大直徑盾構隧道內的中隔墻施工

殷明祥

申通地鐵集團上海軌道交通十號線發展有限公司 上海 200237

目前國內采用盾構法施工的地鐵隧道斷面主要為單圓以及雙圓2種形式，其隧道主要采用直徑6 m級的盾構機進行施工，以滿足列車雙向運營。但該類盾構隧道阻塞比小，如果列車高速運行，在隧道中會產生瞬變壓力，容易引起乘客耳膜不適等反應。在這方面，若采用11 m級或以上的大直徑盾構法隧道，再通過設置中隔墻的方法將隧道分隔成2條區間以實現單管雙線運營，不僅施工效率高、工期短、節約地下資源、對周邊環境影響小及能有效減少拆遷成本。而且大直徑盾構拓展了隧道空間，列車提速后，乘車舒適度也將顯著提升。

但是，在相對狹小的隧道內施工中隔墻是一個全新工藝，國內目前也沒有類似實例。因此，如何解決狹小隧道內的水平運輸、預制中隔墻板的就位以及中隔墻施工的穩定性等是大直徑盾構隧道工程中亟需研究的重大課題。

1 應用工程概況

本工程為上海市重大工程，采用11 m級大直徑盾構法施工，隧道內徑10.4 m，內中分隔為倒T形，中隔墻高度7.8 m，其中預制部分高度5.3 m（圖1）。

圖1 建成后的單管雙線隧道

2 施工難點及重點

2.1 技術難度大

本工程是國內首條通過在大直徑盾構隧道內設置中隔墻實現單管雙線運行的軌道交通工程，沒有相關的工程經驗可供借鑒，屬于一全新工藝，需要研制新的專用設備并摸索出一套完整的施工工藝。

2.2 拼裝要求高

由于盾構掘進過程中隧道管片很容易發生旋轉，導致部分管片預留的接駁器與軸線位置偏離較大，還有極少部分預留接駁器自身垂直度就存在較大偏差，使得傳力桿無法安裝。這就需要對預制中隔墻頂部預留孔洞位置、直徑進行適當調整，對位置偏離較大的還需要進行植筋處理。

此外，在每塊預制中隔墻縱向之間沒有設計連接，無法像隧道管片利用千斤頂加力致以密貼，在拼裝初期拼裝一段距離后，累計的間隙會增大，也會使得中隔墻傳力桿不易被穿入孔洞內，因此每拼裝一段距離后就需要對中隔墻縱向進行收緊。

2.3 安全控制難

1）由于預制中隔墻構件中自重較重，平面尺寸大，構件較薄，安裝高度較高，故在狹小的隧道空間內安裝時極易產生傾倒。而且中隔墻采用預制與現澆相結合的形式，在后澆帶澆筑前預制中隔墻處于懸空狀態，穩定性較差，需要采取特殊的保護措施，用臨時支架進行固定。

2）中隔墻施工主要包括混凝土澆筑、預制中隔墻運輸及拼裝，而中隔墻底部“T”形現澆段一旦施工后，圓形隧道即被等分為兩部分，隧道內水平運輸時空間將相應縮小，多任務同時作業形成交叉施工勢必會增大安全風險。

2.4 建設周期短

本工程為上海市重大民生工程，工程總體節點目標要求在隧道貫通后半年內必須完成內部中隔墻施工，確保后續鋪軌、機電安裝、裝飾裝修等專業的施工，以實現通車目標。因此，建設工期非常緊張。

3 管理策劃和技術創新

3.1 確定管理目標

本工程圍繞中隔墻拼裝，設定了如下建設目標：一是達到設計要求，確保滿足各項使用功能要求，一次驗收合格率達到100%；二是打造樣板工程和精品工程，爭取獲上海市優質結構獎；三是滿足工程總體進度要求，安全管理無重大事故，施工期間全過程保持場容場貌干凈整潔，確保達到上海市文明工地[1-4]。

3.2 突出技術領先

針對工程建設難度大、技術要求高的特點，項目部成立專題研究小組，對建設過程中的關鍵技術難題逐一進行攻關。根據工前模擬和計算分析，課題組把握關鍵節點，主要對以下內容展開研究：預制中隔墻的拼裝施工機械研制；預制接駁器定位偏轉預防和糾正技術；狹小隧道內多任務水平運輸體系設計；預制中隔墻頂部就位技術；懸空拼裝構件自穩定裝置的設計。

4 技術實施及風險控制

4.1 研制專用設備

本工程為國內軌道交通建設中首條通過設置中隔墻以實現單管雙線運營的大直徑隧道，沒有任何現成的施工經驗可資借鑒。我們根據本工程預制中隔墻自重較重、平面尺寸大，而構件較薄、安裝高度較高、隧道空間狹小等特點，專門設計了一種新型的專用拼裝機，該設備具備在圓隧道內僅占用半幅路面作業、在各方向都能夠進行微調作業、自重較輕、移動靈活等優點，不僅實現了在狹小隧道空間內對預制中隔墻板拼裝的“自由”，亦使施工質量得以提高。另外，拼裝機采用電驅動、履帶式行走機構，也大大地提高了作業效率，更使工期得以壓縮。

4.2 優化狹小隧道內多任務運輸

通過合理選擇混凝土攪拌和運輸設備，采用2條軌道進行水平運輸，并在預制中隔墻作業區施工頂部鋼構件時搭設門式支架，徹底解決了預制中隔墻板運輸、混凝土澆筑與中隔墻拼裝施工的沖突問題，大大提高了作業效率，有效縮短了施工工期，也減小了多任務交叉施工的風險。

4.3 研究一整套預制中隔墻拼裝技術，形成有效工法

我們通過工前精心策劃，正式施工前再進行模擬段的作業，制訂了一整套包括在相對狹小隧道內預制中隔墻板的精確就位、隧道內多任務水平運輸、鋼構件固定、巖棉安裝及防火涂層等施工技術，并形成了施工工法（圖2）。

圖2 中隔墻拼裝過程

尤其是通過反復設計預制中隔墻臨時支撐，有效地解決了預制中隔墻在后澆段澆筑前處于懸空不穩定的狀態，取得成功，并申請了發明專利。

4.4 加強過程控制，及時優化和調整施工

4.4.1 成立QC小組

項目部成立了提高預制中隔墻拼裝精度QC小組。通過PDCA循環，為工程質量提供了保證。

4.4.2 方案論證評審

充分利用社會專家和資源，集思廣益，對中隔墻施工方案進行全面論證，通過對新技術、新設備、新工藝等方面進行綜合考察，保證工程安全順利的進展。

4.4.3 安全、技術質量交底

針對本工程在狹小隧道內進行多任務中隔墻施工的特點，施工前專門編制了作業指導書，項目部進行針對性安全、技術質量交底，特別是交叉作業施工的安全防護措施，做到全體作業人員心中有數。通過細致交底，明確重點工序要求及要點，并在過程中進行監督與不斷改進，施工過程中未發生任何安全、質量事故。

4.4.4 優化設計，及時調整，確保工程質量安全

項目部全程參與中隔墻的設計討論，在施工過程中對出現的問題及時與設計進行溝通并提出優化意見，例如增大吊裝孔預埋件、調整預制中隔墻榫頭倒角尺寸等，在減少了作業風險的同時也提高了施工質量[5]。

5 過程檢查和監督

5.1 聯合開展攻關，定期分析反饋

在工程施工全過程中，我們聯合設計方、業主方、監理方、構件預制廠家及設備制造商等定期對現場進行監督檢查，召開專題討論會，對施工過程中發現的技術難點、質量與設備缺陷進行總結并不斷改進，有效地保證工程的順利推進。

5.2 目標分解到位，確保責任落實

加強前期策劃和技術方案交底，層層進行目標分解、落實責任制，加強安全重大危險源、質量關鍵和特殊過程的風險識別與防范，加大針對性的安全宣傳和交底，以及施工人員的培訓教育，從源頭上把好安全質量關。

另外，我們還專門成立了新型設備維修保養小組，對首次設計制造的專用中隔墻拼裝機械定期進行檢查，一旦發現缺陷即及時整改維修，并對操作技巧不斷改進，保證了中隔墻拼裝的安全。

6 結語

在狹小隧道內進行預制中隔墻拼裝，在國內尚屬于首次。但隨著我國隧道工程的增加和施工技術的發展，大斷面隧道工程將成為常態，其中隔墻建造技術也將越來越進步。

本文通過具體的工程實踐，以技術創新推動項目管理，在施工過程中積極進行探索、思考，總結出了一套行之有效的管理方法。并對傳統的事前、事中、事后控制和PDCA循環控制等進行的深化和改進，大大提高了工效和產品質量，為類似工程建設提供了有益的參考。