胡光
（广州轨道交通建设监理有限公司）
【摘要】本文主要通过南宁地铁3号线【青秀山站～市博物馆站】区间隧道泥水盾构顺利穿越
381m邕江的施工经验，分析盾构在过江前、过江中采取的一系列防控技术措施，为城市地铁盾构安全
穿越江河提供参考。
【关键词】盾构过江；风险分析控制；施工参数设定
1工程概述
【青秀山站～市博物馆站】区间穿邕江段施工环号为472～725环，长度381m。左线采用中船34#泥水盾构机，该型盾构机前盾和中盾内部用螺栓连接、外部焊接；中盾和盾尾设被动铰接，有一道唇行密封和一道紧急密封，江水涌入隧道内，可通过液压锁将中盾和盾尾固定。盾尾密封刷由三道钢丝密封刷和一道钢板束及三个油脂注入腔构成，第三道钢丝刷与钢板束之间设置有一道紧急密封，必要的时候可启用。右线
采用中铁装备314#泥水盾构机，该型盾构机环流系统配备有P0中心循环泵，可实现反向冲刷功能。中盾和盾尾采用主动铰接、由18根铰接油缸连接。盾尾密封方式与左线中船34#泥水盾构机相同。
区间左、右线邕江段掘进主要穿越地层以⑦1-3粉砂质泥岩、⑦2-3泥质粉砂岩、⑦3-3粉细砂岩为主，隧道顶部覆土主要为②1-1杂填土、⑤1-1砾石、④4-1粉砂、⑦1-3粉砂质泥岩等，最浅覆土8.8m。其中洞顶泥岩最浅4.2m。洞顶3～4m范围内主要为不透水泥岩或者粉砂岩，覆土靠近江底部位以④4-1粉砂层为主。
邕江区间隧道埋深8.8～39.8m，水深17～24.6m。盾构穿越地层主要为泥岩、粉砂岩，其中泥岩为相对隔水层，粉砂岩有一定渗透性，局部地段洞顶覆土为圆砾层，为强透水层；邕江平均流量1290m3/s，最大流量20600m3/s，最枯流量为95.6m3/s。多年平均含沙量0.24kg/m3，平均侵蚀模数95.6t/km2。
2穿越邕江段风险分析
⑴邕江段施工期间，最高水位24.6m，高水压下易出现盾尾密封破坏，造成盾尾漏浆甚至击穿盾尾刷，江水涌入隧道。
⑵江中段隧道覆土较浅（8.8m），如注浆压力过大易出现覆土被击穿，导致掌子面坍塌或江面冒泡风险。
⑶盾构机在邕江段时穿越的地层主要为⑦1-3粉砂质泥岩和⑦2-3泥质粉砂岩，穿越期间刀盘、刀具磨损情况较严重，如在江底开仓检查或更换刀具，增大施工风险。
⑷由于区间邕江段施工地层以全断面泥岩、粉砂质泥岩为主，邕江段施工期间可能存在仓内结饼、滞排等导致泥水仓内压力波动异常，影响掌子面稳定。泥岩、粉砂质泥岩也会增加泥浆管路磨损或泥浆泵的磨损，导致掌子面失压，出现坍塌风险。
行系统的管理，确保这些要素能够准确的应用到施工中，保证房屋建筑屋面防水施工的顺利进行，提高建筑屋面防水的质量。●
【参考文献】
[1]李海军.建筑工程屋面防水问题的研究[J].住宅与房地产, 2015,(28):67.
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[3]李开明，井长源.建筑施工中的防水防渗技术及应用研究[J].工程技术研究,2016,(6):38.
[4]孙凯瑞.试论屋面防水建筑施工技术[J].黑龙江科学,2015, (10):149+101.
[5]石伟国，高原，吕志鹏.北京大学深圳医院住院楼工程种植屋面防水施工技术[J].新型建筑材料，2015，42（03）：71-75.
[6]杜然.关于屋面防水建筑施工技术的相关探讨［J］.黑龙江科技信息，2014(32):24-25.
施工技术62
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广东建材2018年第6期
3邕江段施工风险控制技术
3.1通过试验，优化同步注浆质量
为防止因盾构施工引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪力破坏的重塑土的再固结及地下水的渗透改善止水性，为保证过江隧道的安全，在盾构掘进过程中，要尽快在脱出盾尾的衬砌管片壁后同步注入足量的砂浆以填充建筑空隙。同时为了及早建立起浆液的高粘度，以便在砂浆向空隙中充填的同时将地下水疏干，获得最佳的充填效果，同步注浆必须和盾构掘进同步，并将砂浆的初凝时间控制在4～6h，胶凝时间为15min左右。同步注浆浆液质量的控制也是防止盾构管片上浮的关键，过江前，对同步注浆浆液需进行取样试验，通过实验严格控制其初凝时间和浆液性能指标。
根据试验，优化过江段同步浆液配比，过江段同步砂浆配合比如表1，可以获得较佳的充填效果，也可以达到控制管片上浮。
但是在江底推进至530环，管片上浮量平均达到了5cm以上，通过地面砂浆重新配比试验，在表2配比中，基本可以把管片上浮量控制在5cm以下。
3.2过江前开仓检查、保证设备运转正常
盾构机过江前，在385环进行开仓检查，主要以清理刀盘、更换刀具、检修主轴承密封为主。对隧道沿线进出浆管路进行检修，特别是针对曲线段及弯头、泵壳区域需进行壁厚测试，对磨损较严重的管路进行更换，磨损轻微部位进行外围补焊；对车架内全部软连接及气动板阀等进行检修、更换。
3.3必要物资的准备
盾构穿越邕江前地面要完成管片储存、管片辅助材料、防水材料、同步注浆材料（水泥、粉煤灰、细沙、膨润土等）、双液浆的准备。洞内需准备防止盾尾漏浆、涌水的快速堵漏物资，如：棉被、海绵、钢楔、木楔、木方等应急物资储备。对极易损坏的盾构机配件需提前采购供应，避免盾构机在江底停机时间过长。
3.4防止盾尾漏浆措施
盾尾的密封性是盾构机的三大密封之一，尤其在过江期间，盾尾密封是能否顺利过江的关键。
⑴加强盾尾油脂的管理。盾尾油脂压注采用自动和手动模式相结合，加大每环盾尾油脂的压注量。当盾尾或管片出现渗漏现象时，及时采用手动模式进行盾尾油脂的补注。
⑵盾尾间隙不宜过大。盾构掘进过程中严格控制盾构姿态及盾构纠偏量，每环纠偏水平不大于9mm，竖直不大于5mm。合理的进行管片选型，严格控制管片拼装质量，确保盾尾间隙的变化量不大于10mm。防止盾尾管片间隙过大或过小影响盾尾密封效果，甚至损坏盾尾尾刷。
⑶严格控制管片拼装质量。管片拼装前必须将拼装区域的积水、异物进行清理，检查上一环管片止水条粘贴质量及管片是否存在破损，控制管片环纵缝偏差，防止江水由管片缝渗入。对拼装完成的管片及时进行连接螺栓初紧，脱出盾尾后复紧。当后续盾构掘进至每环管片拼装前，对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧。
⑷盾尾同步注浆压力合理控制。在盾构机穿越江底时，及时绘制注浆压力-注浆量-时间曲线以及根据洞内管片衬砌变形监测结果，及时进行信息反馈，修正同步注浆参数，发现问题及时处理，分析注浆效果，指导下次注浆。防止因注浆压力、注浆量过大导致冒顶等情况出现。
⑸管片后及时进行二次补注浆。管片二次注浆主要为了补充同步注浆不足的问题，二次注浆的浆液分为
单液浆和双液浆两种，按具体的情况注不同的浆液，单液浆主要是补充同步注浆不足，管片出现错台、开裂、沉降的问题等，整体变形速率较慢的情况下，选择单液浆；双液浆主要针对变形速率过快，需及时凝固形成支撑力。
3.5过江期间，盾构掘进参数控制
⑴泥水仓压力的正确设定。合理的泥水压力是确保盾构顺利、安全、快速穿越邕江的关键，盾构在穿越邕江期间需要对泥水仓压力进行验算并及时调整。根据区间平纵断面图揭示，邕江段施工时隧道埋深为8.8～30m，隧顶至水面高度为17～24.6m，在陆地段，需考虑到土压和水压影响，但在江底为防止泥水压过大，击穿覆土厚度，只应考虑水压影响，故邕江段施工期间泥水仓压力设定为1.7～2.4bar。过江期间，压力稳定波动不大。
⑵泥水仓循环泥浆的质量控制。因邕江段施工中地
表1盾构穿越邕江段同步注浆配合比
同步注浆方量
配合比
备注水
（kg）
水泥
（kg）
细砂
（kg）
粉煤灰
（kg）
膨润土
广州地铁3号线时间（kg）
1m3390200110048015水用量根据河
砂含水量调整0.75m329315082536011
表2盾构穿越邕江段同步注浆配合比
同步注浆方量
配合比
备注水
（kg）
水泥
（kg）
细砂
（kg）
粉煤灰
（kg）
膨润土
（kg）
1m3390220120048015水用量根据河
砂含水量调整
0.75m329317087536011
施工技术
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广东建材2018年第6期表3盾构穿越邕江段参数
地层进浆比重
（g/cm3）
进浆粘度
（s）
掘进速度
（mm/min）
进出浆流量
（m3/h）
总推力
(t)
刀盘转速
(rpm)
同步注浆
(m3)
扭矩
(kn·m)
全断面泥岩1.05～1.120～258～12≥800，且进出浆流
量差不大于80m3/h
2000～2600 1.0～1.3
4～4.5m3，且注浆压力不大于地
层压力的1.5倍，及时进行盾尾
二次注浆。
2400～2900
质主要为泥岩地层，根据类似工程的施工经验，需对循环泥浆进行调整，泥浆比重控制在1.10g/cm3，粘度控制在20～25s。经穿越期间证实，效果较好。
⑶因穿越邕江段主要为泥岩层，在快速穿越的前提下，减少转速、推力和扭矩的波动，降低对刀盘刀具的冲击破坏，控制掘进速度不宜太快，避免导致出浆管路或仓门堵塞，造成泥水仓压力急剧上涨，击穿覆土造成泥浆外泄。
⑷由本区间盾构顺利穿越邕江来看，如表3所示掘进参数较为合理。
3.6防止江底冒浆措施
⑴严格控制切口水压波动，将波动值控制在±
0.2bar以内。严格控制出土量，原则上按理论出土量出土，可适当欠挖，保持土体的密实，以免江水渗透入土体并进入盾构机仓内。
⑵当发现江底冒浆时，如果是轻微的冒浆，在不降低开挖面水压下能进行推进，适当加快推进速度，提高拼装效率，使盾构尽早穿过冒浆区。当冒浆严重，不能推进时，将开挖面压力降低到（土压+水压）平衡为止；提高泥浆比重和粘度；为了能使盾构向前推进，检查掘削干砂量，确认有无超挖；掘进一定距离后进行充分的壁后注浆或二次补注双液浆；将开挖面水压恢复至正常状态，进行正常掘进。当发现江水由盾尾处流入隧道时，加大同步注浆和盾尾油脂的注入，在漏水部位压注聚胺脂；同时进行排水，保证进入盾构的江水顺利排出隧道。
3.7管片防水控制
盾构法隧道防水的原则是“以防为主、多道防线、综合治理”，其防水主要从管片自防水、管片接缝防水（弹性密封垫防水、嵌缝防水）考虑。
⑴管片自防水从提高管片的加工精度、完善制作工艺、合理选择原材料和制作机具及科学合理的混凝土配合比，并在生产过程中及时优化配比等方面加以控制。原材料采用高效减水剂、高活性微矿粉掺料，选择合理的拌和物配合比参数，配制以抗裂、耐久为重点的高性能混凝土。
对钢模正式投入使用前进行四个阶段的检测：加工装配精度检测、运输到位后的精度检测、试生产后的钢模精度同实物精度对比检测和管片三环水平试拼装精
度的检测。混凝土浇筑完成后，进行蒸汽养护，严格控制蒸汽养护时间、升温梯度、恒温时间、降温梯度和相对湿度，脱模后及时进行水中养护，时间不少于7d。
加强管片堆放及运输的管理，防止管片产生附加应力而开裂或在运输中碰掉边角。
⑵管片接缝的防水也是区间隧道防水的重要环节，为提高接缝防水的效果，分析以下几点需注意：
①在弹性密封垫粘贴安装前清除管片上预留凹槽接触面的灰尘，防止安装后剥离、脱落。安装时应特别
注意，弹性密封垫必须精确的粘贴在凹槽的正中位置，以保证管片拼装时弹性密封垫能以最大面积接触。
②粘贴步骤：根据管片选型→基面清理→槽内涂粘结剂→密封条涂粘结剂→粘贴→用木锤或橡胶锤打压密贴。
③在管片拼装前，若因故导致弹性密封垫损坏或膨胀条发生了预膨胀，则必须重新更换。管片角部为防水的薄弱环节，角部密封垫应铺设到位，确保防水密封效果。为防止成环管片在水压作用下，环纵缝张开漏水，拼装时也要按要求严格紧固环纵向螺栓。
④减小隧道轴线的偏差和纠编力度，避免因盾构推进产生过大的横向分力而导致管片破损和错台。
4结语
如今地铁隧道在城市发展势头较猛，不可避免的需要穿越一些江、河、沟涵，甚至过海隧道也屡见不鲜，如何保证盾构在水下安全穿越，需考虑隧道内密封效果、管片上浮控制、仓内盾尾压力控制等一系列问题，只有施工前充分考虑、施工中精细化控制，才能保证盾构顺利穿越。●
【参考文献】
[1]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].陕西科学技术出版社, 1997.
[2]付仲润.泥水平衡盾构过江隧道监控量测技术[J].隧道建设,2004,24(6):55-59.
[3]王洋，石升育.盾构过江隧道浅覆土区域施工安全防范措施[J].建筑安全,2005,20(6):14-16.
施工技术64
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