转速度、提升速度、浆液的初凝时间等，并做好施工记录。喷射时，先在底部旋喷1min，当达到预定的压力及喷浆量后再边旋转边提升，喷浆压力30～35MPa。旋转速度16～20rpm,提升速度15～20cm/min，钻杆的旋转和提升必须连续不断，在拆卸钻杆时，动作要快，卸管后继续喷射的搭接长度不小于10cm。中间发生故障时，停止提升，以防桩体中断，同时立即组织排除故障；如发现有浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复喷。 2.1.3.4 冲洗 喷射作业完成后，把旋喷管、高压管、高压泵等机具清洗干净，不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水，在地面上喷射，以便把泵内、管内的水泥浆液排除干净。 2.2 检修井及DN250排水管施工 检修井采用直径为1.4m的圆形竖井，初期支护采用厚100mm的网喷C20砼，井身为厚150mm的C30钢筋混凝土，井底垫层为100mm厚的C15砼。检修井初期支护施工完毕后，进行检修井直通废水池DN250排水管施工。检修井的结构具体见图3。

图3 检修井结构示意图 2.2.1 联络通道轴线坐标复测 盾构掘进拼装管片累计误差往往造成联络通道的里程实际与设计存在偏差。因此，左右线拼管片通过联络通道后，需要对其轴线实际坐标进行复测。 2.2.2 检修井开挖及其初期支护 检修井采用直径为1.4m的圆形竖井，深度2.75m。初期支护设计采用厚100mm的网喷C20砼。检修井开挖支护实际操作宜采用人工挖孔桩的施工方法。

①⑧②

③

③②①④①⑤⑥③①②①④④⑤①④⑦

③⑧

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32 中铁十三局集团有限公司 检修井开挖初支采用人工挖孔桩的施工方法，不需空压机、混凝土喷射机，操作简单、实用、经济、安全又环保。

图4 检修井开挖支护照片 2.2.3 DN250排水管施工 检修井初期支护施工完毕后，进行检修井直通废水池DN250排水管施工。这样既可以通过检修井开挖探明地下管线，又可以在钻孔过程中防止泥浆外流造成污染。 利用联络通道复测的实际轴线坐标，根据DN250排水管与联络通道相对位置确定其实际中心位置。为了防止孔钻偏侵入联络通道二衬，DN250排水管中心向联络通道轴线偏移100mm进行放样。采用TK5-300A钻机钻孔，钻孔直径Ф400mm。钻机就位后用水平尺在3个不同方向量测钻杆的垂直度，控制钻杆垂直偏差不应大于1%。 钻到设计深度进行钢管吊装，钢管之间连接采用焊接，焊缝进行防锈处理。钢管与孔壁之间间隙通过注水泥浆充填密实。 图5 DN250排水管钻孔施工照片 2.2.4 检修井二衬施工 DN250排水管施工结束后，井底整修平整浇筑C15砼垫层。C15砼垫层达到一定强度后，依次绑扎底板钢筋、井壁钢筋和顶板钢筋。井壁预留孔洞预埋Φ200直径的PVC塑料管。钢爬梯在井壁钢筋绑扎完毕后安装。钢筋和预埋件安装完毕经检验合格后支立模板。砼振捣采用插入式振捣棒，分层振捣，每层厚30～50cm，振捣时间为每次20～30s，振捣时不得触及钢筋、预埋件和模板。砼浇筑完毕后及时洒水覆盖养护。 盾构施工技术培训会 盾构区间联络通道及废水泵房施工技术 中铁十三局集团有限公司 33 2.3 联络通道附近管片注浆补强止水 盾构机先后掘进通过左右线联络通道时，对联络通道处的地层进行了不同程度的扰动。废水泵房一般设在区间线路最低处，管片背后地下水齐向此处汇集。因此，对联络通道附近管片注浆补强止水非常必要。 用QZB-50/6型气动注浆泵通过吊装孔在联络通道前后各10环进行管片背后注双液浆补强止水。双液浆采用水玻璃、水泥浆混合双液浆。水玻璃采用39玻美度，水玻璃用水稀释1:1，水泥浆水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃体积比=3:1。 2.4 联络通道型钢支撑及工作平台施工 为保证切口变形在允许范围内，在管片切割前设置临时2道型钢支撑，立柱采用2根Ⅰ20工字钢焊接在一起，其余为I20工字钢。在靠近联络通道一侧用钢筋焊接支架，搭设走道板作为工作平台，放置空压机、混凝土喷射机。型钢支撑空间要满足盾构水平运输需要，工作平台边缘距离轨行区0.5m作为安全距离。

图6 联络通道型钢支撑示意图及其照片 2.5 联络通道管片切割 联络通道前后各10环管片背后注浆补强止水完成、型钢支撑安装完成后进行管片切割施工。 测量放线后，在管片上弹出切割边线，每块管片分6块切割，切割前在周边钻退刀口。管片切割采用高速切割机，切割下来的管片利用区间内行驶的电瓶车运走。 钻退刀口可以保证管片切割不超出边线，有利洞门环梁防水。同时利用退刀口钻孔可以探明管片背后掌子面的稳定情况及渗漏水情况。渗漏水较少、确定掌子面稳定后再进行管片切割。

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34 中铁十三局集团有限公司 图7 管片切割分块示意图 图8 管片钻退刀口施工及切割完成照片 2.6 联络通道土石方开挖及支护 2.6.1 硬岩地层联络通道开挖及支护 2.6.1.1 联络通道开挖 联络通道位于微风化（或中风化）硬岩地层，此类地层岩石抗压强度大人工难以开挖，采用松动爆破辅助施工。联络通道全断面开挖，施工过程中坚持弱爆破原则，尽可能减小对管片的破坏。 管片背后经过二次注浆补强止水，管片与围岩之间紧密相连。为了防止第一次爆破时的应力直接作用在管片上造成管片破损开裂，管片背后需要人工凿除一定间隙后再进行第一次爆破。爆破施工注意事项如下： （1）严格执行爆破用品管理办法，做好相关登记及其施工记录。 （2）爆破前做好联络通道附近隧道内的管线（特别是高压线、电线）防护。 （3）爆破施工与盾构带压作业尽量避开，起爆前通知隧道内的施工人员。 （4）在联络通道前后100环各设一个人员进行警戒，以防人员或运输车进入。起爆后经爆破专业人员确认安全后撤除警戒。 （5）爆破作业后必须进行通风排烟，使有害气体浓度降至规定范围内，经检测合格后方可进行下一步施工。 （6）拱顶松动围岩经专人处理确定安全后，其他施工人员才允许进入。轨行区要及时清理干净确保安全。