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双护盾TBM支护模式换转施工关键技术
作者:任昌真陈雷刘源
来源:《砖瓦世界·下半月》2019年第03期
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摘;;要:青岛地铁2号线泰山路站~芝泉路站区间为TBM工法隧道区间,其中泰山路
站~利津路站区间单渡线扩挖段及台东站过站导洞处于TBM工法隧道区间。为满足TBM快
速通过、加快施工进度、节约成本、提高施工质量,分别采用TBM掘进+初期锚网喷支护+后
期扩挖模筑衬砌支护和TBM掘进+锚网喷支护过站+后期车站明挖的施工工艺。通过安装管片
锁定装置、管片拉紧装置、管片背后施做双液浆止浆环等措施,实现了两种支护模式的快速转
换并保证了隧道成型质量。隧道施工结果表明,经过施工工艺优化,达到了地铁隧道TBM施
工支护模式快速、安全的转换目标。
关键词:青岛地铁;支护模式转换;TBM;施工技术
由于在城市中建筑物较为密集的地段修建地铁,普通的施工工艺受地面上建筑物、城市道
路、地质和水文条件、施工设备以及建设资金等因素的影响较大,随着设备技术的发展,近些
年来,全断面隧道硬岩掘进机(TBM)在城市地铁中越来越展现出其先进性[1-6]。宋志成运
用双护盾TBM对开挖隧道围岩的稳定性進行了研究。李强研究了斜井双护盾TBM施工技
术。司玉迪对双护盾TBM在青岛地铁的适应性进行了研究。吴浩分析了地铁工程双护盾TBM
施工地层稳定性及支护结构受力机理。鲁学春系统阐述了双护盾TBM撑靴液压系统及刀盘驱
动系统。
而当TBM隧道区间包含有扩挖段或未施工的车站时,TBM如何快速通过并保证施工安全
和质量是工程中不可避免的问题。本文以青岛地铁2号线隧道施工为例,对TBM支护模式转
换技术在青岛地铁施工中的应用进行研究总结。
一、工程概况
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青岛地铁是国内首次将双护盾TBM运用至地铁施工,青岛地铁2号线一标03工区泰山路
站~芝泉路站区间为TBM工法隧道区间,其中泰山路站~利津路站区间包括1段单渡线扩挖
断,左右线长度分别为75m和89m。单渡线扩挖断采用先TBM掘进+初期锚网喷支护,后期
进行矿山法扩挖+模筑衬砌支护。当双护盾TBM掘进至台东站时,台东站受拆迁影响还未施
工车站主体不具备过站条件,为避免影响双护盾TBM工期,台东站采用先TBM掘进+锚网喷
支护过站,后期台东站开挖破除初期支护。台东站过站导洞长度为180m。区间隧道采用双护
盾TBM施工,结构装配式钢筋混凝土管片,管片内、外直径分别为5.4m和6.0m,管片厚度
300mm。
二、施工难点
(一)衬砌模式频繁转换,首、尾环管片拼装质量难以保证
双护盾TBM在地铁隧道掘进施工中,由于衬砌模式频繁转换,即首、尾环管片拼装频率
增多。当首环管片拼装时,由于双护盾TBM盾体外壳与管片外侧存在15cm空隙,且零环管
片无法承受辅推油缸顶推力,即首环管片拼装时无足够的支撑体系,管片存在下沉、偏离设计
轴线等问题,对后续管片拼装质量影响较大。
尾环管片拼装时,盾尾辅推油缸回收,当辅推油缸全部回收后无结构为尾环管片提供顶推
力,管片间的反弹力使原本连接紧密的管片间产生空隙,隧道纵向相邻两管片间防水密封条挤
压出现松动现象,不仅影响管片防水,且松动的管片易发生水平及竖向位移,严重影响隧道成
型质量。
(二)衬砌接口处水泥浆液易发生渗漏
衬砌接口处因模筑衬砌一侧只采用混凝土进行初喷支护,当管片衬砌侧管片背后充填豆砾
石及水泥浆时,因填充压力达到0.3~0.5Mpa,衬砌接口处易出现裂缝,导致水泥浆渗漏,不
仅造成材料浪费,且降低管片止水效果,造成渗漏水情况的发生。
(三)锚网喷支护段易产生坍塌
双护盾TBM进行锚网喷支护施工时,TBM掘进完成后不进行管片拼装,采用锚网喷的形
式进行支护,待TBM通过后再进行后续施工。当脱出盾尾的围岩等级发生突变时,本身不稳
定的围岩经扰动后,围岩间的原有受力平衡遭到破坏,若支护不及时或者支护措施不到位
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