〖摘要〗盾鐵隧道在掘進的過程中,由于盾構機刀盤及刀具的磨損，令盾構機掘進速度變慢，這就須開倉更換刀具。開倉換刀一般是選擇在穩定地層進行，但有時也被迫在薄弱地層開倉。本文介紹某盾構隧道在薄弱地層開倉換刀前進行洞內注漿、超前注漿及換刀施工的過程。
　　〖關鍵詞〗盾構隧道，薄弱地層，洞內注漿，開倉換刀
　　
　　1.工程概況
　　某盾構隧道埋深12.6m，地面環境為密集村屋。地質情況為：隧道頂部至地面地層分別為<1>人工填筑土1.6m，<2-1B>淤泥質土層2.3m，<2-2>淤泥質粉細砂層8.7m；洞身地層地質情況為<2-2>淤泥質粉細砂層3.6m，<8>層中風化巖2.4m。
　　由于盾構掘進十分困難，掘進速度僅為5mm/min，初步叛定刀具磨損嚴重，導致掘進困難，決定在此處對刀具進行檢查，根據刀具檢查實際情況決定是否換刀。由于此處地質條件非常差，隧道中上部為<2-2>淤泥質粉細砂層，容易坍塌，根據此情況采取：先將土倉充填滿砂漿固結，然后對刀盤前方地層進行超前注漿加固的方式對刀盤周圍土體加固，保證加固過程中的安全。
　　2.處理措施
　　2.1土倉內注漿
　　倉內注漿有兩個目的：其一為固結倉內及刀盤開口，封堵可能存在的空腔，確保能順利開倉；其二為包裹住主軸承，防止超前注漿壓力太大對主軸承密封造成危害。通過盾構機土倉壁的球閥向倉內注水泥砂漿，通過頂部球閥泄水。注漿過程中保證土倉壓力在2.0bar-3.0bar之間，避免壓力太小地面出現沉降，壓力太大對主軸承密封不利。漿液配比(m3)：水泥：膨潤土：砂＝500kg：300kg：800kg，初凝時間4個小時，注漿量約20m3，注漿過程中反轉螺旋機，確保螺旋機不被水泥漿凝固，否則很難清理。
　　2.2盾構超前注漿
　　盾構機設置有12個超前地質鉆孔，其中底部2個，中部4個，頂部6個，超前地質鉆孔的外插角為11度。通過頂部6個超前注漿孔，向前方打超前導管，導管長度7m，砸入深度6.5m，導管到達刀盤前方1.0m,由于土體密實，導管砸入困難，必須先用風槍打出孔后再將導管砸入，風槍鉆桿最長為6m。
　　導管采用Ø42鋼管，間隔100mm進行打孔，孔直徑10mm，梅花狀布置，開孔范圍為導管前端1m。注漿漿液為1：0.8～1：1水泥漿液。注漿機上壓力控制在1.5Mpa左右，壓力達到后觀察30min，如壓力下降就繼續進行注漿，待壓力不再下降后關閉導管后方的球閥。
　　2.3檢查整個注漿效果
　　（1）首先檢查倉內漿液凝固情況，判斷能否開倉
　　先打開土倉壁上的兩個球閥，利用粗細10mm左右的鋼筋向土倉內砸入，根據砸入的情況判斷凝固的情況。然后再打開土倉門上方的球閥，同樣的方法檢查倉內凝固的情況，看是否還有水流出。如兩個條件均滿足，則可進行開倉工作。開倉前通知第三方檢測人員進行土倉內氣體檢測，檢測結果土倉內氣體符合相關規定，則可以進行開倉工作，否則嚴禁開倉。
　　（2）檢查前盾側壁注漿情況
　　打開盾體上兩側的球閥，與上訴方法相同，檢查注漿后側壁土體情況，看是否還有未凝固的砂層，是否還有地下水流出。如兩個條件均滿足，表明側壁加固效果也比較好。
　　（3）盾構機刀盤前方加固效果
　　待土倉門打開后，先進行土倉清理。待清理到刀盤開口后，利用風鉆進行打孔，檢查注漿后刀盤前方土體的固結情況和滲水情況。如兩個條件均比較好，則清倉工作可以繼續，做好刀盤開口的防護工作，能保證開倉的安全。
　　2.4清倉和檢查更換刀具
　　清倉利用揚鎬、鐵鍬，采用編織袋裝土，人工送上皮帶機，再由皮帶機送往碴土車。清倉順序由上至下，切口環及開口處水泥漿保留。如鑿除過程中部分地方過鑿，立即采用快硬水泥封堵。
　　一邊鑿除，一邊進行刀具的拆除和更換工作，鑿出一把，更換一把。對于難于安裝的刀具，先拆除，待倉清理完成后轉動刀盤再更換。每更換一把刀具，要對刀具周邊空隙采用紗布封堵。
　　每檢查一把刀具，根據刀具磨損情況，要對刀盤整個情況由有經驗的施工組進行分析。該項工作由總工負責組織，工區長、盾構司機、技術人員參與分析，及時判斷其他刀具情況及下一步采取的措施。
　　
　　3.施工監測
　　為確保安全，防止地面沉降，施工過程中24小時監測，并進行深層土體監測。監測結果及時上報監理，對監測數據進行評估，及時判斷換刀施工是否安全，能否繼續進行。如沉降達到警戒值（單日沉降10mm，累計沉降30mm），則啟動相應應急預案。
　　4.應急措施
　　1、在地面刀盤10米范圍內設置警戒線，派專人監視警戒范圍。
　　2、準備好注漿材料及設備，當深層土體監測結果出現沉降時，馬上進行注漿，防止地面出現塌陷。
　　3、準備若干個土袋，當地面出現塌陷時，馬上用土袋進行回填，防止地面塌陷進一步擴大。
　　4、地面建筑物出現異常情況的處置開倉期間，緊密監測，力保把沉降量控制在允許范圍之內。一旦發生大沉降，馬上疏散受沉降影響區域內的人員，會同有關單位及專家商量處理辦法。
　　5、當發現正面土體有坍塌的現象，施工負責人立刻命令施工人員撤離土倉，關閉倉門，馬上進行砂漿回填，建立土倉壓力，同時加強地表監測。
　　5.結束語
　　在盾構施工過程中，由于地層的影響及盾構機刀盤刀具的磨損，避免不了要開倉檢查，特別是遇到在薄弱地層開倉，加固處理務必處理好，否則，難免造成地面塌陷、威脅土倉內作業人員人身安全等事故。本文所提及隧道洞內注漿處理是針對地面無法進行地層加固，且工期較短的一種方法。
　　參考文獻：
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　　[3]程驍.張風祥.土建注漿施工與效果檢測.同濟大學出版社.1998.1