盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术

'盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术傅德明（上海申通轨道交通研究咨询有限公司，上海２０１１０３）摘要：城市轨道交通盾构施工中经常遇到穿越地下障碍物（如混凝土桩、挡土结构、管渠、地下构造物等）的难题，一般采取桩基托换、拆除桩基或人工凿桩的方法进行处理，但传统处理方法具有造价高、工期长、对周边交通影响大等缺点。通过采用小直径（４００ｍｍ）盾构切削素混凝土、玻璃纤维混凝土及钢筋混凝土的模拟试验，对盾构直接切削桩基施工技术的可行性进行研究，分析了盾构刀盘的改造，获取了掘进施工参数控制资料。并通过上海轨道交通７号线和１０号线工程采用盾构切削钢筋混凝土桩基的实践，证明：１）盾构直接切削钢筋混凝土施工是可行的；２）盾构始发前应对刀盘进行改造，宜在面板上增加一定数量先行刀和贝壳刀；３）盾构切削桩基过程中推进速度宜慢（小于１０ｍｍ／ｍｉｎ），盾构设定土压、推力、刀盘扭矩宜稳定；４）在盾构切削桩基过程中，应向土仓内添加润滑减摩材料，以防混凝土碎块堵塞螺旋输送机。在盾构通过后，应根据监测情况进行管片背后的二次注浆，以控制地面和建筑物沉降；５）采用盾构直接切削桩基具有施工经济、安全，对环境影响小的优点。关键词：盾构；切削桩基；钢筋混凝土；地下障碍物ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７４１Ｘ．２０１４．０５．０１２中图分类号：Ｕ４５５．４３文献标志码：Ｂ文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１４）０５－０４７２－０６ＭｏｄｅｌＴｅｓｔｏｎＣｏｎｃｒｅｔｅＣｕｔｔｉｎｇＤｉｒｅｃｔｌｙｂｙＳｈｉｅｌｄａｎｄＰｉｌｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＣｕｔｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦＵＤｅｍｉｎｇ（ＳｈａｎｇｈａｉＳｈｅｎｔｏｎｇＲａｉｌＴｒａｎｓｉｔＲｅｓｅａｒｃｈ＆ＣｏｎｓｕｌｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１１０３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｏｂｓｔａｃｌｅｓ，ｓｕｃｈａｓｃｏｎｃｒｅｔｅｐｉｌｅｓ，ｓｏｉｌｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｐｉｐｅｓａｎｄｔｒｅｎｃｈｅｓａｎｄｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ａｒｅｏｆｔｅｎｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｄｕｒｉｎｇｓｈｉｅｌｄｂｏｒｉｎｇｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｕｒｂａｎｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔｗｏｒｋｓ．Ｔｈｅｓｅｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓａｒｅｎｏｒｍａｌｌｙｕｎｄｅｒｐｉｎｎｅｄ，ｄｉｓｍａｎｔｌｅｄｏｒｍａｎｕａｌｌｙｃｕｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｈａｖｅｓｕｃｈｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｓｈｉｇｈｃｏｓｔ，ｌｏｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄａｎｄｓｅｖｅｒｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｔｒａｆｆｉｃｓ．Ａ４００ｍｍｍｏｄｅｌｓｈｉｅｌｄｉｓｕｓｅｄｔｏｃｕｔｂｌｉｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅａｎｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｓｏａｓｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｓｈｉｅｌｄｓ，ｔｏｍａｋｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｕｔｔｅｒｈｅａｄｓａｎｄｔｏｏｂｔａｉｎｓｈｉｅｌｄｂｏｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｓｈｉｅｌｄｓｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＮｏ．７ｌｉｎｅａｎｄＮｏ．１０ｌｉｎｅｏｆＳｈａｎｇｈａｉｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔｗｏｒｋｓｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｄｒａｗｎａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１）Ｉｔｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｔｏｃｕｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｓｈｉｅｌｄｓ；２）Ｂｅｆｏｒｅｓｈｉｅｌｄｌａｕｎｃｈｉｎｇ，ｔｈｅｃｕｔｔｅｒｈｅａｄｓｈｏｕｌｄｂｅｍｏｄｉｆｉｅｄ，ａｎｄａｎｕｍｂｅｒｏｆａｄｖａｎｃｅｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏｌｓａｎｄｓｈｅｌｌｔｏｏｌｓｓｈｏｕｌｄｂｅｉｎｓｔａｌｌｅｄｏｎｔｈｅｃｕｔｔｅｒｈｅａｄ；３）Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｏｆｔｈｅｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｓｈｉｅｌｄ，ｔｈｅｓｈｉｅｌｄｓｈｏｕｌｄａｄｖａｎｃｅｓｌｏｗｌｙ（ｗｉｔｈｌｅｓｓｔｈａｎ１０ｍｍ／ｍｉｎａｄｖａｎｃｅｓｐｅｅｄ），ａｎｄｔｈｅｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｒｕｓｔａｎｄｃｕｔｔｅｒｈｅａｄｔｏｒｑｕｅｓｅｔｓｈｏｕｌｄｂｅｓｔａｂｌｅ；４）Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｏｆｔｈｅｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｓｈｉｅｌｄ，ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｒｅｄｕｃｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｓｈｏｕｌｄｂｅａｄｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒｓｏａｓｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｓｃｒｅｗｃｏｎｖｅｙｏｒｆｒｏｍｂｅｉｎｇｊａｍｍｅｄｂｙｃｏｎｃｒｅｔｅｂｌｏｃｋｓ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｓｈｉｅｌｄｐａｓｓｅｓｔｈｅｏｂｓｔａｃｌｅｐｏｉｎｔ，ｓｅｃｏｎｄａｒｙｇｒｏｕｔｉｎｇｓｈｏｕｌｄｂｅｍａｄｅｔｏｆｉｌｌｔｈｅａｎｎｕｌｕｓｓｐａｃｅｂｅｈｉｎｄｔｈｅｓｅｇｍｅｎｔｌｉｎｉｎｇｏｎｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｏａｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｎｅａｒｂｙｂｕｉｌｄｉｎｇｓ；５）Ｃｕｔｔｉｎｇｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｓｈｉｅｌｄｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｌｏｗｃｏｓｔ，ｈｉｇｈｓａｆｅｔｙａｎｄｓｍａｌｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｅｌｄ；ｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｏｂｓｔａｃｌｅ收稿日期：２０１３－０４－１０；修回日期：２０１４－０３－２４作者简介：傅德明（１９４９—），男，上海人，１９８５年毕业于上海城市建设学院，地下工程专业，大专，高级工程师，主要从事隧道与地下工程施工技术研究工作。２０余项科技成果获市部级科技进步奖，现任上海市土木工程学会秘书长。 第５期傅德明：盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术４７３０引言１排钢筋和１排玻璃纤维筋的混凝土、Ｃ３０含有１排钢近年来，我国城市地铁工程建设进入超常规发展筋和１排玻璃纤维筋的混凝土。阶段。根据国家发改委运输所《２０１２—２０１３年中国城１．１４００ｍｍ盾构模拟试验平台市轨道交通发展报告》，至２０１３年底，我国轨道交通运试验采用４００ｍｍ盾构模拟试验平台，包括：营线路累计到８０条，运营总里程２４００ｋｍ，获得国家１２ｍ×１．２ｍ×２．４ｍ模拟土箱、４００ｍｍ模拟盾构批准建设轨道交通的城市已达３７个，未来３年至少还（外径４１２ｍｍ，开口率３０％，最大推力５０ｋＮ，最大扭有１０个以上城市获得批准。目前，地铁隧道较多采用矩３０００Ｎ·ｍ）、后靠及拉杆系统。盾构模拟试验平盾构掘进施工。城市地铁线路大多选择在道路下，难台如图１所示。免会在房屋、桥梁、运营地铁等建（构）筑物下穿越，盾构隧道施工会遇到在役或废弃的管线、基础桩等地下障碍物。目前对地下障碍物的处置方法主要是在盾构通过前预先拆除，但由此带来的额外处理费用比较高。例如，２００７年上海轨道交通７号线一区间隧道下穿内环线高架道路遇到１根８００ｍｍ钻孔灌注桩，采用拔桩处理，为不影响高架道路通行，修建了临时高架道路，增加工程投资逾１０００万元。因此，对于一些无法避开或直接清除费用较高的地下障碍物，如能通过改进盾构，直接切削破碎障碍物，对于加快建设速度和节图１４００ｍｍ盾构模拟试验平台省工程投资，缩短施工工期，具有重要意义［１］。Ｆｉｇ．１４００ｍｍｍｏｄｅｌｓｈｉｅｌｄ许多学者对于盾构穿越地下障碍物的技术措施做参考国内外相关资料，盾构切削穿越障碍物时，主［２］［３］了较为深入的研究，例如，杨自华等、马忠政等研要配置中心刀、超前保护刀和切削刀。试验模型的盾［４］究了盾构穿越桩基时采用的桩基托换技术；张健介构刀盘开口率为３０％，主要配置３种刀具：１把中心［５］绍了地铁盾构隧道穿越桩基的凿除技术；刘勇等对刀、９把超前保护刀和７把切削刀，刀具材料采用硬质苏州轨道交通一号线盾构区间隧道穿过画桥桥桩的方［９］合金刀头，进刀角和退刀角均设计的较大（１５°）。案进行了比选论证，穿越段最终采用不绕避桩基的盾１．２盾构切削Ｃ３０素混凝土试验构法实施方案（需先拆除画桥，拔除全部２４根桩基，４００ｍｍ模拟盾构切削厚度３００ｍｍ的Ｃ３０混凝［６］后期再恢复画桥）；张武训等对盾构隧道穿越台铁、土，图２为盾构切削Ｃ３０素混凝土过程中，６１～８１ｍｍ高铁下方挡土壁时，以人工敲除方式排除障碍进行了的推进参数变化。盾构推力由２０ｋＮ调整至２５ｋＮ［７］探讨；王占生等介绍了盾构连续切削穿越１４根、最时，刀盘转速为４～６ｒ／ｍｉｎ；推力固定为２０ｋＮ时，刀大直径为１２００ｍｍ的桥桩桩基施工安全技术，并取得盘扭矩和推进速度逐渐趋于稳定；推力由２０ｋＮ调高良好的应用效果。可见，国内目前盾构穿越障碍物主至３０ｋＮ时，推进２０ｍｍ用时４２ｍｉｎ，推进速度约为要采用托换、凿除、拔除等技术，盾构直接切桩穿越的０．５ｍｍ／ｍｉｎ。案例较少。而上海轨道交通７号线和１０号线２个项目的区间隧道工程土压盾构掘进施工时，采取技术措施，在不拆除既有桥梁结构、保障交通功能的前提下，直接切削［１，８］穿越地下群桩区取得成功。在工程施工前，采用４００ｍｍ的小盾构进行全断面切削钢筋混凝土的模拟试验，并取得了丰富的数据资料，为盾构切削混凝土桩基施工提供了技术支持。本文主要介绍该模拟试验情况、所得参数，及上海轨道交通７号线和１０号线盾构切削穿越地下群桩的情况，包括盾构的改造、掘进参图２盾构切削Ｃ３０素混凝土６１～８１ｍｍ的主要参数变化数控制和切削施工效果。Ｆｉｇ．２Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｏｄｅｌｓｈｉｅｌｄｉｎ６１～８１ｍｍｂｏｒｉｎｇｌｅｎｇｔｈｗｈｅｎｃｕｔｔｉｎｇＣ３０ｂｌｉｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅ１盾构切削混凝土模拟试验采用小直径（４００ｍｍ）模型盾构，进行了３次切１．３盾构切削Ｃ２０玻璃纤维和钢筋混凝土削试验，分别切削３００ｍｍ厚的Ｃ３０素混凝土、Ｃ２０含本组试验为盾构切削Ｃ２０玻璃纤维和钢筋混凝 ４７４隧道建设第３４卷土，在不同的推进段内改变推力和刀盘转速，并在同一图４为２２１～２９５ｍｍ的推进参数。在０～７０ｍｉｎ个推进段内对比加削解剂和不加削解剂２种工况下各时，刀盘转速设定为２ｒ／ｍｉｎ，推力维持在２０ｋＮ，刀盘参数的变化情况。本组试验总推进２９５ｍｍ，参数变化油压设定为４ＭＰａ，推进速度在１ｍｍ／ｍｉｎ左右；推进如图３和图４所示。至７０ｍｉｎ，即２７５ｍｍ时，刀具开始切削钢筋，将刀盘转速由２ｒ／ｍｉｎ提高至３ｒ／ｍｉｎ，盾构则能够顺利地切削通过钢筋区域。钢筋的切削断面及切削轮廓见图６。图３切削Ｃ２０混凝土０～６１ｍｍ的推进参数（含玻璃纤维）Ｆｉｇ．３Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｏｄｅｌｓｈｉｅｌｄｉｎ０～６１ｍｍｂｏｒｉｎｇｌｅｎｇｔｈｗｈｅｎｃｕｔｔｉｎｇＣ２０ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅ图６钢筋的切削断面和切削轮廓图Ｆｉｇ．６Ｔｒａｃｅｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｂａｒｓｃｕｔｂｙｍｏｄｅｌｓｈｉｅｌｄ２上海轨道交通７号线盾构切削厂房桩基施工２．１工程概况上海轨道交通７号线陆翔路站—潘广路站区间隧图４切削Ｃ２０混凝土２２１～２９５ｍｍ的推进参数（含钢筋）道工程，采用６３４０ｍｍ土压平衡盾构施工，盾构必Ｆｉｇ．４Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｏｄｅｌｓｈｉｅｌｄｉｎ２２１～２９５ｍｍ须切削穿越上海康盛商用制造有限公司工业厂房的ｂｏｒｉｎｇｌｅｎｇｔｈｗｈｅｎｃｕｔｔｉｎｇＣ２０ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ１０根钢筋混凝土预制桩基。其中，厂房南侧有６根桩由图３可知，在１～２ｍｉｎ时，刀盘转速设定为基、北侧有４根桩基，１０根桩基的位置如图７所示。０７５ｒ／ｍｉｎ，推力设定为２０ｋＮ，刀盘油压３～４ＭＰａ，推盾构隧道埋深约１５ｍ，桩基截面为３５０ｍｍ×２５０ｍｍ，进速度１ｍｍ／ｍｉｎ；约在１２ｍｉｎ时，刀具开始切削玻璃纤长度约１８ｍ，主筋１８ｍｍ，混凝土强度等级为Ｃ３０。维，刀盘油压平均上升约１ＭＰａ；在３９～６０ｍｉｎ时，刀盘２．２盾构改造和掘进施工参数控制转速设定为０．７５ｒ／ｍｉｎ，推力设定为２５ｋＮ，推进速度和上海地铁土压平衡盾构的刀盘配置以切削软土的刀盘油压均出现上升；在６１～７８ｍｉｎ时，刀盘转速设一般切削刀为主，为切削钢筋混凝土桩基，对盾构刀盘加装了６５把先行刀，先行刀的高度大于标准切割刀定为１．３ｒ／ｍｉｎ，推力设定为２０ｋＮ，刀盘油压稳定在１５ｍｍ，以提高盾构破碎混凝土及钢筋的能力。３５ＭＰａ左右，推进速度比较缓慢，约为０．４ｍｍ／ｍｉｎ。盾构第１次切削桩基从２００８年１２月９日开始，图５为切削下的玻璃纤维碎屑，玻璃纤维具有一定的至１４日结束。盾构设定土压力０．１８ＭＰａ，推力７０００～弹性，先行刀在玻璃纤维外表留下了很多刮痕。９０００ｋＮ，刀盘扭矩为２０００～２５００ｋＮ·ｍ，刀盘转速０．２５ｒ／ｍｉｎ，推进速度５ｍｍ／ｍｉｎ。在盾构的刀盘正面压注膨润土或泡沫剂以改善开挖面土体的和易性，从而降低刀盘扭矩，同时改良土仓内的土体，有助于桩体碎块从螺旋机内顺利排出。控制盾尾同步注浆量和浆液质量，每环的注浆量为盾尾建筑空隙的２００％～２５０％，以降低地面沉降、增强隧道的稳定性。并根据地面沉降监测数据进行隧道管片壁后二次注浆。２．３盾构切削桩基施工效果图５切削下的玻璃纤维第１次切削过程中，每排３根桩所处位置与盾构Ｆｉｇ．５Ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｓｃｕｔｏｆｆｂｙｍｏｄｅｌｓｈｉｅｌｄ刀盘面平行，切削过程中盾构姿态变化≤２ｃｍ；第２ 第５期傅德明：盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术４７５次切削过程中，每排２根桩所处位置与盾构刀盘面斜交，切削过程中盾构姿态变化稍大，达到了４～５ｃｍ。施工过程中地面沉降最大累计为２２．５１ｍｍ，变化率最大为１．１７ｍｍ／ｄ。图８立柱沉降—时间曲线图（２００８年）Ｆｉｇ．８Ｔｉｍｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔｃｕｒｖｅｓｏｆｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｃｏｌｕｍｎｓｉｎ２００８（ａ）上行线厂房南端桩基与隧道断面图图９切削出的碎石和钢筋Ｆｉｇ．９Ｃｒｕｓｈｅｄｓｔｏｎｅｓａｎｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｂａｒｓｃｕｔｏｆｆｂｙｓｈｉｅｌｄ图１０切削过程中崩缺的刀具Ｆｉｇ．１０Ｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏｌｓｂｒｏｋｅｎｗｈｅｎｃｏｎｃｒｅｔｅｉｓｃｕｔｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｓｈｉｅｌｄ３上海轨道交通１０号线盾构切削桩基施工３．１工程概况上海轨道交通１０号线溧阳路—曲阳路区间隧道施工过程中，盾构必须切削穿越四平路上的沙泾港桥（ｂ）上行线厂房北端桩基与隧道断面图图７上行线厂房南端和北端桩基与隧道断面图（单位：ｍ）３３根桩基，如图１１和图１２所示。盾构切削桩基处的Ｆｉｇ．７Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓａｎｄｓｈｉｅｌｄｂｏｒｅｄ隧道顶标高为－６～－７ｍ，盾构轴线与桩基平面呈ｔｕｎｎｅｌ（ｍ）７５°夹角。桩基截面为４００ｍｍ×４００ｍｍ，长度为２６～在隧道轴线通过的办公区域建筑物立柱上，布置２７ｍ，主筋为１８ｍｍ，混凝土强度等级为Ｃ２５。了４个沉降监测点，分别为ＬＺ１，ＬＺ２，ＬＺ３和ＬＺ４，其沉盾构切削桩基部分土体为灰黄－灰色黏质粉土夹３粉质黏土，孔隙比为０．６１，密度为２．０６ｋｇ／ｍ，含水率降情况如图８所示。离隧道轴线最近的测点（ＬＺ１）最为２０．７％，内摩擦角为１７°，黏聚力为０．３３３ＭＰａ，压缩大沉降达到了１０ｍｍ，而其他测点的沉降大都小于模量为６．７５ＭＰａ。４ｍｍ。３．２盾构改造螺旋机出土中有切削出的碎石和钢筋，见图９。为顺利完成盾构切削桩基，对盾构的刀盘进行了碎石直径最大为２５０ｍｍ，大致呈椭圆形。切削出的钢以下改造：筋长度为３００～１０００ｍｍ，呈麻花状，表面有被磨损的１）刀盘面板加装１套先行刀与６把贝壳刀，以提痕迹，说明先行刀能够很好地切削混凝土，且１８ｍｍ高盾构破碎混凝土及钢筋的能力。钢筋能被刀具切断。从出土里发现了崩脱的数把先行２）盾构推进系统增加微动功能，满足盾构以５刀，且刀尖均被磨损的较圆滑，见图１０。ｍｍ／ｍｉｎ的超低速掘进施工要求。 ４７６隧道建设第３４卷３）在盾构土仓合理位置设置观察孔，使施工人员盾构穿越过程中，考虑到开挖土方量与盾构出土量的在人行闸门开启之前能够充分掌握土舱中的情况，确关系及出土总量，并以此为依据确定注浆量。保施工安全。４）控制同步注浆量和浆液质量。采用惰性浆液，４）对土仓内螺旋输送机头部进行特殊处理，以应严格控制浆液的配合比，稠度控制在８．５～９．５ｃｍ。对可能会碰到的断桩及钢筋等。当漏浆情况不严重时，可通过加大盾尾油脂注入量封闭漏浆通道以阻止漏浆；当漏浆情况较为严重，常规方法无法处理时，可采取拼装管片，并在漏浆位置管片下方垫海棉条的方法进行有效封堵。３．４盾构切削桩基施工效果下行线盾构切削桩基从２００９年６月２２日开始，至２００９年６月２９日结束。施工过程中刀盘转速稳定在０．６４ｒ／ｍｉｎ，桥面沉降在１２ｍｍ以内。盾构总推力在切削第１排桩时的总推力稍大，为１７０００ｋＮ左右，随后推力逐渐减小，最小为１２０００ｋＮ。刀盘扭矩跳动较大，为１４００～３０００ｋＮ·ｍ。切削过程中总体出土情况顺利，但由于受到切削下来钢筋的影响，需要通过螺旋机正转和反转，才能使图１１隧道穿越桩基平面位置图（单位：ｍｍ）得出土顺利。切削出的钢筋长度为２０～３０ｃｍ，如图Ｆｉｇ．１１Ｐｌａｎｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｔｏｂｅｃｕｔｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙ１３所示。ｓｈｉｅｌｄ（ｍｍ）图１３盾构切削出的钢筋Ｆｉｇ．１３Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｂａｒｓｃｕｔｏｆｆｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｓｈｉｅｌｄ４结论采用４００ｍｍ的小盾构进行了全断面切削钢筋混凝土的模拟试验并取得参考数据，为工程实施提供了技术支持。上海轨道交通７号线盾构切削厂房桩基和１０号线盾构切削沙泾港桥桩基施工，通过盾构的改图１２隧道穿越桥梁桩基立面图（单位：ｍｍ）造及施工过程中的有效控制等措施，得以顺利完成，并Ｆｉｇ．１２Ｐｒｏｆｉｌｅｓｈｏｗｉｎｇｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓａｎｄ从中得到以下结论。ｓｈｉｅｌｄｂｏｒｅｄｔｕｎｎｅｌ（ｍｍ）１）盾构始发前应对刀盘进行改造，在面板上增加一定数量先行刀和贝壳刀，对于类似工况下盾构切削３．３盾构施工控制措施混凝土桩基具有明显的效果。１）控制盾构正面土压力，将压力波动控制在－１０～２）如能对切削桩基四周的土层适当加固，可有效１０ｋＰａ。降低盾构切桩引起的位移沉降。２）控制推进速度。在穿越桥桩过程中，推进速度３）盾构切削桩基过程中推进速度宜缓慢（小于控制在５ｍｍ／ｍｉｎ左右，推进过程中速度保持稳定，确１０ｍｍ／ｍｉｎ），盾构设定土压、推力及刀盘扭矩宜稳定。保盾构匀速地穿越桥桩。４）在盾构切削桩基过程中，应向土仓内添加润滑２３）控制出土量。盾构开挖断面面积为３１．５７ｍ，减摩材料，以防混凝土碎块堵塞螺旋输送机。在盾构２３每环理论出土量为３１．５７ｍ×１．２ｍ＝３７．８８ｍ。在通过后，应根据监测情况进行管片背后的二次注浆，以 第５期傅德明：盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术４７７控制地面和建筑物的沉降。８７－８９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））５）采用盾构直接切削桩基与桩基拔除相比，具有［５］刘勇，何振华，李忠．苏州轨道交通一号线盾构区间通过施工经济、安全，对环境影响小的优点，可在类似工程桥桩的方案设计［Ｊ］．隧道建设，２００７，２７（３）：５１－５５．（ＬＩＵＹｏｎｇ，ＨＥＺｈｅｎｈｕａ，ＬＩＺｈｏｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｓｏｌｕｔｉｏｎｓｆｏｒ中推广应用。ｓｈｉｅｌｄｄｒｉｖｅｎｒｕｎｎｉｎｇｔｕｎｎｅｌｃｒｏｓｓｉｎｇｂｒｉｄｇｅｐｉｌｅｓ：Ｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｎａｓｈｉｅｌｄｄｒｉｖｅｎｒｕｎｎｉｎｇｔｕｎｎｅｌｏｎｌｉｎｅ１ｏｆＳｕｚｈｏｕｍａｓｓｒａｐｉｄｔｒａｎｓｉｔ（ＭＲＴ）ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：２００７，２７（３）：５１－５５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［１］傅德明，李毕华，马忠政．软土盾构直接切削钢筋混凝土［６］张武训，詹荣锋，程道信．潜盾隧道穿越台、高铁下方挡桩基施工技术［Ｊ］．中国市政工程，２０１０（４）：４６－４７，土壁之案例探讨［Ｊ］．隧道建设，２００７，２７（Ｓ２）：３５４－８２－８３．３６０．（ＺＨＡＮＧＷｕｘｕｎ，ＺＨＡＮＲｏｎｇｆｅｎｇ，ＣＨＥＮＧＤａｏ［２］杨自华，钟志全．泥水盾构穿越桩基础掘进施工［Ｊ］．建ｘｉｎ．Ｔｈｅｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｆｏｒｂｏｒｅｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇｆｏｒｂｏｒｅｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇ筑机械化，２００７，２８（９）：５１－５３．（ＹＡＮＧＺｉｈｕａ，ＺＨＯＮＧｄｒｉｖｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌｂｅｎｅａｔｈｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｔｓｕｂＺｈｉｑｕａｎ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｄｒｉｖｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｗｉｔｈｗａｙｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２００７，２７（Ｓ２）：３５４－ｓｌｕｒｒｙｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，３６０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））２００７，２８（９）：５１－５３．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［７］王占生，王全华，袁大军．盾构连续切削穿越大直径桥桩［３］马忠政，马险峰，徐前卫，等．盾构穿越桥梁桩基的托换及施工安全技术［Ｊ］．都市快轨交通，２０１３，２６（３）：９７－除桩施工技术研究［Ｊ］．地下空间与工程学报，２０１０，６１０１．（ＷＡＮＧＺｈａｎｓｈｅｎｇ，ＷＡＮＧＱｕａｎｈｕａ，ＹＵＡＮＤａｊｕｎ．（１）：１０５－１１１．（ＭＡＺｈｏｎｇｚｈｅｎｇ，ＭＡＸｉａｎｆｅｎｇ，ＸＵＳｅｃｕｒｉｔｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｓｈｉｅｌｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｃｕｔｔｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈＱｉａｎｗｅｉ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｐｉｌｅｕｎｄｅｒｐｉｎｎｉｎｇａｎｄｒｅｍｏｖｉｎｇｌａｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒｂｒｉｄｇｅｐｉｌｅｓ［Ｊ］．ＵｒｂａｎＲａｐｉｄＲａｉｌＴｒａｎｓｉｔ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｃｒｏｓｓｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｐｉｌｅｆｏｕｎｄａ２０１３，２６（３）：９７－１０１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））ｔｉｏｎｓｏｆｒｏａｄｂｒｉｄｇｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ［８］陈万忠．浅析盾构穿越地下障碍物关键技术［Ｄ／ＯＬ］．期ＳｐａｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，６（１）：１０５－１１１．（ｉｎＣｈｉ刊网，（２０１２－１２－２０）［２０１３－０７－１５］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｓｅ））ｃｈｉｎａｑｋｉｎｇ．ｃｏｍ／ｙｃ／２０１２／２８６９０２．ｈｔｍｌ．［４］张健．地铁盾构隧道穿越桩基的凿除技术［Ｊ］．中国市［９］滕丽．盾构穿越地下障碍物的试验研究［Ｊ］．建筑机械政工程，２００６，４（１２２）：８７－８９．（ＺＨＡＮＧＪｉａｎ．Ｃｈｉｓｅｌｉｎｇ化，２０１１（１０）：８９－９１．（ＴＥＮＧＬｉ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｉｅｓｏｎｏｆｆｆｏｒｓｅｇｍｅｎｔａｌｔｕｎｎｅｌｉｎｇｆｏｒＭｅｔｒｏｗｏｒｋｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｉｌｅｓｈｉｅｌｄｔｈｒｏｕｇｈｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｏｂｓｔａｃｌｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，４（１２２）：Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１１（１０）：８９－９１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））泛亚高铁６月动工云南至缅甸３０ｋｍ隧道纵贯东南亚的泛亚高铁将从昆明出发，经由越南、柬埔寨、泰国、马来西亚，抵达新加坡。泛亚高铁将于２０１４年６月开工，从云南西部钻山建一条长约３０ｋｍ的隧道通往缅甸，再从缅甸向东，伸出一条支线去往泰国，另一条主线则经由老挝、越南、马来西亚通往新加坡。这条高铁线将成为我国通往东南亚诸国的一条便捷通道。中国工程院院士、著名铁路专家王梦恕透露，这些跨国高铁的建设有一个共同原则，即，由中方出资金、出技术、出设备去建设，建成后也会由途经国家来参与运营。在此过程中，中方将与相关国家洽谈，用修建高铁来置换当地资源，如中亚和欧洲的油、气资源，缅甸的钾矿，由此建立一个长效合作机制。泛亚高铁部分线路为从云南腾冲出发往缅甸方向延伸，尚未修建至缅甸境内。线路总长度为几十ｋｍ不足百ｋｍ。泛亚铁路整路段的建设可服务于丝绸之路经济带建设。随着境内路段修建完善，境外路段建设也将提速。铁路“走出去”：中国具有独特优势拥有自主知识产权，中国高铁技术水平比较好，实用性比较强，相应的制造价格比较低，这些都是中国高铁“走出去”的竞争优势。目前，中国拥有世界上最复杂、最发达的铁路运输系统，以及世界一流水平的机车、轨道和通信讯号的科研制造能力，在世界铁路建设市场中具有强大的竞争实力。作为在海外首次采用“中国标准”修建的电气化跨国铁路———埃塞吉布提铁路，全部使用中国标准，从设计、施工、监理，到轨料、施工装备、通信讯号和电气化设备、机车车辆，全部使用中国产品，是一条有“纯正中国血统”的铁路。中国铁路“走出去”不仅仅是价格低，而是逐步作为一个成熟的体系来整体输出，中国铁路的标准和规范正在走出国门，走向世界。（摘自隧道网ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｔｅｃ．ｎｅｔ／ｓｉｔｅｓ／ｓｕｉｄａｏ／ＣｏｎＰｇ．ａｓｐｘ？ＩｎｆＩｄ＝１４ａ５ｂ３ｂ６－ｄ０３ａ－４ｆ７ｆ－８８９４－５ｅｃ０ｅ７ｄ７８３０ｅ＆ＣｔｇＩｄ＝７７ｂｃ９０４０－５ｃ５９－４０６３－ｂ０ａ５－２７７１ｂ７２２３ｄｄ９２０１４－０５－０９）'