盾構(gòu)機過小凈空中間風井施工技術(shù)

姜 春 陽

(中鐵三局華東建設(shè)公司，江蘇 南京 211106)

盾構(gòu)機過小凈空中間風井施工技術(shù)

姜 春 陽

(中鐵三局華東建設(shè)公司，江蘇 南京 211106)

結(jié)合工程實例，從混凝土接收托架澆筑安裝、盾構(gòu)姿態(tài)控制、管片拼裝等方面詳細介紹了盾構(gòu)機過小凈空中間風井的控制要點，并闡述了盾構(gòu)機過小凈空中間風井的施工方案，對今后同類工程施工具有一定參考意義。

盾構(gòu)過中間風井，盾構(gòu)姿態(tài)控制，管片拼裝

0 引言

隨著城市化進程的發(fā)展，交通壓力越來越大，地鐵作為三維交通的重要部分在解決城市交通擁堵方面發(fā)揮著不可替代的作用。目前，城市地鐵建設(shè)正在如火如荼的進行。盾構(gòu)作為隧道開挖的先進機具，以其開挖速度快、勞動強度低、擾動小及地下作業(yè)等優(yōu)點在地鐵建設(shè)中被廣泛運用。但是由于地質(zhì)條件、場地限制等各方面原因，有些中間風井被設(shè)計成小凈空尺寸，這給盾構(gòu)施工帶來一定的施工難度，因此掌握盾構(gòu)過小凈空中間風井的施工技術(shù)顯得更為關(guān)鍵。

1 工程概況

南京南站站—岔路口站區(qū)間始于岔路口站北端，經(jīng)R=350 m左轉(zhuǎn)彎曲線及R=400 m右轉(zhuǎn)彎曲線至南京南站站，區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，整個工程投入兩臺德國海瑞克φ6390土壓平衡盾構(gòu)機施工。區(qū)間左線長度為2 025.937 m，右線長度為2 032.823 m，總長4 065.76 m，采用環(huán)寬為1.2 m的C50，P10鋼筋混凝土管片，管片外徑6 200 mm，內(nèi)徑5 500 mm，根據(jù)設(shè)計要求在區(qū)間左右線中間K6+950處設(shè)置一座事故風井，區(qū)間豎井、豎井通道、泵站在此合建，區(qū)間豎井凈空為7.5 m×3.2 m，前期作為施工豎井，能滿足運輸渣土、材料和人員出入等功能，豎井兩側(cè)分別設(shè)計了長度為6 m暗挖通道(盾構(gòu)在此處過站)(見圖1)。中間風井處在該段隧道最低點，該處地質(zhì)為中風化泥質(zhì)粉砂巖，盾構(gòu)設(shè)計線路在此區(qū)間從13‰下坡變?yōu)?3‰上坡。

2 工程難點分析

中間風井豎井通道寬度僅為6 m，而盾構(gòu)機的主體長度為7.8 m，即盾構(gòu)機長度大于過站長度，于是就產(chǎn)生了盾構(gòu)機刀盤進站而盾尾仍留在土體中，當二次始發(fā)開始后盾尾才完成進站這樣一個難題，因此給盾構(gòu)機檢修、測量及姿態(tài)控制、管片拼裝形式選擇及負環(huán)管片拆除等工作帶來一定困難。

2.1 盾構(gòu)機檢修

由于二次始發(fā)的準備工作(如：換刀工作、尾刷更換等)不能同時進行，因此對盾構(gòu)機檢修工作的要求更為嚴格。

2.2 測量及姿態(tài)控制

1)中間風井空間有限，對洞門鋼環(huán)進行測量復核很不方便。

2)區(qū)間隧道較長，給地下控制網(wǎng)布設(shè)及聯(lián)系測量工作帶來很大的麻煩。

3)中間風井豎井通道長度小于盾體長度，在未完全進站時，就開始進行二次始發(fā)掘進施工，不利于盾構(gòu)出站掘進姿態(tài)的控制。

4)中間風井接收架弧形混凝土基礎(chǔ)前期提前完成，不可調(diào)整，不利于接收托架中線控制。

2.3 管片拼裝形式選擇及負環(huán)管片拆除

由于礦山法中間風井通道內(nèi)施工作業(yè)空間小，且屬于密閉結(jié)構(gòu)，洞內(nèi)吊裝作業(yè)難度相對較大，從施工操作難易程度、工期及造價等方面進行綜合考慮，盾構(gòu)采用拼裝半環(huán)+整環(huán)管片的方式通過中間風井聯(lián)絡(luò)通道。

3 施工方案簡介及主要施工內(nèi)容

3.1 施工方案簡介

管片拼裝方式采取半環(huán)與全環(huán)管片拼裝結(jié)合，每隔2環(huán)半拼裝1個全環(huán)，半環(huán)管片只拼裝底部3塊A型管片，半環(huán)管片通縫拼裝，上半部分空缺管片的位置，使用φ203圓鋼頂管作為縱向支撐，臨時管片只貼軟木襯墊，不需貼止水條。

3.2 主要施工內(nèi)容

盾構(gòu)機過中間風井是指從盾構(gòu)機順利貫通進入中間風井聯(lián)絡(luò)通道(接收)到盾構(gòu)機從中間風井聯(lián)絡(luò)通道二次始發(fā)脫出風井聯(lián)絡(luò)通道(始發(fā))的整個施工過程。其間工作內(nèi)容包括：洞門環(huán)板安裝、澆筑混凝土導臺、洞門破除、洞門位置復核測量、盾構(gòu)推進進站、刀盤維修加固、臨時管片拼裝及加固、盾構(gòu)二次始發(fā)等內(nèi)容。

4 主要施工工藝

4.1 澆筑安裝混凝土接收托架

混凝土接收托架由混凝土導臺和鋼軌兩部分組成，導臺里程為K6+947～K6+953。導臺采用C30混凝土回填，盾構(gòu)機步進中心線比隧道設(shè)計中心線高20 mm～30 mm，托架中心線要與隧道設(shè)計中心線相吻合，混凝土接收托架要通過錨筋與風井底板固定牢靠(見圖2)。

4.2 盾構(gòu)機過中間風井時姿態(tài)控制

1)對進出站洞門鋼環(huán)多次測量，并請測量中心進行復核確定其準確位置。

2)在盾構(gòu)機到達中間風井前50環(huán)對所有測量控制點進行一次整體、系統(tǒng)的控制測量復測和聯(lián)測。

3)盾構(gòu)機到達中間風井前調(diào)正盾構(gòu)姿態(tài)，盾構(gòu)機中心軸線比設(shè)計軸線高20 mm～30 mm。

4.3 盾構(gòu)過中間風井時管片拼裝

為了保證提供盾構(gòu)推進和二次始發(fā)的反力并能方便順利拆除負環(huán)，中間風井處的管片拼裝采取了以下措施：

1)根據(jù)設(shè)計尺寸要求中風井共拼負環(huán)5環(huán)(見圖3)，采取整環(huán)+半環(huán)的拼裝方式，負環(huán)點位均為16點(封頂塊在正上方)，管片全部采用標準環(huán)，整環(huán)與半環(huán)(3塊標準塊)間隔拼裝，半環(huán)管片與整環(huán)管片之間上半部(16，14，2號點位，以油缸為參照)通過φ203鋼管做成的鋼支撐連接(見圖4)，每個鋼支撐都焊有一個吊裝螺栓用于安裝鋼支撐，鋼支撐上留有手孔方便穿管片螺栓。

2)在進入中間風井的第2,3環(huán)螺栓處加墊40 mm厚100 mm×150 mm的鋼板，以便將來管片拆除時通過割掉鋼板釋放管片間的縱向力。

4.4 盾構(gòu)在中間風井內(nèi)推進措施

1)推進過程中刀盤不旋轉(zhuǎn)，采用拼裝模式頂進。

2)盾構(gòu)姿態(tài)由于接收托架固定時已確定，則盾構(gòu)姿態(tài)應(yīng)與接收托架一致。

3)推進過程要注意管片螺拴一定要及時進行復緊。

4.5 盾構(gòu)機風井內(nèi)維修

盾構(gòu)進入中風井后進行刀具更換、刀盤耐磨條補焊、鉸接密封更換、盾尾刷檢修及更換，對平時注漿不太順暢的注漿管進行檢修，并對四個注漿管進行全面的清洗。

4.6 盾構(gòu)從中間風井二次始發(fā)

盾構(gòu)機從中間風井再次始發(fā)所用反力由管片及支撐鋼管共同提供，始發(fā)階段總推力按700 t進行設(shè)計，上半部設(shè)計推力250 t，下半部設(shè)計推力450 t，尤其上半部千斤頂總推力一定要控制在250 t以內(nèi)，在管環(huán)的3，9，12點位置設(shè)置方木撐以防管環(huán)整體松動。

5 結(jié)語

施工過程中，嚴格按照施工工藝中的技術(shù)要求，控制施工參數(shù)，特別是在盾構(gòu)姿態(tài)控制、管片拼裝方式、盾構(gòu)施工參數(shù)上積累了寶貴經(jīng)驗，圓滿完成了盾構(gòu)機的接收、檢修、二次始發(fā)等施工任務(wù)，同時在負環(huán)管片拆除上，克服了施工空間小的不利因素，做到了安全高效的拆除，為后期結(jié)構(gòu)施工贏得了時間。通過對各工序的不斷總結(jié)和完善，形成了盾構(gòu)機過小凈空中間風井的技術(shù)標準，為今后盾構(gòu)施工提供了寶貴的施工經(jīng)驗。

[1] 劉建國.深圳地鐵盾構(gòu)隧道技術(shù)研究與實踐[M].北京:人民交通出版社,2011.

[2] 竺維彬，鞠世健.復合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)[M].北京:中國科學技術(shù)出版社,2006.

[3] 董建剛.土壓平衡盾構(gòu)推進中施工管理過失的研究[D].廣州：中山大學碩士學位論文,2009.

[4] 董建剛，王 云.土壓平衡盾構(gòu)施工中盾構(gòu)機的操作與管片選型[J].山西建筑,2010,36(8)：341-342.

The construction technology of shield small clearance intermediate shaft

JIANG Chun-yang

(EastChinaConstructionCompany,ChinaRailwayThirdBureau,Nanjing211106,China)

Combining with the engineering example, this paper introduced in detail the control key points of shield small clearance intermediate shaft from concrete receiving bracket pouring installation, shield attitude control, pipe installation and other aspects, and elaborated the construction scheme of shield small clearance intermediate shaft, had certain reference significance for future similar engineering construction.

shield intermediate shaft, shield attitude control, pipe installation

1009-6825(2014)28-0180-03

2014-07-25

姜春陽(1984- )，男，工程師

U455

A