中煤三建城市交通建设分公司安徽合肥230000
摘要：盾构法施工是当今城市地铁隧道的主要施工方法，盾构机进洞时盾构施工的主要风险源之一，通过二次进洞技术的研究应用，减少了土体的暴露时间，避免流水、流沙现象的发生，大大降低了施工风险。
关键词：盾构进洞封堵
1引言
盾构法是法国工程师布鲁奈尔（M.I.Brunel）研究开发出来的。在发达国家，使用盾构施工已占隧道总量的90%以上。我国盾构的开发与应用始于1953年，东北阜新煤矿用手掘式盾构修建了直径2.6米的疏水巷道。1962年2月，上海城建局隧道工程公司结合上海软土地层对盾构进行了系统的实验研究。90年代，这项技术开始推广应用于城市轨道建设工程。随着城市地面交通压力的不断加大，城市地铁多修建于人口密集、地面建筑复杂的城市中心地段，二次进洞技术的应用大大增加了盾构进洞的安全性，减少了对周边环境的影响。
2工艺原理
二次进洞施工工艺，是在盾构进洞之前，将预先特制的盾构机架按洞门复测结果进行摆放就位，待机架摆放加固完毕、破除完洞圈以内的混凝土、放置好楔型轨道后进行盾构的第一次进洞，将盾构推进到尾端离洞门圈内侧40cm处进行洞门封堵，既将钢洞圈与盾构机用弧形钢板焊接在一起并通过弧形板上的预留注浆孔水平压注双液浆，待浆液凝固后割除钢板进行盾构的二次进洞将盾构完全推出洞圈，再次用弧形板封堵洞门（工艺流程见图2-1）。
3施工操作要点
盾构二次进洞施工中要注意各个工序的要点，下面就对施工中要注意的事项做一分析。
图2-1二次进洞施工工艺流程图
3.1加固段掘进
加固段的作用：加固段土体具有良好的自立性和密实性，防止盾构在进洞时不产生坍塌，并且具有良好的防水效果，防止洞门的涌沙、涌水。
控制好刀盘油压，刀盘油压严禁超过25MPa；总推力不得过大，以防止洞门混凝土裂缝和加固土体产生空隙形成水流通道；适当降低刀盘转速，推进速度控制在10mm/min以内，土压力逐渐降低直至靠近洞门降低为零。盾构在穿越加固区时，要密切注意土仓压力、螺旋机压力等参数，可根据现场情况酌情加水或加泡沫来改良正面土体；保证充足的注浆量，注浆量可提高到正常段的1.5倍。
3.2盾构机架安装
盾构机架由型钢支座拼接而成。机架根据到达洞门的复测结果就位。基座就位后，从四面进行支撑，确保施工过程盾构机架不产生位移或变形，因盾构上架过程中对机架纵向力较大，故在加固时要重点对纵向进行加固，所选用型钢要满足受力要求，机架和后支撑墙间要顶实。
基座安放过程中，由测量人员对基座轨道的标高和走向进行精确放样。为防止刀盘面因偏低而铲到轨道，在基座轨道端部与洞圈之间放置两根有一定坡度的楔型轨道，轨道面尽量平直，并在上面涂抹适量油脂，便于盾构顺利滑到机架轨道上。机架轨面标高按设计标高放样。
3.3一次进洞
从盾构刀盘进入井内开始到盾尾端面离槽壁内侧40cm的推进过程为第一次进洞过程，要准确掌握盾构尾端在洞圈内的位置，绝不可多推进；一次进洞过程中要密切注意盾构机架的变化情况，如发现有脱焊变形，应立即停止推进再次进行加固；尽量缩短一次进洞时间，各个工序要衔接有序。
3.4洞门封堵
一次进洞结束后，用特制的弧形钢板将洞门与盾构机焊接在一起，钢板与洞圈连接处采用满焊，与盾构机连接处可采用点焊并在钢板内侧放置棉被或海绵以用来阻挡浆液流出；两条钢轨间的弧形板要在盾构机进洞前焊接，弧形板端面略低于轨面；弧形板之间要焊接密实以防浆液外漏；洞门的封堵要及时快速以减少土体暴露时间。
图3-1一次进洞图片
3.5注浆封堵
待弧形板焊接完毕后，应立即从弧形板的预留孔向内压注双液浆，压力小于0.5Mpa，浆液按配比（水：水泥：水玻璃=1：1：0.5）拌制；注浆过程中要注意浆液是否沿管片外壁进入盾构机，如有应加注盾尾油脂并用棉纱将盾构机与管片间的间隙填塞密实同时减小注浆压力。
同一注浆孔注浆要连续压注，密切注意洞圈周围的漏点，发现漏点要用钢板再次焊接封堵。
图3-2洞门封堵与预留注浆孔图
3.6二次进洞
二次进洞要在保证浆液凝固、洞门无渗漏的条件下进行，将盾构机推进到有利于吊装的位置。进洞后再次用弧形板将洞门封堵，如有渗漏可以采用避后注浆的方法再次堵漏，浆液宜采用双液浆。
4常见问题及预防措施
4.1涌水涌砂
洞门凿除过程中，如发现掌子面有渗水时要先对渗水进行探明分析，确定是否需要喷射混凝土封堵，再进行注水泥-水玻璃双液浆堵水；洞门凿除后，掌子面出现涌水、涌砂时，首先利用沙袋将涌水、涌砂部位封堵，然后在涌砂部位四周打孔，向掌子面喷射素混凝土，再向地层中注双液浆，增加土层的稳定性与粘聚力。同时对漏水部位进行防水处理，注聚氨酯材料进行堵水。
4.2盾尾漏水、漏浆
由于在加固段掘进加大了注浆量，有可能在盾尾会出现漏水、漏浆情况，可采取以下措施进行控制：
①加大盾尾油脂压注量；
②管片外环面粘贴海绵；
③增大浆液的稠度，必要时对管片脱出盾尾3环时进行双液浆压注或利用聚氨酯进行封堵。
4.3管片位移
为防止临近洞门的管片产生位移，一次进洞后在刀盘前加焊挡板，以使千斤顶能对管片施加足够的推力，待浆液凝固后方可将盾构机推出洞圈；
盾构贯通时对临近洞口10环管片作纵向拉紧。
5结束语
根据对采用二次进洞施工的区间隧道统计，对几项控制指标进行评定：管片环缝挤压密实，密封防水效果较好，临近洞门管片未出现环缝渗水现象；管片环未有变形、移动，隧道线形较好，也避免了因管片变形、移动而产生的破损现象；洞门封堵较及时，能在较短时间内注浆填充，避免了因地面沉降对周围建（构）筑物影响，安全系数大大提高。
从盾构进洞的防水情况看，因盾构在一次进洞中盾尾仍在洞圈以内，用弧形板焊接后形成了一个相对密闭的空间，水平注浆时不会发生浆液外流现象，能够防止地下水沿着盾构的掘进空隙而流出，避免了因水土流失而产生的地面坍塌，对周围建（构）筑物的保护效果较好。同时二次进洞技术大大减少了盾构进洞过程中因堵水抢险而投入的人力、物力、财力，具有较好的经济效益。