广州地铁某盾构区间后浇洞门施工的关键技术

摘要：文章以广州地铁某盾构区间一个洞门的施工作为实例，介绍了洞门施工的关键技术，包括洞门超前预注浆、负环管片安全拆除、洞门防水及洞门的表观质量控制。论述具有较强的可操作性，可为地铁隧道的洞门施工提供参考。

关键词：洞门；关键技术

Abstract: This paper take the construction of a Portal Shield Zone of Guangzhou Metro as an example to introduce the key technologies of the Portal construction, including the Portal ahead of pre-grouting, safe removal of negative ring segment portal waterproof and portal table, as well as the concept of quality control. The discourse has a strong operability, provide a reference for the portal construction of the subway tunnel.Key words: portal; key technologies

中图分类号：U231+.2文献标识码： A 文章编号：

1引言

随着城市轨道交通建设的快速发展，盾构法施工隧道越来越得到业界的青睐，因为其施工高效、经济、安全。洞门则是盾构隧道的重要组成部分，也是隧道防水的关键节点。然而在大量的工程案例中，受工程水文地质条件，施工方法等影响，洞门施工总是不尽如人意，常常出现洞门渗漏水、混凝土蜂窝马面等情况。

本文引用广州地铁某盾构区间一个洞门施工的案例，提出了洞门施工的关键技术，并闸述了如何将其运用到实际的施工过程中。

2 工程概况

广州地铁某盾构区间内设计一个洞门，功能是隧道防水、提供出入口，与区间管环组成一个完整的隧道。洞门采用模筑C40防水混凝土，抗渗等级为S10。洞门呈圆筒形状，内直径5.4m，外直径6.62m。

洞门所处地层为砂层及可塑状冲积-洪积粘土层，洞门以上依次分布有砂层、软塑状冲积-洪积粘土层、及素填土层。地下水位位于隧道洞

顶以上6m左右位置，洞门处地质剖面如下所示：

图1 隧道洞门处地质剖面示意图

鉴于洞门处于砂层与粘土复合地层，地下水较丰富，洞门施工必须严格控制其质量，保证其具备良好的防水性能。

3 洞门预注浆

根据工程地质及水文地质情况，在拆除管片负环前，预先对洞门附近5环进行管片背后补充注浆。即通过管片吊装孔设置注浆孔，每环管片设置三个注浆孔，分别为两侧和顶部，具体见图2吊装孔设置

注浆孔示意图：

图2 吊装孔设置注浆孔示意图

注浆采用水泥浆和水玻璃进行双液注浆，水泥采用PO 32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.8:1、水:水玻璃4:1（重量比）；水泥浆：水玻璃1:1(体积比)，注浆压力0.3～0.5Mpa，水灰比和注浆压力所用数据为初步确定，最后应以现场施工情况再作实际调整。注浆由盾构隧道管片两侧对称注起，注浆时同时打开两个吊装孔，一孔注浆、一孔排水泄压，注浆至另一排水孔流出大股浆液，则封堵注浆口。管片背后注浆完成后，通过管片吊装孔抽芯探测有无明水外流或出现浑水现象，若皆不存在则视为达到预期效果。若通过注浆后，仍有水从洞门处流出，可从洞门处的管片背后插入钢管进行注浆止水。待注浆止水效果检查理想后方可进行负环管片拆除施工。

4 零环管片安全拆除技术

零环管片拆除是洞门施工中的关键工序之一，其施工控制的要点在于采取合理的施工措施以保证施工安全。由于零环管片位于车站结构与隧道的交界部位，车站结构的阻挡导致无法直接垂直拆除，故本工程只能采用手拉葫芦将单块管片横向拉出后再上吊拆除。

采用手拉葫芦拆除管片时，按照同一平面内不共线三点平衡的原理设置挂点。拆除管片前，先在洞门的隧道内外水平方向和正上方各设置一个吊环以便使用葫芦。拆除每块管片时，先在洞门的隧道内沿隧道方向和隧道外垂直隧道方向，以及正上方利用已设置好的吊环各设置葫芦从三个方向拉住该管片，再拆除该管片的连接螺栓，然后利用洞门正上方的葫芦徐徐松动和吊出管片，利用其余两个方向的葫芦避免管片突然滑动的情况，保证拆卸工作安全顺利完成。利用葫芦将管片从洞门部位拉出后，再采用龙门吊将其吊至地面。

管片拆卸时应遵循先上后下，先B、K、C块或C、K、B,最后拆除标准块（A1、A2、 A3）的原则进行。

图3 负环管片拆除示意图

5 洞门防水技术

洞门是后浇筑结构，其与隧道管片、车站结构交界部位极容易出现渗漏现象，为杜绝这一常见的质量缺陷，本工程采取了设置遇水膨胀止水条及埋设可重复注浆管的针对措施。

在后浇洞门环梁和管片以及内衬之间设置两道缓膨型遇水膨胀聚氨酯止水条，与管片连接的螺栓设置水膨胀橡胶垫圈。与此同时，在洞门环梁预留一圈可重复注浆的注浆管，并在12点位、3点位及9点位处预埋注浆钢管，如图4所示。

图4 洞门防水示意图

另外，为保证防水质量，混凝土浇筑前，应将施工缝处的混凝土表面凿毛，清除浮粒和杂物，用水冲洗干净，保持湿润，浇筑时，要连续施工，一次浇筑完成。

洞门施工完成后，如出现漏水，则可通过注浆管及时注浆止水。

6 洞门混凝土浇筑技术

由于洞门混凝土浇筑作业面小，混凝土只能通过模板开口进行泵送，且难以进行振捣，因此混凝土浇筑的表观质量也是施工中的关键技术。本洞门施工过程中，采用了特制的组合钢模作为洞门模板，如图5所示。钢模板主要由面板、加劲板和连接板等几部份组成，面板用3mm厚钢板制成，加劲板和连接板用6mm厚钢板制成。每套钢模板由16个组合单元组合而成，组合单元之间采用M12螺栓连接。钢模安装前进行检修，做好除油除锈，安装时，必须保证模板稳固平整。

同时，准确计算混凝土的浇筑量并控制好混凝土的质量，本工程采用加缓凝剂的商品混凝土，混凝土强度为C40，抗渗强度S10，塌落度为100 mm～140mm，缓凝时间为4小时，整个洞门设置三个砼浇注口，浇筑应由下而上，连续进行，混凝土浇筑间隔时间不得大于4小时，在浇筑过程中，可以把已经安装好的特制钢模板拆除一部份，以作为灌注砼的入口和振捣砼的操作窗口，使用高频振捣棒，确保振捣到位。当砼灌满时，应立即把拆除出来的特制钢模板安上，拆除下一件特制钢模板作为下一段砼灌注的窗口，如此循环，直至把整个洞门砼浇筑完毕为止。

图5 组合钢模板构造图

7 结论：

本所述工程施工过程中主要采用了以下几点关键技术：

1）根据洞门处于软弱地层，施工风险大的特点，采取了做好洞门的超前预注浆的针对性措施，规避了洞门施工过程中的地质风险。

2）采用三个葫芦利用平面三点平衡原理确保了零环管片的安全拆除。

3）确保后浇洞门与隧道管片、车站结构接缝处的防水质量是洞门不发生渗漏水的关键所在，施工中予以了高度重视，采取了设置遇水膨胀止水条、埋设可重复注浆管、确保混凝土接缝施工质量等有效措施。

4）采用组合钢模板，并设计合理的混凝土浇注措施，保证了洞门混凝土的施工质量。

工程模板拆除后，可见混凝土表观质量非常好，且未见渗漏水等洞门常见的质量缺陷，施工效果非常好。而成功的施工经验，可为类似工程施工提供参考。

参考文献

[1] GB50299-1999地下铁道工程施工及验收规范[S].

[2] 黄德发著.地层注浆堵水与加固施工技术.中国矿业大学出版社,2003

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。