地铁施工中盾构机“先隧后站”的可行性探讨

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1、地铁施工中盾构机“先隧后站”的可行性探讨：针对城市地铁施工受限因素较多，多出现车站施工进度影响区间施工的影响，制定了先进行盾构掘进，后进行车站隧道开挖的方案，本文章从技术的可行性、合理性方面进行了探讨。该方案已于广州地铁六号线的建设中使用，效果良好，对类似工程有一定的指导和借鉴意义。　　关键词：盾构先隧后站　　一、问题的提出　　广州市轨道交通六号线【东湖站～黄花岗站盾构区间】土建工程目前左线盾构机已顺利完成东湖站～东山口站区间的掘进任务到达于东山口站的分界里程，于2007年7月25日开始停机等待过站条件。从目前的东山口的施工进度看有所滞后，初步

2、预计等待时间在9个月以上。　　为了尽量的减少工程风险和设备风险，以及力保整个施工工期的目的，提出此方案。　　二、方案概况　　总体方案按照“盾构先过、管棚护顶、长短结合、10m一掘进、5m一回头、台阶法扩挖”的思路实现“先隧后站”施工。台阶法扩挖时轨线采用过轨栈桥过渡以保证盾构正常掘进。　　总体方案：　　①.现有竖井继续按现有方案施工完成；　　②.利用竖井施工大管棚；　　③.回填竖井，以避免竖井在盾构通过时需要的端头加固。　　三、车站设计及环境概况　　广州市轨道交通六号线东山口站位于中山一路与署前路交叉路口，车站采用明挖与暗挖施工方法施工。盾构通

3、过车站左线暗挖段总长200.1m，暗挖隧道拱顶距地面18.800m～19.845m。　　暗挖隧道所经过的岩土层大部分为中风化岩〈8〉和微风化岩〈9〉，顶部部分经过强风化岩〈7〉和全风化岩〈6〉。　　水文地质条件：地下水主要为第四系松散岩类孔隙水，基岩风化裂隙水。地下水涌水量不大，由于基岩裂隙发育不均匀，局部地段裂隙发育，基坑或隧道在裂隙较发育地段，可能有股状地下水涌出，在裂隙不发育地段，仅会有渗水现象。　　四、具体施工工艺　　(一)竖井施工和管棚施工　　1.竖井施工　　目前竖井设计尺寸为5.5×12.2m，位于左线暗挖站台正上方，设计位置为北端

4、B型断面范围。竖井继续按计划开挖至暗挖站台底部，隧道范围采用喷射混凝土，或改为宜拆除的临时支撑。　　2.管棚施工　　为确保拱顶建筑物的安全，提前利用新增竖井采取长管棚超前支护的施工方法，预先提供增强地层承载力的临时支护方法，对有效控制塌方和抑制地表沉降产生明显效果，为保证暗挖站台隧道顺利开挖和管片拆除施工安全提供有利保证。　　施工参数：管棚材料选用Φ108热轧无缝钢管，壁厚5mm，管棚环向定位沿开挖轮廓线（以C型为准）外放300mm，环向间距0.4m，以外插角0.3-0.5度打设，长度以全部穿过省二轻房屋为宜，长度初步确定为70m，注浆加固土体

5、及管棚内注浆浆液采用水泥—粘土粉混合浆液，管外壁与孔壁间注浆填充水泥浆液，水灰比为1：1,注浆压力0.4-0.8Mpa。　　施工设备采用单台HTG-100型水平定向钻机，此钻机钻头采用与钻管等径的楔型钻头，楔板回转半径略大于钻管半径，钻头前端有Φ12－15mm的水眼，当钻头正常回转钻进时钻管沿直线前进。当钻头由于某种原因偏离预定轨迹偏向某一方向时，就进行纠偏，纠偏方法是把钻头楔面调至已经偏斜的方向，钻机停止回转加力顶进，钻头由于斜面的作用就会向相反的方向偏斜，以此调整钻进的方向。面向角的朝向和钻头的偏斜方位都是由装在钻头后部的导向探头监测的，通

6、过穿过钻管的导线连接到位于钻机操作台的显示屏，机手就可以方便的调整钻进方向。这样终孔偏差可以控制在1‰以内。　　如图所示：钻头内装有特制的传感器，传感器直接由15V直流供电。显示屏显示钻头的倾角(水平角度)、面向角(导向板的方向：导向板朝上即为12点，如同钟面)。打设角度如果偏下，可以把钻头调到12点，即导向板朝上，直接顶进，此时由于导向板底　　　　　　　　图1导向示装置意图　　板斜面面积大。受到一个向上的力，钻头轨迹就会朝上运动。同理在6点纠偏可以使钻头轨迹朝下，9点、3点分别是为左、右纠偏方向。如果角度合适，钻机会匀速旋转钻进，此时钻杆轨迹

7、一般是平直的。所以导向钻头是上下纠偏的关键。至于左右偏差根据传感器尾端的发光装置来定，通过仪器测量参数来纠偏。　　带管水平钻进，跳3～5个孔钻一孔注浆完成一孔，再开钻另一孔，单孔采取带管钻进一段注浆一段，每带管钻进2～3米（由于井内空间受限）孔口封压注浆一次；管棚钢管采用丝扣连接，扣长60mm，为了避免相邻钢管搭接头在同一里程，长管棚前端第一根可以采用两种长度规格，单号第一根打设3m钢管，双号第一根打设2m钢管，随钻随注，注浆采取注浆机压注；终孔后需要注浆封填管壁与孔壁间环状缝隙，拟从管棚钢管口注入，从钻头端由里向外反出水泥浆封填缝隙至孔口。　

8、　施工工艺流程：测量放线→铺设"H"钢轨道→设备组装调试→埋设孔口管→调试钻机（方位、倾角）→钻具组装进孔→冲洗液循环→导向钻进→回次加尺（接线、接口