西安地鐵一號(hào)線盾構(gòu)過暗挖區(qū)間技術(shù)應(yīng)用

摘 要：盾構(gòu)過站技術(shù)一直是困擾盾構(gòu)施工過程中的重要問題，在不同的施工環(huán)境下，有不同的過站方法。通過介紹西安地鐵盾構(gòu)所采用的弧形導(dǎo)臺(tái)法過站實(shí)踐，總結(jié)出一套盾構(gòu)機(jī)過暗挖區(qū)間的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。對(duì)盾構(gòu)施工中過暗挖區(qū)間、車站、明挖區(qū)間施工均具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：暗挖區(qū)間；盾構(gòu)機(jī)；弧形導(dǎo)臺(tái)；過站

1 工程概況

西安地鐵一號(hào)線紡織城-半坡區(qū)間F6地裂縫加固段右線全長163.66m，左線全長204.756m。左右線分別位于ZJD54及YJD55圓曲線、緩和曲線及直線上，線間距為13-15米，單洞凈空寬度為8.3（7.5米）。暗挖隧道采用馬蹄形斷面，二襯為復(fù)合式襯砌。

盾構(gòu)機(jī)從紡織城始發(fā)，通過F6暗挖隧道，在盾構(gòu)施工過程中，采用日本小松直徑6.14米的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。

2 盾構(gòu)施工工藝流程

3 施工工藝

盾構(gòu)過站主要施工工藝有弧形導(dǎo)臺(tái)施工、過站準(zhǔn)備、暗挖隧道的端頭加固、接收端洞門砼的鑿除、洞門止水裝置的安裝、盾構(gòu)機(jī)出洞、盾構(gòu)機(jī)過弧形導(dǎo)臺(tái)、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制、盾構(gòu)機(jī)推上始發(fā)托架、反力架及斜支撐安裝等。

3.1 弧形導(dǎo)臺(tái)施工

隧道仰拱、襯砌施工完成后，在隧道底部施工弧形導(dǎo)臺(tái)。導(dǎo)臺(tái)基本作用是支撐著盾構(gòu)機(jī)并為盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)起導(dǎo)向作用。弧形導(dǎo)臺(tái)采用C20混凝土澆筑，縱向每7.5m預(yù)留3個(gè)50×250×500的孔洞。預(yù)留孔洞內(nèi)安裝22#工字鋼，長度1000mm，插入孔口500mm，上部留出500mm，為盾構(gòu)千斤頂提供反力。同時(shí)導(dǎo)臺(tái)的高度和軸線必須控制在設(shè)計(jì)答應(yīng)的誤差范圍內(nèi)。導(dǎo)臺(tái)斷面弧長與隧道中心夾角為50°，以保證盾體與導(dǎo)臺(tái)有足夠的接觸面；導(dǎo)臺(tái)弧面施工必須滿足設(shè)計(jì)要求，使盾體與導(dǎo)臺(tái)保持均勻接觸。導(dǎo)臺(tái)起點(diǎn)從洞門開始，一直至隧道端墻前方，導(dǎo)臺(tái)與端墻之間預(yù)留0.5m寬的缺口，使盾構(gòu)機(jī)刀盤在缺口處順利旋轉(zhuǎn)并切入端墻。

3.2 過站準(zhǔn)備

3.2.1 對(duì)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時(shí)的實(shí)際隧道中線及實(shí)際洞門中線進(jìn)行測量，得出盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)隧道中線及洞門位置的偏差值。

3.2.2 根據(jù)盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)隧道中線及洞門位置的偏差值和實(shí)測車站底板高程等數(shù)據(jù)，計(jì)算出鋼板及接受小托架的理論安裝高程。

3.2.3 根據(jù)理論安裝高程和實(shí)際測量數(shù)據(jù)，得以把盾構(gòu)機(jī)準(zhǔn)確無誤地推上接收鋼軌上。

3.3 暗挖隧道的端頭加固

加固好盾構(gòu)隧道和暗挖隧道的土體，以保證加固體的強(qiáng)度滿足盾構(gòu)機(jī)出洞安全。

3.4 接收端洞門砼的鑿除

為確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，洞門砼鑿除分兩階段進(jìn)行，第一階段在端頭土體加固檢驗(yàn)合格后鑿除墻厚的一部分；第二階段在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前和接收準(zhǔn)備工作完成后進(jìn)行。

3.4.1 鑿除砼之前，先在豎墻上按設(shè)計(jì)尺寸畫出洞門的輪廓線。

3.4.2 鑿除時(shí)分兩層進(jìn)行。先鑿除洞圈內(nèi)約3/4厚一層的鋼筋混凝土，為確保鑿除作業(yè)安全進(jìn)行，出現(xiàn)意外情況以便及時(shí)封堵，剩下厚1/4的一層采取分塊、由上而下的次序鑿除，共分九塊，直至鑿出最外排主筋為止。

3.4.3 分塊方法及鑿除順序見圖1（圖中①-⑨表示鑿除順序）。若土體壓力較大有坍塌危險(xiǎn)時(shí)，迅速用木板和鋼管支撐迎土面，盡快在豎井圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外側(cè)進(jìn)行加固注漿。

3.5 洞門止水裝置的安裝

接收端洞門內(nèi)徑與盾構(gòu)外徑之間存在環(huán)形建筑空隙，為了防止盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)時(shí)土體或地下水從空隙處流失，盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)接受前在洞圈處安裝密封裝置，作為盾構(gòu)接收施工階段臨時(shí)防泥水措施。

3.6 盾構(gòu)機(jī)出洞

盾構(gòu)機(jī)出洞后開始對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤、土倉內(nèi)和盾殼上面的泥土進(jìn)行清理，清理完成后直接把盾構(gòu)機(jī)推到弧形導(dǎo)臺(tái)的43鋼軌上，進(jìn)行接收端洞門的封閉處理。

3.7 盾構(gòu)機(jī)過弧形導(dǎo)臺(tái)

3.7.1 在弧形導(dǎo)臺(tái)縱向每7.5m預(yù)留3個(gè)50×250×500的孔洞。預(yù)留孔洞內(nèi)安裝22#工字鋼，長度1000mm，插入孔口500mm，上部留出500mm，為盾構(gòu)千斤頂提供反力。

3.7.2 在工字鋼和盾構(gòu)千斤頂之間通過管片傳力，每個(gè)管片長度為1.5m，在工字鋼后面焊接型鋼支撐，每推進(jìn)7.5m就在下一個(gè)預(yù)留孔中插入工字鋼再加管片進(jìn)行推定，使盾構(gòu)機(jī)不斷向前移動(dòng)。盾構(gòu)機(jī)每推進(jìn)7.5m就需在后面相應(yīng)的鋪設(shè)后配套和臺(tái)車的鋼軌，以達(dá)到盾構(gòu)機(jī)能夠整體前進(jìn)。

3.7.3 盾構(gòu)機(jī)是整體推過弧形導(dǎo)臺(tái)，為保證臺(tái)車能夠通過弧形導(dǎo)，將在弧形導(dǎo)臺(tái)上鋪設(shè)20工字鋼，43鋼軌固定在20工字鋼上，軌道從F6暗挖區(qū)間接收端一直鋪到盾構(gòu)機(jī)始發(fā)端。

3.8 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制

由于盾構(gòu)機(jī)在導(dǎo)臺(tái)上前進(jìn)阻力很小，并且導(dǎo)臺(tái)已經(jīng)確定了盾構(gòu) 機(jī)的前進(jìn)方向，為了確保盾構(gòu)機(jī)沿導(dǎo)臺(tái)軸線前進(jìn)不偏離導(dǎo)臺(tái)，并在導(dǎo)臺(tái)上保持正確的姿態(tài)，在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)采用交叉使用不同位置推進(jìn)油缸向前推進(jìn)。

由于該段隧道曲線半徑R=400m的緩和曲線，豎曲線僅是3‰的下坡，必須通過測量復(fù)核盾構(gòu)機(jī)軸線與導(dǎo)臺(tái)軸線誤差，并根據(jù)誤差調(diào)整鉸接油缸和推進(jìn)油缸的行程差，保證盾構(gòu)機(jī)在導(dǎo)臺(tái)上的良好姿態(tài)，使盾構(gòu)機(jī)沿導(dǎo)臺(tái)軸線往前推進(jìn)。

3.9 盾構(gòu)機(jī)推上始發(fā)托架

為了讓盾構(gòu)機(jī)能夠更準(zhǔn)確的再次始發(fā)，在暗挖區(qū)間西端始發(fā)位置布置了預(yù)埋件，在上面焊接9m長的43kg鋼軌和鋼板組成盾構(gòu)始發(fā)托架。

盾構(gòu)機(jī)推到暗挖隧道始發(fā)端始發(fā)托架后需對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行調(diào)整定位，在推進(jìn)過程中盾構(gòu)機(jī)會(huì)發(fā)生側(cè)滾。定位時(shí)把千斤頂?shù)囊欢斯潭ㄓ谒淼纼蓚?cè)的預(yù)埋件上，另一端頂在盾構(gòu)機(jī)焊接板，然后分別用千斤頂逐個(gè)調(diào)節(jié)盾構(gòu)機(jī)的位置。

3.10 反力架及斜支撐安裝

二次始發(fā)繼續(xù)使用原有的反力架，由于受到作業(yè)面的影響反力架不能采用整體安裝，將采用分塊吊裝安裝的方案，并在隧道二襯預(yù)埋鋼板及吊耳，為吊裝反力架提供掛點(diǎn)。反力架支撐與第一次始發(fā)支撐形式不變。

4 過暗挖所需物資準(zhǔn)備（見表1、表2）

5 結(jié)束語

通過對(duì)西安地鐵一號(hào)線盾構(gòu)過站技術(shù)的研究，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)施，盾構(gòu)過暗挖區(qū)間左線用時(shí)29天，右線用時(shí)25天，圓滿的完成了既定過站計(jì)劃。通過過暗挖區(qū)間操作，弧形導(dǎo)臺(tái)過站是一種行之有效的方法，為地鐵施工中盾構(gòu)過站技術(shù)提供一種指導(dǎo)。

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作者簡介：王淼（1979，10-），男，西安市地下鐵道有限責(zé)任公司工程師。

付貴（1984.7-），男，西安市地下鐵道有限責(zé)任公司助理工程師。