地铁盾构接收过程出现渗漏水情况施工技术

地铁盾构接收过程出现渗漏水情况施工技术

朱才骥

上海隧道工程有限公司   上海市   200000

摘要：文章介绍上海轨道交通14号线10标黄陂南路站~大世界站盾构区间隧道下行左线进洞过程中出现渗漏水情况，为保证盾构进洞安全以及周边建构筑物和运营轨道交通1号线安全，盾构机进洞前根据现场渗漏情况采取对相应位置压注聚氨酯，并将二次进洞方式改为割盾尾的一次进洞方式，进而保证了盾构进洞施工安全，顺利完成区间隧道施工，可为今后类似工程提供借鉴。

关键词：地铁盾构；进洞；渗漏水；聚氨酯；割盾尾

1 工程概况

1.1 工程简介

黄陂南路站~大世界站区间隧道由黄陂南路站东端头井始发，在金陵中路下向东穿行，沿线经过嵩山路，望亭路，普安路，龙门路，侧穿霓虹停车场、长乐-霍尔姆斯职业学校、淮海大楼住宅楼、上海广场、广场公园、金钟广场桩基，上跨轨道交通1号线区间隧道，最终在大世界站接收。区间结构形式为盾构法圆形隧道区间，线路长度为上行线右线509.422m，下行线左线508.969m，区间覆土厚度：8.3m~11.1m，隧道最大纵坡3.7‰，最小平曲线半径799.880米。区间隧道在③层灰色淤泥质粉质粘土、④层灰色淤泥质粘土、⑤1-1层灰色粘土中掘进。

图1.1-1 区间轴线走向图

1.2 洞门复测情况

结构顶板封顶后，于2019年11月15日进行了洞门中心复测，黄陂南路站西端头井下行左洞门平面偏差为-23，高程偏差为+18。

1.3 隧道轴线

黄陂南路站~大世界站区间接收段隧道平纵断面线型统计见表1.3-1。

表1.3-1 黄陂南路站~大世界站区间隧道下行左线线型统计表

1.4工程地质

盾构接收段，顶覆土约为8.5m，盾构断面处于③淤泥质粉质粘土、④淤泥质粘土中，穿越的土层由上至下分别为②1粉质黏土、③淤泥质粉质粘土、③夹粘质粉土、④淤泥质粘土、⑤1-1粘土、⑤1-2粉质粘土。③、③夹、④、⑤1-1、⑤1-2层含水量高、孔隙比大、强度低、压缩性高、渗透性弱，且具有明显的触变、流变特性，在动力作用下土体结构易破坏，造成土层流动以致开挖面失稳。

图1.4-1 大世界站西端头井地质填充图

表1.4-1 黄陂南路站～大世界站区间地层物理性质表

注：表中灰色土层为盾构进洞段隧道断面所处土层。

1.5周边环境

1.5.1临近管线

大世界站西端头井进洞段管线在结构施工前已全部搬迁，周边路面区域主要管线信息如图1.5.1-1所示。

图1.5.1-1 大世界站西端头井周边管线位置关系图

1.5.2周边建构筑物

本次盾构接收位置位于金陵中路下方，是上海市中心区的交通主干道，交通异常繁忙。北侧为广场公园，南侧为上海广场，周边建构筑物距离隧道轴线较远，且都为高层深桩基础，盾构进洞对其影响不大。

图1.5.2-1 大世界站西端头井周边图

1.5.3运营轨道交通1号线概况

黄陂南路站~大世界站区间在金陵西路路面下上跨运营的轨道交通1号线陕西南路站~人民广场站区间隧道，呈约47°角斜交状态。穿越里程范围为：SK19+653~SK19+722,上行线约367环~403环，下行线约377环~412环。穿越时上、下行线隧道顶覆土埋深约为13.7m，与1号线上行线隧道结构顶最小竖向净距为1.2m，与1号线下行线隧道结构顶最小竖向净距为0.9m。该段施工盾构断面土层主要为③灰色淤泥质粉质黏土、④淤泥质粘土层，1号线隧道主要位于④淤泥质粘土层、⑤1-1灰色粘土、⑤1-2粉质黏土层中。

图1.5.3-1 盾构区间与轨交1号线相对位置关系

2地基加固

大世界站西端头井洞门加固根据图纸，采用4排MJS工法桩+水平冻结加固，确保接收安全。

2.1 MJS加固

本工程设计MJS工法桩桩径为Ф2400mm，桩中心间距1700mm，设计桩长13.1m，加固范围为洞圈上下各3m。

图2.1-1 大世界站西端头井接收地基MJS加固平剖面图

2.2水平冻结加固

大世界站西端头井设计盾构接收冻结加固采用“板式”冻结壁进行土体加固，水平冻结设计冻结壁有效厚度2.0m。

图2.2-1 大世界站西端头井接收地基冻结加固平剖面图

3接收异常情况描述及应对措施

1）现场出现渗漏水情况

2019年1月8日，在接收井洞门探孔检测无漏水漏泥情况下，开始拔除洞门内圈冻结管，冻结管拔除过程中发现B2、Z15冻结孔位置有少量清水流出，1月9日凌晨对这两个冻结孔压注堵漏剂，此后无清水漏出。

2）初步确定渗漏点位置

2019年1月11日上午，盾构机刀盘靠上地下连续墙，通过旋转螺旋机确认盾构刀盘内无大量漏水的情况下，打开人行闸门，发现盾构机推进方向9点钟至11点钟方向有清水缓慢流出，同时对T1测温孔位置重新打设测温孔测温，温度为9.7℃（3.9m），-0.9℃（3.1m），-6.7℃（2.3m），-7.0℃（1.5m），冻结温度无异常。

图3-1 渗漏水位置及现场图

3）盾构壳体径向压注聚氨酯堵漏剂

1月11日下午通过盾构机左侧盾壳径向注浆孔向盾壳外部压注聚氨酯3桶，右侧压注2桶，至清水流出量明显减少，呈断断续续流出状态。

图3-2 盾构壳体径向压注聚氨酯

4）盾尾压注环箍

2019年1月11日夜间及1月12日全天，在盾构机刀盘聚氨酯压注完毕之后，对盾尾后5环压注环箍，封堵盾构机与周边土体间的渗漏水通道，注浆材料为双液浆，注浆位置为除封顶块外每块管片预留注浆孔，注浆量为每孔0.5m³，注浆压力不超过0.3MPa，施工过程以控制注浆压力为主，此时盾构机刀盘位置还是断断续续清水流出。

图3-3 盾尾环箍压注

5）引孔注浆

2019年1月12日夜间在地面漏水对应位置引孔1个，深度2.5m，计划1月13日晚上在该处利用振动器震动至深度8m位置压注聚氨酯封堵此漏点位置存在的渗漏水通道。

图3.4 引孔注浆

6）调整进洞方式

鉴于本次接收存在渗漏水情况，且距离运营轨道交通1号线较近，一旦发生险情将产生严重后果，经与分公司及项目公司协商，调整原二次进洞的接收方式为割除盾尾进洞，规避盾尾脱出管片时的风险，保证盾构进洞安全。

本次进洞在采取一系列封堵措施，确认风险可控情况下凿除洞门，盾构继续推进，推进过程中通过盾构机壳体径向注浆孔持续压注聚氨酯，同时密切关注洞圈渗漏水情况，现场配备有充足的应急物资，如果发现漏水加剧立即停止推进，通过盾壳注浆孔及时压注聚氨酯堵漏，必要时在盾构机前端露出洞圈情况下通过1cm厚弧形钢板对盾构机壳体与洞门圈预埋钢板进行焊接之后压注聚氨酯堵漏，待确认无渗漏水情况时割除弧形钢板继续推进。

最后一环拼装完成，立即用弧形钢板将盾壳与洞门圈预埋钢板、管片端面与盾尾进行满焊，并用双快水泥封堵间隙，然后通过洞门圈预留注浆孔压注单液浆，填充洞门圈与盾构机之间的间隙，并对盾尾后8环管片压注双液浆施工环箍，最终，盾构顺利接收。

4 结语

通过盾构顺利接收，及进行的相关施工技术研究，可为类似工程提供以下建议：

1）做好接收前建构筑物及周边管线的现状探摸工作，针对可能出现的风险编制详尽的应急预案；

2）施工现场配备充足的应急物资，确保发生险情时能够第一时间根据现场情况及应急预案采取有效应对措施；

参考文献(References):

[1]周文波.盾构法隧道施工技术及应用[M].中国：中国建筑工业出版社，2004.

[2]黄德中.超大直径土压平衡盾构施工土体改良试验研究[J].现代隧道技术，2011(4)：65–71.

[3]张云，殷宗泽，徐永福.盾构法隧道引起的地表变形分析[J]. 岩石力学与工程学报，2002，21（3）：388-392.

[4]李曙光,方理刚.土压平衡盾构法隧道施工中影响地表沉降的因素浅析[J].现代隧道技术,2007,44(5):72-76.

[5]张凤祥，朱合华，傅德明.盾构隧道[M].北京：人民交通出版社，2004.

[6]黄雨，郝亮，谢攀，许强.土体流动大变形的SPH数值模拟[J].岩土工程学报, 2009, 31(10): 1520.

[7]刘洪洲，孙钧等.软土隧道盾构推进中地面沉降影响因素的数值法研究[J].现代隧道技术,2001,38(6):24-28.

[8]邹翀.盾构隧道同步注浆技术[J].岩土工程界,2002,5(9):44-47.

[9]张厚美.盾构隧道的理论研究与施工实践[M]．北京：中国建筑工业出版社，2010．