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摘要：针对杭州环城北路-天目山路提升改造工程02标段盾构施工中遇到的MPP拖拉管群，过程中采取一系列施工技术措施予以控制，最终盾构切削该柔性障碍物的情况下顺利通过，为后续类似工程提供一种思路与帮助。

关键词：大直径泥水盾构;MMP拖拉管;施工技术

0 引言

现如今，城市地下空间发展愈来愈快，其中盾构隧道施工在城市交通建设中得到广泛应用，施工中不可避免的会遇到各类地下管道、建（构）筑物，通常盾构施工过程中会尽量避开正面相遇，亦或者切削穿越障碍物。现有技术研究多为切削穿越刚性材料的障碍物（包括桩基、混凝土管道、玻璃纤维地墙等物），对于柔性材料的障碍物（如MPP套管）研究较为少见，在此将以杭州环城北路-天目山路提升改造工程02标段盾构施工时穿越110KV电力MPP拖拉管的工程经验，通过实践证明在柔性材料的障碍物侵入盾构隧道范围且无法进行预处理的情况下，采用针对性的控制措施及技术方法，最终盾构顺利将MPP拖拉管进行了切削，实现顺利通过，且对周边环境影响较小，为后续类似工程施工提供思路与帮助。

1 工程概述

1.1 工程概况

杭州环城北路-天目山路提升改造工程02标段盾构段采用两台泥水平衡式盾构同时施工，刀盘直径为13.46m，盾构隧道管片外径13m，内径11.9m。北线盾构段长1742.976m，在728环～760环与110KV原电力拖拉空管及新建电力排管斜交（见图1），通过精探及可视化验证，原拖拉空管在750环～760环侵入隧道最深1.35m，分布为16孔，经建设单位多方协调，已完成管线割接及电缆抽除工作。

因拖拉管埋深较深，且地面存在既有通行道路，新建电力管线与原拖拉管在纵断面上重合，无法对残留的拖拉管进行预处理， 盾构机面临直接穿越该管线的风险。

1.2 现场情况

原电力拖拉管群管材为16孔DS175*16mm加强型MPP管，呈橘红色（见图3），具有抗冲击性强、耐外压、韧性好等特点，其主要物理力学性能详见图4。盾构掘进切削套管群时存在刀具无法顺利切断套管群，致使套管群缠绕刀盘的情况，存在刀盘卡死、管道范围地面沉陷、周边地下建（构）筑物破坏等风险因素，因此需在盾构掘进前对此进行施工方案编制及论证，确保施工顺利进行。计划盾构直接推进，同时对电力空管两头利用气囊（见图5）进行封堵，避免盾构推进过程中电力空管被挤破，盾构泥浆从电力空管内窜至地面，造成环境污染及安全事故。

a-MPP管材的主要物理力学性能

b-MPP管材在（23±2）℃时允许的最大拉拔力（单位：kg）

2 主要控制措施

2.1 施工准备

对盾构机、门吊、轨道运输车等机械设备和注浆管路进行一次全面检查和维护，对于存在故障和故障隐患的机械一律进行维修，并对注浆管路进行一次彻底的清洗，确保盾构机及配套设备在穿越的过程中处于良好的工作状态。

建立信息共享平台，将施工监测、第三方监测等监测数据共享，为盾构参数调整提供依据。

2.2 各施工阶段掘进主要控制参数

按照盾构穿越顺序，对地表沉降的控制可分为三个阶段，各个阶段主要控制参数详见表1.

2.3 严格控制盾构正面泥水压力

通过粘性土地层水土合算的原则，计算出掌子面的泥水压力设定值，同时根据掘进过程中地质和埋深情况、地表沉降监测、洞内自动化监测信息进行调整优化，使泥水压力设定值更加精确。根据试验段总结，本地层设定压力高于计算水土压力0.2bar，压力波动值控制在±0.1bar。掘进过程中，定期对泥浆指标进行测定，及时调整地面泥浆的各项技术指标，使得整个泥水循环系统运行顺畅，保证气仓压力及液位的相对稳定，从而确保盾构机掌子面安全。

2.4 掘进控制

为适应复合地层掘进，本台盾构机正面采用20寸滚刀（镶齿刀）共计88把，增加了滚刀耐冲击性和刀圈可用磨损量，同时使滚刀更易启动;滚刀与刮刀刀高差设计为60mm，有利于先行采用滚刀进行切削;外侧滚刀同轨迹增加焊接撕裂刀，撕裂刀刀高低于滚刀35mm，撕裂刀可在滚刀失效的情况下保护刀盘结构，同时撕裂刀起作用时刀盘扭矩增大。

在盾构穿越的过程中尽可能匀速推进（1.0～2.0cm/min），确保盾构机均衡、匀速地穿越原电力空管及新建电力排管，减小盾构推进对前方土体的扰动。盾构进行平面或高程纠偏的过程中，必然会增加建筑空隙，造成一定程度的超挖，因此在盾构机进入电力管线影响范围之前，将盾构机调整到良好的姿态，并且保持这种良好姿态穿越电力管线。在掘进过程中如需纠偏，控制每环纠偏量不大于10mm（高程、平面），以减少盾构施工对地层的扰动影响，从而尽可能减少沉降，保证电力管线安全。另外转速不宜过快，按照1.0r/min控制。加大泥浆环流，重点对仓门处进行冲刷，防止残留的拖拉管卡主格栅，造成滞排。最终目的将原110KV电力空管进行切削。

2.5 盾尾同步注浆

因盾构外径大于管片外径，盾尾通过后管片外围和土体之间存在空隙，施工中采用同步注浆充填这一部分空隙控制沉降。同步注浆浆液选用双液砂浆，配合比根据以往经验选取（见表2）。施工过程中严格控制同步注浆量、注浆压力及浆液质量，严格控制浆液配比，使浆液和易性好，泌水性小，实验室定期取样试验，进行配合比的优化。

结合前期掘进段总结，同步注浆量控制在建筑空隙的120%～150%，实际施工中浆液的用量结合前一阶段施工的用量以及监测报表和注浆压力综合进行合理选择，同步注浆根据掘进速度均匀、连续压注。

注浆压力控制在0.2～0.4MPa左右，注浆量和压浆点视压浆时的压力值和监测数据进行实时调整，同步注浆量以地面适当隆起2～5mm为宜。

V=π/4×（13.46×13.46-13×13）×2=19.1m³

根据前期掘进段的相关参数，同步注浆量为理论注浆量的1.5倍，即28.65m³，后续根据监测情况进行调整。

2.6 泥水系统

泥浆起着稳定掘削面，防止掘削面的变形、坍塌及地层沉降的作用。泥浆须具备如下特性：物理稳定性好、化学稳定性好，泥水的粒度级配、相对密度、粘度要适当;流动性好;成膜性好。

泥水盾构施工中要求控制进浆密度为1.16～1.30g/cm3，进浆粘度为22～28s。

2.7 盾尾密封控制

为了安全顺利地完成隧道的掘进任务，盾构机的盾尾密封系统设置为3道尾刷+1道钢板束，三道油脂腔，18×3个注脂点位，点位布置多，平均间距小，施工过程中通过油脂系统压注高止水性油脂，确保止水可靠性。

在盾构掘进过程中还要保持盾构姿态，控制好盾尾间隙，避免一侧间隙过大;同时通过油脂注入压力判断盾尾油脂注入的饱满度;安排专人负责观察盾尾的密封性，确保盾尾不漏浆。

3 工程实践结果

通过上述控制措施，盾构顺利穿越该处电力拖拉管群。穿越期间泥水循环系统顺畅、推进速度平稳;地表周边环境无异常、地面沉降及累计隆起控制良好。

4 结束语

通过本次盾构顺利穿越MPP拖拉管群，证实了在盾构施工中，面对强度高、韧性好的MPP类材质的柔性障碍物时，通过合理控制掘进参数，顺利完成侵入管道的切削，同时未对地表及新建管道造成影响，该施工技术措施效果显著，对现实工程具有着积极的指导意义，为后续类似工程施工提供思路与帮助。

参考文献

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