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盾构法隧道与矿山法隧道对接施工技术
马小汀
中铁隧道集团二处有限公司联合掘进机工程公司北京燕郊101601
摘要：由于盾构经过长距离砂层中掘进，刀具损坏严重，且由于该段地层上软下硬，盾构进入该段时掘进非常困难，根据工期要求及对接方案的可行性的综合分析评价，选择矿山法完成贯通对接。
关键词：盾构隧道矿山隧道对接
一、前言
城陵矶长江穿越隧道工程与深圳前湾过海管廊工程均为矿山法和盾构法两段施工中间对接。深圳前湾过海管廊工程，由于地质资料提供的地质情况与实际存在很大差别，对接点岩层上部为砂层及全风化岩层，下部为中风化岩层。由于盾构经过长距离砂层中掘进，刀具损坏严重，且由于该段地层上软下硬，盾构进入该段时掘进非常困难，根据工期要求及对接方案的可行性的综合分析评价，选择矿山法完成贯通对接。即盾构到达一定位置先停止，由矿山法施工段进行开挖贯通，然后盾构推进到矿山法开挖段继续进行管片拼装衬砌等工序作业。
二、工程概况
深圳前湾过海隧道工程位于珠江口伶仃洋海域上，两岸陆域相距约1.3Km。电厂所需淡水和燃料（天然气）由海底隧道采用管道输送。过海隧道从建设中的交通码头用地范围内穿越，经大铲东水道海底，在大铲岛岸边登陆。始发井位于陆域码头一侧，为直径18m的圆井，深度为28.54m，采用沉井法施工；过海隧道长1448.286m，分为盾构法和矿山法施工，其中1070m隧道采用目前国内最先进的复合式泥水平衡盾构机进行施工，衬砌采用6块钢筋混凝土预制管片拼装而成，其内径为2440mm；另外378.86m隧道采用矿山法施工。盾构机从始发井下井组装并开始掘进，推进1070m到达矿山法施工段，后盾构机空载推进、管片拼装通过矿山法施工段后，进入接收井完成整个隧道施工。
由于接收井段处于中风化、微风化花岗岩，围岩强度达120Mpa，盾构机掘进困难，此段经专家论证采用矿山法施工。但在掘进过程中发现在里程zk1+087处隧道上半部分为全风化岩层或砂层，下半部分为中风化岩层，上下软硬不均地层，与地质资料提供的地质情况与实际存在很大差别，且因盾构经过长距离砂层中掘进，刀具损坏严重，盾构进入该段后掘进非常困难，根据工期要求及对接方案的可行性的综合分析评价，选择在ZK1+087里程段实施矿山法与盾构法隧道贯通对接。
三、对接施工总体方案
盾构到达一定位置先停止，由矿山法施工段进行开挖贯通，然后盾构推进到矿山法开挖段继续进行管片拼装衬砌等工序作业。
四、矿山法隧道对接断面的确定
盾构隧道直径3201mm，矿山隧道直径3600mm，加大段直径3900mm，长度视围岩情况而定，一旦围岩条件变差，立即采取相应的支护措施，并采取超前注浆。对接处断面尺寸参见图1。

图1对接处断面关系图（单位：mm）
五、盾构隧道及矿山法隧道对接前两侧施工措施
5.1盾构隧道及盾构防爆破冲击处理措施
在盾构隧道与矿山隧道贯通以前，盾头及盾壳与围岩空隙预注膨润土，使膨润土充满刀盘、盾头及盾壳与围岩空隙，保证隧道贯通时减小爆破对盾构刀盘的冲击力，起到保护盾构的作用。
5.2矿山法隧道施工措施
岩土工程师现场值班，通过地质超前探孔，分析围岩及水量情况，采取相应的处理措施。每一循环探孔深度为5米。探孔位置布置参见图2。

图2探孔位置布置示意图（R=1800mm）
在隧道贯通段（zk1+087），隧道上半部分为全风化岩层或砂层，下半部分为中风化岩层，上下软硬不均地层。首先采用风镐人工开挖上半部分，并架设格栅钢架初支施工，后采用弱爆破开挖进行下半部施工，在开挖后立即按进行初期支护。地层上下软硬不均和超前小导管布置情况断面示意见图3。

图3隧道贯通段地层上下软硬不均及超前小导管布置断面示意图
支护参数：初期支护采用Ф20主筋格栅钢架，断面含砂层时间距500mm～750mm，断面为软硬不均的岩层时间距750mm～1000mm。布一层Ф6.5@150×150mm钢筋网，C20喷射混凝土。拱部砂层或全（强）风化花岗岩范围设超前小导管，小导管采用Ф32×3.25mm普通水煤气管，环向间距0.2m，单根长度3.0m，搭接长度不小于1.5m，采用注浆参数参见表1。另外，在砂层范围采取全断面注浆止水。开挖时，上部软弱断面可增加异型钢架，并应使支护及早封闭。
表1贯通段超前小导管注浆参数表
参数名称参数值扩散半径（m）1～1.5m注浆终压（MPa）静水压力的1.5倍加固范围（m）沿线路纵向长7m凝胶时间（sec）50～120注浆速度（l/min）20～40注浆方式全孔一次注浆在接近盾构贯通前约5米左右，当围岩自稳性较差且渗水量较小时，除采用钢拱架支护外，最外圈还将进行超前小导管注浆；当围岩自稳性较差渗水量较大时，除上述施工方法外，采取全断面注浆。进行开挖时采取对作业面扰动较小施工方法。整个注浆加固方案参见图4。