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1、地铁区间隧道盾构始发掘进技术 【摘 要】以具体工程为例,简要说明在该工程地质条件下盾构的始发流程。从洞门密封、洞门破除、导轨安装、掘进方向的控制与调整等方面重点介绍土压平衡式盾构始发技术的组成及关键技术和施工工艺,并对盾构始发施工过程中出现的常见问题,给出建议性对策和预防措施。【关键词】盾构始发 技术 掘进 隧道 前言 随着国民经济的发展和城市化的加快,城市地下空间的开发和利用越来越多的受到重视。城市轨道交通中的地铁,其区间隧道一般位于繁华路段,周围密集的建筑物及大量的地下管线为施工带来一定难度,盾构法以其施工速度快、安全、对周围环境影响小等优势在地铁隧道施工中得到了广
2、泛应用。盾构始发是隧道盾构法施工的一大关键环节,也是盾构法施工的难点[1、2]之一,其成败对隧道施工质量、进度、安全及其经济效益都有重要的影响。本文结合盾构实践工程实例,重点介绍盾构始发的技术问题。1、工程概况 某轨道交通区间隧道土建工程包含一个盾构区间,两个明挖区间段,盾构区间合计长2269·579m,其中右线长1124·828m,左线长1144·751m,线路最小平曲线半径为300m,隧道内径5·4m,外径6·0m,隧道底板埋深10·82m~12·35m,采用2台复合式土压平衡盾构机掘进,左右线各1台。根据总体施工计划,先行始发施工左线,待左线盾构掘进50m后再行始发施工右
3、线。洞口段主要为〈1〉人工填土层、〈2-2〉淤泥质粉砂层、〈4-1〉粉质粘土、〈5-2〉残积类硬塑状粉质粘土、〈7〉岩石强风化带等海陆交互相沉积的淤泥质土、砂、软-塑状粉质粘土和硬塑状基岩残积层组成,隧道洞身主要为〈5-2〉残积类粉质粘土层和<6>、<7>全、强风化岩层组成。区间地下水类型主要为赋存于第四系松散土层中的孔隙潜水和层状基岩裂隙承压水(白垩系碎屑岩)。2、盾构始发施工技术2·1 始发端头地层加固处理 由于本区间隧道盾构始发端头地质条件较差,需先进行端头加固,再进行洞门施工。盾构始发地层采用搅拌桩+旋喷桩注浆加固方案,以确保在盾构始发时,凿除车站围护桩后前方土体有较好的
4、自稳性和防水性能。2·2 始发流程 盾构始发是指盾构从组装调试,到盾构完全进入区间隧道并完成试掘进为止的施工过程。 盾构始发的成功与否将直接影响着后期盾构隧道工程的顺利开展,因此在盾构始发时除对始发端头进行必要的加固外,还要在技术方案上对始发工作进行有力的支持和保证。盾构始发按图1流程进行:2·3 洞门凿除方案 本区间盾构施工中,共有8座洞门需要在始发前将洞门端头围护桩进行凿除,经调查已知该区间盾构始发井围护结构为钻孔桩结构和地下连续墙结构两种。由于车站围护结构采用形式不尽相同,因此针对不同的盾构井围护结构,采用不同的凿除方案。2·3·1 采用桩基的围护结构
5、 为了避免洞门凿除对车站结构产生扰动,围护桩钢筋砼的凿除分两步进行(如图2示):先沿洞周凿除A部分,采用破碎锤施作,在中心3·05m外沿环向安装格栅并与钻孔桩钢筋焊接喷射砼形成30cm厚的格栅支护;再采用静态爆破的方式凿除B部分。凿除时围护桩内层钢筋先不予割除,待盾构推进或出洞时再迅速割除。2·3·2 采用地下连续墙的围护结构 盾构机开始掘进施工前,要在洞圈内搭设钢制脚手架工作台,在洞门中心凿一个孔,用来观察外部土体情况,然后分9块凿除洞门(详见图3),并在每块混凝土中间凿出一个吊装孔,落在洞圈底部的混凝土碎块应清理干净,然后按照先上后下的顺序逐块割断钢筋吊出,必要时采用喷射砼
6、封闭掌子面。洞门凿除必须连续施工,尽量缩短作业时间,以减小正面土体的流失量。2·4 始发设施的安装2·4·1 始发台安装 在洞门凿除完成之后,依据隧道设计轴线定出盾构始发姿态的空间位置,然后计算确定出始发台的空间位置。由于始发台在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及约束盾构旋转的扭矩,所以在盾构始发之前,必须对始发台两侧进行必要的加固。加固方式见图4。 由于始发段地层围岩较软弱,因此在安装盾构始发托架时,必须稍向上调高坡度,这样才有利于有效控制盾构机在始发阶段的“叩头”现象。2·4·2 反力架安装 在盾构主机吊装完成之后,在盾构主机与后配套连接之前,开始进行反力架
7、的安装。由于反力架和始发台为盾构始发时提供初始的推力,在安装反力架时,反力架端面应与始发台水平轴垂直,以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。反力架左右偏差控制在±10mm[3]之内,高程偏差控制在±5mm[3]之内,上下偏差控制在±10mm[3]之内。安装时反力架与车站结构连接部位的间隙要用钢板垫实,以保证反力架脚板有足够的抗压强度。安装完第一负环管片后,要及时把负环管片与反力架用螺栓连接,以防管片在受推力状态下与反力架端面错位。2·
