城市地鐵盾構(gòu)通過暗挖隧道施工案例

趙崗領(lǐng),王立川

(北京中鐵隧建筑有限公司,北京100022)

0 引言

隨著我國城市化進(jìn)程的迅猛推進(jìn),軌道交通日益成為解決城市交通擁堵的有效和主要途徑之一,近10年來盾構(gòu)施工在城市軌道交通建設(shè)已經(jīng)逐步成為安全、快速的手段。盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)、過站等施工技術(shù)[1-3]日趨成熟,但盾構(gòu)空推法通過二次結(jié)構(gòu)已成型的暗挖隧道等狹小空間并不常見。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)國內(nèi)現(xiàn)有“礦山法+盾構(gòu)法”復(fù)合工法施工完成的隧道共有1 300多m,主要分布在深圳、廣州等地層復(fù)雜的地區(qū)。廣州地鐵三號(hào)線大石站—漢溪站區(qū)間隧道、地鐵四號(hào)線大學(xué)城專線小—新區(qū)間隧道、地鐵五號(hào)線區(qū)—楊區(qū)間隧道(需鑿除侵限樁);深圳前灣燃機(jī)電廠過海管廊隧道、深圳前灣過海隧道、深圳地鐵2號(hào)線東港路站—招商?hào)|路站區(qū)間隧道等工程均采用“礦山法+盾構(gòu)法”[4-7]順利完成施工,這些工程多由于在隧區(qū)間道中間深埋段遇到上軟下硬的復(fù)雜地層,其硬巖層天然抗壓強(qiáng)度達(dá)80MPa以上,有的甚至高達(dá)180MPa,長度也多在100m以上,文獻(xiàn)[8-10]隧道施工系盾構(gòu)到達(dá)前先采用礦山法開挖,然后采用盾構(gòu)步進(jìn)、拼裝管片的方法通過該段地層,盾構(gòu)穿過時(shí)拼裝的管片作為永久支護(hù)的二次結(jié)構(gòu)。

本工程暗挖隧道空間狹小,如按常規(guī)盾構(gòu)過站工法通過、始發(fā)受到各方面因素的制約,施工難度大。盾構(gòu)在空間狹小的暗挖隧道內(nèi)空推通過時(shí),無需拼裝管片但需二次始發(fā),因大型設(shè)備無法操作,給盾構(gòu)到達(dá)、空推、二次始發(fā)、姿態(tài)控制、反力支撐安裝以及負(fù)環(huán)拆除等增加了施工難度和風(fēng)險(xiǎn)。鑒于此,對(duì)盾構(gòu)通過暗挖隧道的施工技術(shù)與控制要點(diǎn)進(jìn)行探究。

1 工程概況及難點(diǎn)分析

1.1 工程概況

西安地鐵軌道交通二號(hào)線土建工程19標(biāo)段,盾構(gòu)區(qū)間隧道全長2 376雙線延米,其中F8、F9地裂縫暗挖隧道長341雙線延米,盾構(gòu)隧道內(nèi)徑5 400mm,外徑6 000mm,預(yù)制裝配式板形鋼筋混凝土管片,錯(cuò)縫拼裝,縱、環(huán)縫均采用弧形螺栓連接。使用日本小松公司制造的 φ6 140土壓平衡盾構(gòu)施工,主機(jī)長8.68m。盾構(gòu)通過地層主要為新黃土、古土壤、老黃土、細(xì)砂層和粉質(zhì)黏土,地下水為潛水和上層滯水,水位較高。2臺(tái)盾構(gòu)共8次始發(fā)、8次到達(dá)。

由于西安地層有活動(dòng)變形,地鐵結(jié)構(gòu)凈空預(yù)留了后期變形空間,地裂縫暗挖隧道斷面寬、高凈空分別為7.50,6.69m。由此暗挖隧道把2個(gè)盾構(gòu)區(qū)間分成4部分,盾構(gòu)空推依次通過F9、F8地裂縫暗挖隧道。本標(biāo)段盾構(gòu)由會(huì)展中心站始發(fā),掘進(jìn)至F9暗挖隧道采用空推后再掘進(jìn)至緯一街站,再從緯一街站始發(fā)掘進(jìn)至F8暗挖隧道,空推后掘進(jìn)至小寨站拆卸、退場。左線盾構(gòu)先始發(fā),右線盾構(gòu)相隔200m后始發(fā),除左線盾構(gòu)通過F9地裂縫暗挖隧道時(shí)采用弧形導(dǎo)臺(tái)加鋼板外,其余左右線通過F9、F8暗挖隧道時(shí)均采用弧形導(dǎo)臺(tái)加鋼軌的方式通過。該標(biāo)段盾構(gòu)行程見圖1,本文主要介紹右線盾構(gòu)通過F9暗挖隧道。

圖1 該標(biāo)段盾構(gòu)行程平面圖Fig.1 Plan of shield tunneling route

1.2 難點(diǎn)簡析

盾構(gòu)空推通過空間狹小的暗挖隧道,除盾構(gòu)接收、二次始發(fā)、負(fù)環(huán)拆除等常見控制難點(diǎn)外,施工過程中尚有以下難點(diǎn)及特點(diǎn):

1)盾構(gòu)接收、空推、始發(fā)軌道的精度、穩(wěn)定性等是控制重點(diǎn),否則可能引起盾構(gòu)姿態(tài)出現(xiàn)偏差較大,糾偏、調(diào)整極為困難;

2)暗挖隧道內(nèi)空間狹小,反力鋼環(huán)安裝困難且受力復(fù)雜;

3)大型設(shè)備無法操作,負(fù)環(huán)拆除操作困難,施工風(fēng)險(xiǎn)大;

4)本工程工期緊,盾構(gòu)必須快速、平穩(wěn)通過,并施工成本應(yīng)控制;

5)盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)及推力控制是難點(diǎn),反力鋼環(huán)受力安全穩(wěn)定是關(guān)鍵。

2 施工方法比選

為確保工程順利實(shí)施,規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn),施工策劃階段即對(duì)盾構(gòu)通過暗挖隧道的方法進(jìn)行了分析、比較、研究,通過方法主要為盾構(gòu)先穿越而后拆除盾構(gòu)隧道再施作暗挖隧道(簡稱“先通過”)和先施作暗挖隧道后盾構(gòu)通過(簡稱“后通過”)2大類。前者利于盾構(gòu)施工,但盾構(gòu)通過后,盾構(gòu)隧道位于暗挖隧道內(nèi),暗挖隧道開挖時(shí)逐步將混凝土管片破除,施工風(fēng)險(xiǎn)極大,且失去利用暗挖隧道進(jìn)行盾構(gòu)檢修的機(jī)會(huì);后者利于暗挖隧道施工,側(cè)滾、姿態(tài)控制、反力支撐體系設(shè)計(jì)和安裝、負(fù)環(huán)拆除等有一定的困難,但施工風(fēng)險(xiǎn)處于可控范圍內(nèi),且可以利用暗挖隧道對(duì)盾構(gòu)刀盤、盾尾密封刷等進(jìn)行檢修、更換,故決定實(shí)施“后通過”方案。

“后通過”方案有過站小車、弧形導(dǎo)臺(tái)加鋼板、弧形導(dǎo)臺(tái)加鋼軌3種方法。過站小車法下部需墊鋼板,洞內(nèi)空間狹小,鋪設(shè)鋼板對(duì)底板混凝土平整度要求高,一次性鋼板投入成本高,施工周期長;弧形導(dǎo)臺(tái)加鋼板法,施工工期長,步進(jìn)時(shí)盾構(gòu)易叩頭而咔住鋼板,不易控制鋼板及盾構(gòu)姿態(tài),摩擦力大,需要的推力大,施工風(fēng)險(xiǎn)大,速度慢;弧形導(dǎo)臺(tái)加軌道法,對(duì)導(dǎo)軌定位精度要求高,推進(jìn)系統(tǒng)易上浮,所需始發(fā)及空推推力小,反力鋼環(huán)受力小,施工速度快,安全系數(shù)高,施工方法比選見表1。

表1 通過暗挖隧道施工方法比較Table 1 Comparison and contrast of shield advancing method

3 施工過程控制要點(diǎn)

3.1 施工流程

通過綜合比選,決定實(shí)施“后通過”方案之弧形導(dǎo)臺(tái)加軌道法,按照整機(jī)到達(dá)和整機(jī)始發(fā)的要求進(jìn)行施工控制。盾構(gòu)到達(dá)暗挖段之前首先在暗挖隧道內(nèi)澆注弧型混凝土導(dǎo)臺(tái)并安裝軌道于其上,在導(dǎo)臺(tái)中部及兩側(cè)預(yù)留孔洞作為盾構(gòu)推進(jìn)反力支撐體系的基座,待盾構(gòu)到達(dá)暗挖段后直接將盾構(gòu)推進(jìn)至混凝土導(dǎo)臺(tái)軌道上,之后只需拼裝底部的一塊管片并在導(dǎo)臺(tái)預(yù)留孔洞內(nèi)安裝反力裝置使盾構(gòu)通過暗挖隧道;盾構(gòu)通過暗挖隧道到達(dá)始發(fā)端頭后直接利用混凝土導(dǎo)臺(tái)作為始發(fā)臺(tái),在暗挖隧道內(nèi)安裝反力鋼環(huán)及型鋼支撐并通過拼裝負(fù)環(huán)管片為盾構(gòu)提供反力使盾構(gòu)掘進(jìn),待隧道貫通或掘進(jìn)約100 m后將負(fù)環(huán)管片和反力環(huán)拆除,導(dǎo)臺(tái)內(nèi)的預(yù)留孔洞在隧道二次鋪底時(shí)填充即可,施工流程圖見圖2,盾構(gòu)通過示意圖見圖3。

圖2 盾構(gòu)通過暗挖隧道施工流程圖Fig.2 Flowchart of shield advancing through mined tunnel section

圖3 盾構(gòu)通過暗挖隧道示意圖Fig.3 Sketch of shield advancing through mined tunnel section

3.2 到達(dá)前的混凝土導(dǎo)臺(tái)施工及軌道安裝

暗挖隧道斷面凈空為7 500 mm的馬蹄形,比盾構(gòu)直徑φ6140mm大1360mm,若不準(zhǔn)確定位,空推過程中盾構(gòu)側(cè)滾較大,會(huì)造成盾構(gòu)二次始發(fā)定位較為困難,因此必須保證盾構(gòu)于設(shè)計(jì)線路軌道中心線通過。暗挖隧道二次襯砌底板分2次施作,第1次在底部45°范圍內(nèi)設(shè)置R=3.085m、B=2.37m、H=1.3m的混凝土弧形導(dǎo)臺(tái),導(dǎo)臺(tái)兩側(cè)安裝軌道,軌道采用膨脹螺栓或預(yù)埋鋼筋加壓板固定。為保證盾構(gòu)空推過程中有足夠的步進(jìn)反力,二次襯砌底板澆注時(shí)導(dǎo)臺(tái)內(nèi)每隔7.5m設(shè)置縱向預(yù)留空洞,預(yù)留空洞尺寸滿足牛腿安裝要求,每個(gè)斷面預(yù)留3個(gè)孔洞,待盾構(gòu)二次始發(fā)掘進(jìn)70m后進(jìn)行第2次底板混凝土澆注,然后再次鋪設(shè)運(yùn)輸軌道,詳見圖4。

圖4 混凝土導(dǎo)臺(tái)預(yù)留孔洞斷面圖Fig.4 Cross-section of pre-reserved holes in concrete cradle

3.3 盾構(gòu)接收控制

3.3.1 貫通測量

為確保盾構(gòu)順利貫通,減小測量誤差,在盾構(gòu)掘進(jìn)距離暗挖隧道100m時(shí),進(jìn)行貫通測量。

3.3.2 暗挖隧道端頭墻破除

暗挖隧道堵頭墻為厚300 mm的C25勁型噴射混凝土,工字鋼間距500 mm。整個(gè)破除分2步進(jìn)行:先在盾構(gòu)距離較遠(yuǎn)時(shí)破除暗挖隧道初期支護(hù)噴射混凝土,將工字鋼間隔切除,清除暗挖隧道初期支護(hù)施工時(shí)安裝的徑向小導(dǎo)管和砂漿錨桿、鋼筋網(wǎng);第二步在盾構(gòu)刀盤即將抵達(dá)端頭墻前10～15 m時(shí),迅速割除工字鋼,根據(jù)刀盤的實(shí)際位置檢查刀盤與洞口的空間位置關(guān)系,確保沒有工字鋼和鋼筋侵入刀盤觸動(dòng)輪廓線范圍之內(nèi),及時(shí)清理鑿除洞門產(chǎn)生的碴土。

3.3.3 到達(dá)掘進(jìn)及盾構(gòu)接收

1)到達(dá)掘進(jìn)同始發(fā)掘進(jìn)一樣要通過加固區(qū),有刀盤啟動(dòng)困難、扭矩加大、螺旋輸送機(jī)扭矩較大的現(xiàn)象;到達(dá)段盾構(gòu)的掘進(jìn)參數(shù)據(jù)刀盤土體的穩(wěn)定性而定,出碴門的開口度根據(jù)實(shí)際情況參照始發(fā)階段而定。

2)進(jìn)入加固區(qū)后,適度減小土倉壓力,避免土壓過高,將洞口土體推入暗挖隧道。同步注漿漿液改為水泥水玻璃雙液漿。在進(jìn)入加固區(qū)之前還應(yīng)觀察洞口變化狀況,快速將洞口剩余的工字鋼切除。在掘進(jìn)過程中,專人負(fù)責(zé)在現(xiàn)場進(jìn)行觀察指揮及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)。

3)掘進(jìn)至距貫通面約3m時(shí),也就是最后1～2環(huán)應(yīng)盡量不加或少加水、泡沫,以防盾尾漏漿和周圍土體松動(dòng)較大而造成貫通后洞口涌漿等不良后果。在最后剩余段的掘進(jìn)過程中,應(yīng)遵循“低推力、低轉(zhuǎn)速,小擾動(dòng)”的原則,加大出碴量,盡量將土倉內(nèi)的碴土出空;掘進(jìn)主司機(jī)、現(xiàn)場值班工程師及掘進(jìn)班人員注意監(jiān)控前方動(dòng)態(tài),判斷刀盤是否進(jìn)入初支結(jié)構(gòu)內(nèi),如進(jìn)入則停止掘進(jìn),轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤出空土倉內(nèi)碴土。

4)隧道貫通后,盾構(gòu)刀盤露出洞口,迅速清除洞口碴土,根據(jù)刀盤與混凝土導(dǎo)臺(tái)之間的距離與高程情況,安設(shè)盾構(gòu)到達(dá)接收軌道。在軌道靠刀盤段做成楔形,保證盾構(gòu)能順利步入軌道。軌道支撐必須牢固,避免軌道在刀盤作用下發(fā)生大的位移造成盾構(gòu)出洞口后“叩頭”。

3.4 空推步進(jìn)

在混凝土導(dǎo)臺(tái)預(yù)留孔內(nèi)安裝牛腿作為反力裝置,并在盾尾內(nèi)安裝液壓千斤頂作為推進(jìn)動(dòng)力,空推過程中只拼裝拱底塊管片,將管片推至反力裝置處使盾構(gòu)沿軌道推進(jìn);由于預(yù)留孔縱向間距為7.5m需要拼裝5塊拱底塊管片,在推進(jìn)過程中為了防止拱底塊的上拱,需要在拼裝好的拱底塊上方安置1塊管片進(jìn)行施壓,拱底塊管片拖出盾尾后及時(shí)采取措施防止管片下沉,盾構(gòu)步進(jìn)時(shí),派專人在盾構(gòu)前方檢查盾構(gòu)步進(jìn)情況,及時(shí)與盾構(gòu)司機(jī)緊密聯(lián)系,出現(xiàn)異常立即停止推進(jìn)。

盾構(gòu)沿軌道推進(jìn)時(shí),速度不可過快,宜按10～20 mm/min控制。

盾構(gòu)在向前推進(jìn)時(shí),主要控制盾構(gòu)的推進(jìn)油缸行程和限制每一環(huán)的推進(jìn)量,要在盾構(gòu)推進(jìn)的同時(shí),檢查盾構(gòu)是否與軌道、始發(fā)洞發(fā)生干涉或是否有其他的異常事件,確保盾構(gòu)安全向前推進(jìn)。

3.5 二次始發(fā)

3.5.1 反力架設(shè)計(jì)及安裝

暗挖隧道襯砌施工時(shí)已在始發(fā)端的拱墻及仰拱上預(yù)埋一定數(shù)量的預(yù)埋件,始發(fā)掘進(jìn)前在預(yù)埋件上焊接反力支撐。將反力鋼環(huán)從下至上逐塊進(jìn)行拼裝,拼裝完畢進(jìn)行精確定位,定位完成將反力鋼環(huán)與每一個(gè)反力支撐進(jìn)行焊接,并在鋼環(huán)底部和兩側(cè)采用工鋼進(jìn)行加固。反力支撐焊接時(shí)應(yīng)保持每一根支撐均在一個(gè)橫斷面上,反力支撐的縱向誤差不大于10mm。反力支撐采用型鋼焊接而成,型鋼與預(yù)埋件等接頭處采用滿焊,確保反力支撐的剛度,鋼支撐分布見圖5。

1)鋼支撐計(jì)算

當(dāng)盾構(gòu)始發(fā)時(shí),一般由盾構(gòu)產(chǎn)生的推力為F=12 000kN,斜鋼支撐的數(shù)量為N=15,所有的鋼支撐都采用H 250a型鋼。根據(jù)反力架的尺寸和暗挖隧道襯砌后的內(nèi)徑以及鋼支撐傾斜的角度范圍可知,鋼支撐長度L=5m,鋼支撐的材質(zhì)為Q235,鋼支撐與反力架預(yù)埋板采用滿焊連接。

H250a型鋼的各項(xiàng)參數(shù)如下:

σs=235MPa,E=210GPa,A=92.18cm2,

Ix=10 800cm4,Iy=3650cm4,

ix=10.8cm,iy=6.29cm。

可以把模型簡化為受軸力作用,不考慮殘余應(yīng)力和初彎曲的影響。

2)屈服荷載

根據(jù)受力平均分配,可知,每個(gè)鋼支撐所分擔(dān)的力

由于鋼支撐有一定的角度,其真實(shí)軸力f只是F1的一部分,而每個(gè)鋼支撐的屈服荷載為Fs=A×σs=92.18×10-4×235×106=2 166.23k N,

所以,f＜F1＜＜Fs,

即鋼支撐能夠滿足強(qiáng)度的要求。

3)彎曲屈曲臨界力

根據(jù)鋼支撐的性質(zhì)和使用部位,取長細(xì)比[λ]=150。

圖5 盾構(gòu)二次始發(fā)反力支撐體系示意圖Fig.5 Reaction supporting system for shield secondary launching

則由

當(dāng)前自動(dòng)氣象站在設(shè)置時(shí)由于為了避免其他因素的影響，一般選擇地勢(shì)較高、較為空曠的區(qū)域，因此遭受到雷電干擾的幾率會(huì)大大提高。因此，在進(jìn)行自動(dòng)氣象站設(shè)立時(shí)要依據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。首先要選擇合適的接地系統(tǒng)，以消除電擊造成的影響。同時(shí)設(shè)立系統(tǒng)將氣象防雷地網(wǎng)同傳感器相連接，避免出現(xiàn)擴(kuò)散電流。其次，在自動(dòng)氣象站設(shè)置雷電屏蔽系統(tǒng)，降低雷電造成的危害。

可得:l=16.68m

l≥L=5m

故鋼支撐滿足長細(xì)比要求。

又因,Ix＞Iy且鋼支撐與反力架和預(yù)埋板采用滿焊進(jìn)行連接,取l0=μl=0.65l,

故

所以可知F1＜＜Ncr。

故此鋼支撐不會(huì)發(fā)生彎曲屈曲。

同理可求得,這種情況下的鋼支撐亦不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)屈曲,即滿足整體穩(wěn)定性的要求。同樣計(jì)算出局部穩(wěn)定性亦滿足要求,即此支撐體系滿足盾構(gòu)二次始發(fā)要求。

3.5.2 負(fù)環(huán)拼裝

二次始發(fā)共需負(fù)環(huán)管片5環(huán)作為反力,為便于負(fù)環(huán)拆除,負(fù)環(huán)管片的拼裝形式采用通縫拼裝,封頂塊位于隧道正上方。在盾尾內(nèi)拼裝好整環(huán)后,利用盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂將管片緩慢推出,當(dāng)?shù)谝画h(huán)負(fù)環(huán)管片突出盾尾200mm后開始拼裝第二環(huán)管片。經(jīng)過計(jì)算并參考施工經(jīng)驗(yàn),負(fù)環(huán)管片與鋼軌之間的間隙約為110mm,負(fù)環(huán)脫出盾尾的過程中,應(yīng)不斷用準(zhǔn)備好的110mm高的鋼楔填塞負(fù)環(huán)管片與始發(fā)軌道及三角支撐之間的間隙,將負(fù)環(huán)管片及時(shí)支撐,避免負(fù)環(huán)管片失圓過大引起后部管片拼裝困難。每環(huán)負(fù)環(huán)設(shè)4個(gè)鋼楔,每側(cè)2個(gè)。

3.5.3 二次始發(fā)

1)二次始發(fā)前,再次檢查確認(rèn)洞口范圍內(nèi)是否有鋼筋、鋼板、錨管(桿)等施工遺留雜物。刀盤距離土體200mm時(shí)開始轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤,并注意盾構(gòu)身的旋轉(zhuǎn)角度,對(duì)負(fù)環(huán)加固支撐進(jìn)行觀測,如刀盤旋轉(zhuǎn)反力過大,造成盾構(gòu)體向刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向側(cè)滾,則立即停止掘進(jìn),待故障排除或采取措施后再開始掘進(jìn)。

2)二次始發(fā)按照通常的始發(fā)掘進(jìn)控制,因上部反力支撐體系較為薄弱,盾構(gòu)機(jī)身在沒進(jìn)入土體前不得使用上部千斤頂。

3)始發(fā)階段由于推力較小,過加固區(qū)后地層較軟,要使盾構(gòu)姿態(tài)處于上坡趨勢(shì),應(yīng)防止盾構(gòu)低頭。

4)盾尾進(jìn)入洞門圈2環(huán)后開始同步注漿,采用水泥-水玻璃速凝型漿液。盾尾進(jìn)入洞門15環(huán)后,同步注漿漿液調(diào)整為水泥砂漿漿液。注漿壓力控制在0.4 MPa以內(nèi),注意觀察洞口止水橡膠簾布處的漏漿狀況,如漏漿嚴(yán)重應(yīng)適當(dāng)降低注漿速度、注漿壓力和注漿量。

3.5.4 負(fù)環(huán)拆除

負(fù)環(huán)拆除無法使用大型設(shè)備,需要在地裂縫暗挖隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)澆注時(shí)安裝預(yù)埋件。施工中在隧道拱部50°范圍內(nèi)預(yù)埋3塊預(yù)埋鐵,其縱向間距為管片寬度,二次襯砌施工完成后在其上焊接吊耳。拆除負(fù)環(huán)的重點(diǎn)是拆除封頂塊和相鄰塊管片擺動(dòng)較大。先用拉鏈葫蘆及頂部預(yù)埋鐵拉緊封頂塊,再用拉鏈葫蘆拉緊兩相鄰塊于邊墻膨脹螺栓上,然后開始拆除封頂塊與兩相鄰塊螺栓,人工操作拉鏈葫蘆并將兩相鄰塊與封頂塊略微拉開至封頂塊可順利拆除。

拆除相鄰塊時(shí),下部縱向螺栓只是松開而不能拆除。當(dāng)拆除相鄰塊與標(biāo)準(zhǔn)塊間環(huán)向螺栓時(shí),由于螺栓的受力不能順利拆除,可拉動(dòng)拉鏈葫蘆進(jìn)行管片略微移動(dòng)以調(diào)整螺栓的松緊度,以便螺栓順利拆除。。

4 技術(shù)要點(diǎn)

4.1 防止管片上拱

盾構(gòu)在暗挖隧道內(nèi)推進(jìn)過程中由于需要在底部安裝管片,在推進(jìn)時(shí)管片受力后會(huì)出現(xiàn)上拱,將直接影響到盾構(gòu)的推進(jìn),因此應(yīng)在安裝拱底塊管片時(shí)將每塊管片的縱向螺栓連接緊固,并時(shí)刻觀察管片的變化情況,如上拱趨勢(shì)較大立即停止推進(jìn),在上拱處吊放1塊管片進(jìn)行施壓,防止管片的上拱。

4.2 防止盾構(gòu)側(cè)滾

在軌道或弧形導(dǎo)臺(tái)上空推過程中,因軌道平面、高程位置存在偏差,而盾構(gòu)機(jī)身跟軌道之間的摩擦力又較小,可能導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)體側(cè)滾過大。如不采取措施控制或調(diào)整則必然造成軌道在重力的作用下而移動(dòng)?？胀茣r(shí)在具有側(cè)滾的一側(cè)焊2～3個(gè)支撐牛腿,用液壓千斤頂同步頂起,在盾體重力的作用下,盾體就會(huì)發(fā)生反向滾動(dòng),從而達(dá)到調(diào)整或防止側(cè)滾的目的。

4.3 盾構(gòu)姿態(tài)控制

導(dǎo)臺(tái)位置的準(zhǔn)確性決定盾構(gòu)的姿態(tài),盾構(gòu)到達(dá)二次始發(fā)導(dǎo)臺(tái)前需進(jìn)行核查,如誤差較大,采用鑿出或墊高的方法處理,其誤差應(yīng)控制在 ±10mm;鋼環(huán)、軌道是盾構(gòu)的直接支撐,軌道位置直接決定了盾構(gòu)的姿態(tài),因此在焊接軌道施工時(shí),要特別注意調(diào)整好預(yù)埋軌道的水平位置和高度,保證施工誤差在 ±5mm。

5 實(shí)施效果

1)經(jīng)濟(jì)效益

施工速度快、工期效應(yīng)明顯。盾構(gòu)機(jī)通過暗挖隧道日掘進(jìn)速度最高達(dá)到60 m,其綜合進(jìn)度比盾構(gòu)法在一般地段的速度還快,暗挖隧道越長,工期提前的規(guī)模效應(yīng)就越明顯。后通過方案通過時(shí)所用軌道可用于后期運(yùn)輸軌道,相比之下能節(jié)約成本,根據(jù)施工成本測算、統(tǒng)計(jì)分析,可節(jié)約成本50多萬元。

2)社會(huì)效益

此方案克服了盾構(gòu)機(jī)通過時(shí)對(duì)導(dǎo)臺(tái)要求質(zhì)量高、盾構(gòu)易叩頭而咔住鋼板的弊病,避免了盾構(gòu)機(jī)先通過拆除管片帶來的風(fēng)險(xiǎn),保證了工程施工及周邊環(huán)境的安全,對(duì)在西安市軌道交通工程得到推廣使用,有較大的社會(huì)效益。

6 結(jié)論

“后通過”方案之弧形導(dǎo)臺(tái)加軌道法空推、反力支撐設(shè)計(jì)在盾構(gòu)通過暗挖隧道時(shí)最為經(jīng)濟(jì)、合理,與常見的站內(nèi)始發(fā)相比,不論在安全、空間、始發(fā)技術(shù)等各方面都有很大的差異,與盾構(gòu)在礦山法隧道內(nèi)推進(jìn)同時(shí)拼裝管片且下部無法架設(shè)軌道存在質(zhì)的區(qū)別。本文以成功實(shí)施的工程案例,對(duì)盾構(gòu)在狹小暗挖隧道空間內(nèi)的接收、空推、反力支撐設(shè)計(jì)、始發(fā)等幾個(gè)方面進(jìn)行了介紹,以期為業(yè)界同仁在今后類似工程的施工決策提供一定的借鑒。

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