1 概述

軟土地層盾構進出洞加固通常采用深層攪拌樁,并在攪拌樁與連續墻之間進行旋噴或注漿,但是在施工場地窄小或地下有建筑管線時,這種方法有時將變得無法進行。本文以上海地鐵M8線VB標區間隧道為例，介紹了土地層采用SMW工法開洞施工技術。

盾構孔是指盾構機安裝調整完成后，對準設計中心點，根據中心線路，自始井出發，通過井壁，推進加固區整體的施工過程。它涉及到盾構機的安裝、布置、調試及其所需配套設施的準備、井壁混凝土的處理、井外地基處理、洞門防流水涌砂處理、盾構機的推廣控制、管件的組裝和環境保護等工作。

2出洞地面準備

2.1盾構機入場

盾構機本身體積和重量大，在城市繁忙的交通條件下，盡量選擇夜深、人少、車少的時間入場，入場前制定合理的行駛路線，征得警察部門的同意，請警察協助運輸。

2.2.臨時設施

盾構推進施工前，通常設置施工用電、用水、通風、排水、照明等設施的施工所需材料、設備、機械齊全，管道、連接件的儲藏量必須滿足3天的推進用量井上、井下設置測量控制網進行審查、認可的框架設置，電纜、管道等連接到井下的隧道沿線的建筑物和盾構必須通過的管道配置沉降監測點。沿線盾構障礙物在盾構推進前開始拔除。

吊床盾構機大型吊床到達，主吊床采用200t，輔助吊床選擇100t，完成盾構機吊床。

3井下準備

3.1盾構架設備(也稱發射架)

作為盾構機在井內的支撐臺，在焊接制作時，主要考慮到能夠充分承受盾構機的自重，進行安全的移動操作，使用軌道、工字鋼或其他材料

3.2盾構機下井安裝

盾構機入場和吊裝時分為幾個部分，下井時焊接安裝鉤子等連接件。盾構機井下組裝時，切除這些連接件，焊接各部件組裝。其安裝位置是根據設計上的中心位置和高度來確定的。

3.3 反力支撐設備(后盾反力系統)

3.3.1 后盾反力裝置及發射架安裝

后盾反力裝置由鋼反力架、146°鋼弧形環、鋼支撐、鋼門及臨時襯砌組成。后盾臨時襯墊由寬1m的管片構成，用通縫連接。

3.3.2反力架的安裝

根據第一環管的距離，決定反力架的平面位置。安裝反力架時，用經緯儀雙向校正兩根柱子的垂直度，使其形成的平面垂直于推進軸線。反力架固定牢固后，用混凝土平整與車站結構之間的間隙。

3.3.3負環安裝

負環管片安裝前，在反力架上測量最后一環后備管片的投影位置和縱向螺栓位置，彈出控制線，將縱向螺栓焊接到反力架上，使今后的施工變得容易。

最后三環(即-12、-11、-10環)管片需要在盾構機下井后，用起重機吊在井下安裝。-9環管片伸入盾構機，從-9環開始，所有負環都安裝在盾構機上。

在設置-10環管之前，必須涂上盾牌油脂。同時，控制-11環管的法面，必要時粘貼偏差材料。

-9環管安裝完畢后，盾構機準備前進，同時開始打開孔門。此時，橡膠窗簾布板安裝完畢，起重機在洞門完全打開之前必須準備好-8環管片。洞門打開,迅速清理洞門垃圾,盾構機向前推進約30ｃｍ,拼裝-8環管片。盾構機繼續推進，管片緊隨組裝。

-6環組裝結束后，盾構機頭部進入橡膠窗簾布板，開始前倉回土，推進100cm后組裝-5環管板。-5環管片拼裝結束后,再推進約30ｃｍ,安裝146°鋼弧形環及鋼支撐。鋼弧形環和鋼支撐安裝完畢，進約15cm，盾構機開始出土，大刀盤突出孔，推進時控制前倉壓力和盾構千斤頂油泵壓力，防止切削速度過快引起塌方。

4井外土體加固作業

軟土地層盾構孔施工前井外土體加固通常采用深層攪拌樁、SMW樁或凍結法施工。本工程的兩個始發井分別位于虹口足球站和曲陽路站，虹口足球站地下2.0m以下分別為粉土層和粘土層，曲陽路地下16m范圍基本為砂質粉土層，這土層，這樣的土層本身缺乏自立性和防水性，有很大的臨空面，土體可能會發生大量滑坡、崩潰、涌水和涌沙現象。綜合考慮地質狀況、施工現場條件、施工工期和工程成本，決定在虹口足球場站起始井外采用深層攪拌樁結合注入加固的曲陽路站起始井外采用SMW樁結合旋轉加固(距端頭井4m位置有2根上水管，深層攪拌樁加固范圍不足)。注漿和旋風加固的主要作用是補充攪拌樁或SMW樁與井壁外側形成的加固死角，使加固區形成整體，避免打開孔門時漏漿。本文主要介紹SMW工法開孔加固工程。

4.1ＳＭＷ樁加固區的選定

型鋼采用500×200×10×16窄翼緣型鋼,攪拌樁采用700直徑。型鋼每個孔插入一根。插入深度18ｍ。其平面布置見圖2。

4.2加固體中型鋼的強度和變形檢查

型鋼W=1927cm3，A=115.5cm2

加固后的土體按:γ=1.9Nm3，金屬=22°

上述按每米土體2根鋼承受，其強度滿足要求。同時，其變形計算符合SMW樁型鋼的拔出要求。

4.3SMW樁施工參數的確定

該基礎加固工程采用φ650mm水泥混合，混合體長18.6m。靠近墻壁邊緣的強度部分為H500×200×10×16型鋼，封插入的共計4排水泥攪拌樁，采用32.5級普通硅酸鹽水泥，水泥配合比為15%，水灰比為1.5左右，墻壁防滲系數為10-7cm28日無側限抗壓強度在0.8兆a以上的漿液配比根據現場試驗，參考配比水泥:水=1:1.5的樁體垂直偏差在1以下，樁位偏差在20mm以下。

5盾構出洞

5.1，加固效果檢測

改良的土體，要求具有一定的自立性和穩定性，同時不得漏水、流沙。根據設計指標和規范規定，該類土體改良應檢查土體強度和防滲性能指標。土體強度通過鉆頭取樣測定其抗壓強度，條件允許的情況下，也可以通過靜力觸摸或貫入法測定其強度和攪拌的均勻性的抗滲透指標一般進行探孔采樣，通過樣品的目測，征求監理、業主和質量檢查站的意見，確定其抗滲透能否達到開孔門的要求。

5.2洞口井壁混凝土切除

通過分析檢測結果，改良土體達到設計要求的各項指標，就可以切除井壁混凝土。出發井施工時，井壁已按設計要求填埋孔門鋼圈，孔門切除的部分是鋼圈包圍的范圍。

洞口井壁混凝土切除前，必須研究洞口中心坐標和高度，保證滿足盾構機洞口要求的洞口井壁混凝土采用高壓風鎬切除，切除作業分兩層逐步進行，根據井壁厚度，首先切除外層34(約600mm)，切除鋼筋埋入材料。外層鑿除工作先上部后下部。鋼筋及預埋件割除須徹底。以保證預埋門洞的直徑。

里層井壁鑿除方法是將剩余的1/4厚度分割成九大塊,具體做法是在洞門中心位置上鑿二條水平槽,沿洞門周圍鑿一條環槽,然后開二條豎槽,其中一條鑿在地坪接縫處。開槽挖混凝土，露出井壁鋼筋，同時在各混凝土塊上挖出栓繩的位置。

拆除開口腳手架，重建臨時拆卸操作平臺，鋼筋斷裂和混凝土塊的吊離應先在下部后部，先在中間后兩側，一起吊。合理安排切割順序，使用長切割器，防止混凝土傾倒。盡可能縮短砼塊吊離工作的時間,防止土體塌方,吊離完畢后盾構機須迅速進入洞門。

5.3 洞口止水簾布安裝

由于洞口與盾構(或襯砌)存在建筑空隙,易造成泥水流失,從而引起地表沉降,因此,須在洞口安裝出洞裝置,出洞裝置包括簾布橡膠板、圓環板、扇形板及相應的連接螺栓和墊圈。安裝前須對簾布橡膠板上所開螺孔位置、尺寸進行復核,確保其與洞圈上預留螺孔位置一致,并用螺絲攻清理螺孔內螺紋。安裝順序為簾布橡膠板→圓形板→扇形板,自上而下進行。安裝時圓板的壓板螺栓可靠地擰緊，窗簾橡膠板緊貼孔門，防止屏蔽孔出現后同時注入漿液泄漏。