土壓平衡盾構(gòu)在天津地鐵2號(hào)線的應(yīng)用

摘要：文章通過(guò)對(duì)天津地鐵2號(hào)線隧道盾構(gòu)工程的施工介紹，系統(tǒng)地闡述了土壓平衡盾構(gòu)施工方法，大大地加快了施工進(jìn)度、提高了工作效率。采用土壓平衡盾構(gòu)施工方法后，解決了在城市中心施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)大、工期長(zhǎng)等弊端，施工質(zhì)量容易控制，具有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，值得在地鐵、市政、能源等工程中進(jìn)行推廣。

關(guān)鍵詞：土壓平衡盾構(gòu)；地鐵施工；隧道施工；工程技術(shù)；附屬設(shè)備

中圖分類號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）30-0051-03

1 概述

1.1 工程概況

天津地鐵2號(hào)線為西南角站—鼓樓站—東南角站（兩個(gè)區(qū)間一個(gè)車站），鼓樓站為地鐵2號(hào)線的中間站，車站主體位于南馬路與南門(mén)外大街以及城廂中路交叉路口沿南馬路方向的路面下。鼓樓站車站采用12m站臺(tái)雙層雙跨單柱島式車站。車站總長(zhǎng)度為281.8m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為20.5m，高度為13.71m。車站主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，厚度800mm，標(biāo)準(zhǔn)段、盾構(gòu)井段地連墻深度均為32m。

西南角站—鼓樓站區(qū)間線路西起位于西馬路、南開(kāi)三馬路與南馬路交叉口的西南角站，沿南馬路東行，至南門(mén)外大街、城廂中路與南馬路的交叉口。西南角站—鼓樓站左線區(qū)間長(zhǎng)604.48m，右線區(qū)間長(zhǎng)604.572m。區(qū)間平面布置于南馬路下，左線設(shè)兩條半徑為3000m的曲線，右線設(shè)三條半徑為3000m的曲線，線間距由出西南角站時(shí)的15.6m過(guò)渡到鼓樓站的15m。區(qū)間縱斷面由西南角站向鼓樓站為“V”字坡，出西南角站坡度為9″，在DK9+300變坡，后變坡度為12.776″（左、右線為12.77″）進(jìn)入鼓樓站。區(qū)間頂部覆土約為9～13m。

鼓樓站—東南角站區(qū)間西起位于南馬路與南門(mén)外大街、城廂中路交叉口的鼓樓站，沿南馬路東行，穿越城廂東路與榮業(yè)大街，最終到達(dá)位于南馬路、通南路與東馬路、和平路交叉口的東南角站。鼓樓站—東南角站左線區(qū)間長(zhǎng)575.624m，右線區(qū)間長(zhǎng)528.685m。區(qū)間平面布置于南馬路下，左線設(shè)兩條半徑為3000m的曲線，右線設(shè)一條半徑為3000m的曲線，線間距由出鼓樓站的15m過(guò)渡到東南角站端的17m。區(qū)間縱斷面由鼓樓站向東南角站為一單向坡，出鼓樓站坡度為2″，在區(qū)間中部先變?yōu)?4.104″（左線24.746″），后變坡為5″，最后以2″進(jìn)入東南角站。區(qū)間頂部覆土約為10～16m。

1.2 水文、地質(zhì)條件

西鼓區(qū)間、鼓東區(qū)間地表層地下水類型主要為第四系孔隙潛水，賦存于Ⅱ、Ⅲ陸相層及其以下的粉土、粉細(xì)砂層的地下水具微承壓性，為微承壓水。

西鼓區(qū)間所處地段屬?zèng)_積平原，地形平坦，地面高程2.92～3.92m。本區(qū)地層為第四系全新統(tǒng)人工填土層（人工堆積Qml）、第Ⅰ陸相層（第四系全新統(tǒng)上組河床～河漫灘相沉積Q43al）、第Ⅰ海相層（第四系全新統(tǒng)中組淺海相沉積Q42m）、第Ⅱ陸相層（第四系全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層Q41h、河床～河漫灘相沉積Q41al）、第Ⅲ陸相層（第四系上更新統(tǒng)五組河床～河漫灘相沉積Q3eal）、第Ⅱ海相層（第四系上更新統(tǒng)四組濱?！毕珟喑练eQ3dmc）、第Ⅳ陸相層（第四系上更新統(tǒng)三組河床～河漫灘相沉積Q3cal）。

鼓東區(qū)間所處地段屬?zèng)_積平原，地形較平坦，地面高程為3.28～3.9m。工程涉及地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土層（人工堆積Qml）、新近沉積層（故河道、洼淀沖積Q43Nal）、第Ⅰ海相層（第四系全新統(tǒng)中組淺海相沉積Q42m）、第Ⅱ陸相層（第四系全新統(tǒng)下組河床～河漫灘相沉積Q41al）、第Ⅲ陸相層（第四系上更新統(tǒng)五組河床～河漫灘相沉積Q3eal）、第Ⅱ海相層（第四系上更新統(tǒng)四組濱?！毕珟喑练eQ3dmc）、第Ⅳ陸相層（第四系上更新統(tǒng)三組河床～河漫灘相沉積Q3cal）。

2 土壓平衡式盾構(gòu)施工

2.1 機(jī)具設(shè)備

盾構(gòu)隧道工程的機(jī)具設(shè)備包括兩大部分：一是盾構(gòu)機(jī)械本身及其附屬設(shè)備，二是隧道施工常用設(shè)備。

2.1.1 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)械及附屬設(shè)備見(jiàn)表1和

2.2 工藝原理

EPBS是在局部氣壓式盾構(gòu)和泥水加壓式盾構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種適用于飽和含水軟弱地層中施工的新型盾構(gòu)，其施工方法是為了保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定，在切削刀盤(pán)后的密封腔內(nèi)充填開(kāi)挖下來(lái)的土砂，并保持一定壓力的一種方法。土壓平衡式盾構(gòu)可以分為兩類：一類是在粘性土地層中將開(kāi)挖下來(lái)的土體直接充填在切削腔內(nèi)，用螺旋輸送機(jī)調(diào)整土壓，使土艙內(nèi)土體與開(kāi)挖面水土壓平衡；另一類是在砂性土地層中向開(kāi)挖下來(lái)的土砂中加入適量的水或泥漿、添加劑等，通過(guò)攪拌以勻質(zhì)、具有流動(dòng)性的土體充填土艙和螺旋機(jī)，達(dá)到工作面的穩(wěn)定。

土壓平衡盾構(gòu)是利用安裝在盾構(gòu)最前面的全斷面切削刀盤(pán)，將正面土體切削下來(lái)的土進(jìn)入刀盤(pán)后面的貯留密封艙內(nèi)，并使艙內(nèi)具有適當(dāng)壓力與開(kāi)挖面水土壓力平衡，以減少盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)地層土體的擾動(dòng)，從而控制地表沉降，在出土?xí)r由安裝在密封艙下部的螺旋運(yùn)輸機(jī)向排土口連續(xù)的將土渣排出。

2.3 施工工藝流程

2.3.2 施工順序說(shuō)明：在始發(fā)井主體結(jié)構(gòu)回填場(chǎng)地上進(jìn)行地面硬化并根據(jù)施工需要建地面配套設(shè)施（如45t龍門(mén)吊、16t龍門(mén)吊、碴土坑、配電房、循環(huán)冷卻水池、倉(cāng)庫(kù)、電瓶機(jī)車充電池等）。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場(chǎng)后，經(jīng)拼裝、調(diào)試后從始發(fā)井出發(fā)，西鼓區(qū)間、鼓東區(qū)間左右線兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)始發(fā)時(shí)間需相差1個(gè)月，且前后錯(cuò)開(kāi)距離不小于100m，聯(lián)絡(luò)通道施工在盾構(gòu)掘進(jìn)施工后期，洞門(mén)施工在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞后進(jìn)行。

盾構(gòu)法施工主要包括三個(gè)施工環(huán)節(jié)：盾構(gòu)機(jī)出洞、區(qū)間段的施工、盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞。

西鼓區(qū)間原設(shè)計(jì)掘進(jìn)方向?yàn)楣臉钦居揖€始發(fā)→右線掘進(jìn)→西南角站調(diào)頭→左線掘進(jìn)→鼓樓站結(jié)束。

鼓東區(qū)間原設(shè)計(jì)掘進(jìn)方向?yàn)楣臉钦居揖€始發(fā)→右線掘進(jìn)→東南角站調(diào)頭→左線掘進(jìn)→鼓樓站結(jié)束。endprint

其中西南角站為天津地鐵1號(hào)線和2號(hào)線換乘站，東南角站為天津地鐵2號(hào)線和4號(hào)線換乘站。

為滿足天津地鐵2號(hào)線2010年底試通車的總工期要求及第8施工合同段各節(jié)點(diǎn)工期目標(biāo)要求，經(jīng)地鐵集團(tuán)公司與設(shè)計(jì)院及施工單位多次研究，將西鼓盾構(gòu)區(qū)間掘進(jìn)方向調(diào)整為西鼓盾構(gòu)區(qū)間左線按原設(shè)計(jì)方向掘進(jìn)，右線調(diào)整為西南角站右線始發(fā)→右線掘進(jìn)→鼓樓站結(jié)束；鼓東盾構(gòu)區(qū)間掘進(jìn)方向調(diào)整為鼓東區(qū)間右線按原設(shè)計(jì)方向掘進(jìn)，左線調(diào)整為鼓樓站左線始發(fā)→左線掘進(jìn)→東南角站結(jié)束。

2.4 主要項(xiàng)目的施工方法

2.4.1 區(qū)間隧道盾構(gòu)法施工。盾構(gòu)施工隧道內(nèi)運(yùn)輸采用電瓶機(jī)車牽引出土碴車、管片運(yùn)輸平板車及漿罐車，以有軌運(yùn)輸方式出碴、運(yùn)送管片、漿液及其他材料。盾構(gòu)工作井口設(shè)龍門(mén)吊，進(jìn)行豎井垂直運(yùn)輸和襯砌管片的場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸。地面設(shè)存土坑、管片存放場(chǎng)及

20m3/h漿液拌和站，同步注漿漿液通過(guò)管道輸送到井下的砂漿車中。盾構(gòu)隧道通風(fēng)采用壓入式通風(fēng)，隧道斷面風(fēng)速≥0.5m/s。通風(fēng)機(jī)安裝在盾構(gòu)井井口處。西鼓區(qū)間施工受西南角站內(nèi)場(chǎng)地條件限制，西鼓區(qū)間左線前100m施工時(shí)，需借助右線盾構(gòu)井進(jìn)行出土、管片運(yùn)輸及材料吊運(yùn)；右線盾構(gòu)機(jī)安裝時(shí)在主機(jī)與后配套臺(tái)車之間延長(zhǎng)100m管線，開(kāi)始掘進(jìn)至掘進(jìn)完成均利用右線盾構(gòu)井作為出渣進(jìn)料通道。在西南角車站內(nèi)距盾構(gòu)井70m位置設(shè)置10t電動(dòng)葫蘆，配置6個(gè)3m3小渣斗出土。

2.4.2 聯(lián)絡(luò)通道施工。盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道相應(yīng)位置預(yù)設(shè)特殊管片，在盾構(gòu)隧道內(nèi)采用暗挖法施工。

聯(lián)絡(luò)通道施工時(shí)先在聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)口環(huán)不開(kāi)口的部位設(shè)支撐，然后在聯(lián)絡(luò)通道位置的管片上開(kāi)口。人工開(kāi)挖，邊開(kāi)挖邊施做初期支護(hù)，然后鋪設(shè)防水板并澆筑二次襯砌混凝土，最后施作框架梁。

聯(lián)絡(luò)通道施工用水、用電從盾構(gòu)機(jī)隧道施工管線上預(yù)留的接口接入；洞內(nèi)設(shè)小型電動(dòng)空壓機(jī)提供施工用風(fēng)；出土和材料運(yùn)輸利用盾構(gòu)施工軌道運(yùn)輸車進(jìn)行。

2.4.3 洞門(mén)施工。盾構(gòu)隧道左右兩線共有4個(gè)洞門(mén)，待盾構(gòu)隧道貫通后盾構(gòu)機(jī)解體吊出后進(jìn)行施工。拆除洞門(mén)處管片，預(yù)埋管片螺栓、綁扎鋼筋，按設(shè)計(jì)圖立模、澆筑洞門(mén)混凝土。

2.5 操作要點(diǎn)

施工時(shí)，應(yīng)不斷對(duì)日常操作等活動(dòng)進(jìn)行管理，隨時(shí)注意開(kāi)挖面的狀態(tài)、隧道中心線偏移量、一次襯砌環(huán)狀況、注漿狀況以及對(duì)地表變形的影響等。

2.5.1 初始推進(jìn)段施工。盾構(gòu)從豎井出發(fā)后一般需有一段距離作為推進(jìn)試驗(yàn)階段，在這期間施工人員的任務(wù)：（1）熱練掌握EPBS的性能和運(yùn)行狀況；（2）確定適合于本工程和盾構(gòu)的施工管理的要素；（3）摸索出此盾構(gòu)施工中地表變形的一般規(guī)律。

在試驗(yàn)段推進(jìn)中，結(jié)合地表變形量測(cè)情況和工程質(zhì)量、盾構(gòu)設(shè)備的要求，對(duì)施工參數(shù)反復(fù)量測(cè)、分析、調(diào)整，進(jìn)一步優(yōu)化。對(duì)于土壓平衡式盾構(gòu)而言，一般選定以下幾個(gè)施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化：上艙土壓力、推進(jìn)速度（千斤頂行程速度）、總推力、刀盤(pán)扭矩、出土量、注漿狀況（數(shù)量、壓力）等。

2.5.2 地表變形控制。EPBS在初始段推進(jìn)中摸索出變形一般規(guī)律及有效的防治措施后，根據(jù)沿途環(huán)境情況設(shè)置要求不同的量測(cè)段，做更深入具體的地表沉降值、土壓力、孔隙水壓力及添加劑量、注漿狀況等方面的量測(cè)和管理工作。

2.5.3 土壓力管理。土壓力一般通過(guò)裝置在密封土艙內(nèi)的土壓計(jì)檢測(cè)讀出，通常較為合適的土壓力P0范圍是：（水壓力+主動(dòng)土壓力）

土壓力P0設(shè)定與管理方法為：（1）理論估算，經(jīng)驗(yàn)判斷，確定一個(gè)較理想的P0值；（2）精心操作，認(rèn)真量測(cè)，及時(shí)反饋信息，根據(jù)出土量與地表沉降數(shù)據(jù)對(duì)P0相應(yīng)調(diào)整；（3）對(duì)已定P0進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，以適應(yīng)連續(xù)推進(jìn)情況。

2.5.7 其他操作要點(diǎn)：（1）對(duì)隧道施工所需的主要材料及制品應(yīng)進(jìn)行必要的試驗(yàn)和檢查，確認(rèn)其質(zhì)量、形狀、尺寸、強(qiáng)度等與說(shuō)明書(shū)或質(zhì)保書(shū)相符合之后再使用；（2）盾構(gòu)推進(jìn)中千斤頂及其所產(chǎn)生的推力的選擇，這樣既不會(huì)使工作面受到損害，又不會(huì)使襯砌等后方結(jié)構(gòu)受到損傷，并使盾構(gòu)在設(shè)計(jì)軸線上準(zhǔn)確推進(jìn)；（3）推進(jìn)測(cè)量是為了使隧道誤差在容許范圍內(nèi)，在推進(jìn)時(shí)使拼裝好的襯砌和盾構(gòu)在設(shè)計(jì)位置上，及早掌握其偏差，并及時(shí)嚴(yán)格糾正。原則上每環(huán)盾構(gòu)姿態(tài)、襯砌位置各測(cè)一次，并將結(jié)果在下一環(huán)推進(jìn)之前反饋給施工管理人員和盾構(gòu)司機(jī)；（4）對(duì)管片運(yùn)輸、儲(chǔ)存要加強(qiáng)管理，在運(yùn)輸過(guò)程中防止管片受到損傷，在現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)堆放應(yīng)能適應(yīng)盾構(gòu)施工進(jìn)度且有一定的富余量；（5）本工法采用干式出土，因此隧道運(yùn)輸?shù)暮侠戆才藕驼{(diào)度是保證盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)度的重要因素。

3 結(jié)語(yǔ)

土壓平衡盾構(gòu)施工工法在天津地鐵2號(hào)線第8合同段得到了較好的應(yīng)用，能很好地控制地表沉降，施工速度快，易于環(huán)境保護(hù)，易于質(zhì)量控制。采用盾構(gòu)方法施工，解決了在城市中心施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)大、工期長(zhǎng)等弊端。在確保質(zhì)量的情況下，可以大大地縮短工期，并且可節(jié)約投資費(fèi)用。適宜在市區(qū)和建筑物密集區(qū)施工，具有一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義，值得推廣應(yīng)用。盾構(gòu)法施工具有較好的應(yīng)用前景及社會(huì)效益。

作者簡(jiǎn)介：楊明偉（1957-），男，云南人，中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司工程師，研究方向：施工機(jī)械設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理。

其中西南角站為天津地鐵1號(hào)線和2號(hào)線換乘站，東南角站為天津地鐵2號(hào)線和4號(hào)線換乘站。

為滿足天津地鐵2號(hào)線2010年底試通車的總工期要求及第8施工合同段各節(jié)點(diǎn)工期目標(biāo)要求，經(jīng)地鐵集團(tuán)公司與設(shè)計(jì)院及施工單位多次研究，將西鼓盾構(gòu)區(qū)間掘進(jìn)方向調(diào)整為西鼓盾構(gòu)區(qū)間左線按原設(shè)計(jì)方向掘進(jìn)，右線調(diào)整為西南角站右線始發(fā)→右線掘進(jìn)→鼓樓站結(jié)束；鼓東盾構(gòu)區(qū)間掘進(jìn)方向調(diào)整為鼓東區(qū)間右線按原設(shè)計(jì)方向掘進(jìn)，左線調(diào)整為鼓樓站左線始發(fā)→左線掘進(jìn)→東南角站結(jié)束。

2.4 主要項(xiàng)目的施工方法

2.4.1 區(qū)間隧道盾構(gòu)法施工。盾構(gòu)施工隧道內(nèi)運(yùn)輸采用電瓶機(jī)車牽引出土碴車、管片運(yùn)輸平板車及漿罐車，以有軌運(yùn)輸方式出碴、運(yùn)送管片、漿液及其他材料。盾構(gòu)工作井口設(shè)龍門(mén)吊，進(jìn)行豎井垂直運(yùn)輸和襯砌管片的場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸。地面設(shè)存土坑、管片存放場(chǎng)及

20m3/h漿液拌和站，同步注漿漿液通過(guò)管道輸送到井下的砂漿車中。盾構(gòu)隧道通風(fēng)采用壓入式通風(fēng)，隧道斷面風(fēng)速≥0.5m/s。通風(fēng)機(jī)安裝在盾構(gòu)井井口處。西鼓區(qū)間施工受西南角站內(nèi)場(chǎng)地條件限制，西鼓區(qū)間左線前100m施工時(shí)，需借助右線盾構(gòu)井進(jìn)行出土、管片運(yùn)輸及材料吊運(yùn)；右線盾構(gòu)機(jī)安裝時(shí)在主機(jī)與后配套臺(tái)車之間延長(zhǎng)100m管線，開(kāi)始掘進(jìn)至掘進(jìn)完成均利用右線盾構(gòu)井作為出渣進(jìn)料通道。在西南角車站內(nèi)距盾構(gòu)井70m位置設(shè)置10t電動(dòng)葫蘆，配置6個(gè)3m3小渣斗出土。

2.4.2 聯(lián)絡(luò)通道施工。盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道相應(yīng)位置預(yù)設(shè)特殊管片，在盾構(gòu)隧道內(nèi)采用暗挖法施工。

聯(lián)絡(luò)通道施工時(shí)先在聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)口環(huán)不開(kāi)口的部位設(shè)支撐，然后在聯(lián)絡(luò)通道位置的管片上開(kāi)口。人工開(kāi)挖，邊開(kāi)挖邊施做初期支護(hù)，然后鋪設(shè)防水板并澆筑二次襯砌混凝土，最后施作框架梁。

聯(lián)絡(luò)通道施工用水、用電從盾構(gòu)機(jī)隧道施工管線上預(yù)留的接口接入；洞內(nèi)設(shè)小型電動(dòng)空壓機(jī)提供施工用風(fēng)；出土和材料運(yùn)輸利用盾構(gòu)施工軌道運(yùn)輸車進(jìn)行。

2.4.3 洞門(mén)施工。盾構(gòu)隧道左右兩線共有4個(gè)洞門(mén)，待盾構(gòu)隧道貫通后盾構(gòu)機(jī)解體吊出后進(jìn)行施工。拆除洞門(mén)處管片，預(yù)埋管片螺栓、綁扎鋼筋，按設(shè)計(jì)圖立模、澆筑洞門(mén)混凝土。

2.5 操作要點(diǎn)

施工時(shí)，應(yīng)不斷對(duì)日常操作等活動(dòng)進(jìn)行管理，隨時(shí)注意開(kāi)挖面的狀態(tài)、隧道中心線偏移量、一次襯砌環(huán)狀況、注漿狀況以及對(duì)地表變形的影響等。

2.5.1 初始推進(jìn)段施工。盾構(gòu)從豎井出發(fā)后一般需有一段距離作為推進(jìn)試驗(yàn)階段，在這期間施工人員的任務(wù)：（1）熱練掌握EPBS的性能和運(yùn)行狀況；（2）確定適合于本工程和盾構(gòu)的施工管理的要素；（3）摸索出此盾構(gòu)施工中地表變形的一般規(guī)律。

在試驗(yàn)段推進(jìn)中，結(jié)合地表變形量測(cè)情況和工程質(zhì)量、盾構(gòu)設(shè)備的要求，對(duì)施工參數(shù)反復(fù)量測(cè)、分析、調(diào)整，進(jìn)一步優(yōu)化。對(duì)于土壓平衡式盾構(gòu)而言，一般選定以下幾個(gè)施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化：上艙土壓力、推進(jìn)速度（千斤頂行程速度）、總推力、刀盤(pán)扭矩、出土量、注漿狀況（數(shù)量、壓力）等。

2.5.2 地表變形控制。EPBS在初始段推進(jìn)中摸索出變形一般規(guī)律及有效的防治措施后，根據(jù)沿途環(huán)境情況設(shè)置要求不同的量測(cè)段，做更深入具體的地表沉降值、土壓力、孔隙水壓力及添加劑量、注漿狀況等方面的量測(cè)和管理工作。

2.5.3 土壓力管理。土壓力一般通過(guò)裝置在密封土艙內(nèi)的土壓計(jì)檢測(cè)讀出，通常較為合適的土壓力P0范圍是：（水壓力+主動(dòng)土壓力）

土壓力P0設(shè)定與管理方法為：（1）理論估算，經(jīng)驗(yàn)判斷，確定一個(gè)較理想的P0值；（2）精心操作，認(rèn)真量測(cè)，及時(shí)反饋信息，根據(jù)出土量與地表沉降數(shù)據(jù)對(duì)P0相應(yīng)調(diào)整；（3）對(duì)已定P0進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，以適應(yīng)連續(xù)推進(jìn)情況。

2.5.7 其他操作要點(diǎn)：（1）對(duì)隧道施工所需的主要材料及制品應(yīng)進(jìn)行必要的試驗(yàn)和檢查，確認(rèn)其質(zhì)量、形狀、尺寸、強(qiáng)度等與說(shuō)明書(shū)或質(zhì)保書(shū)相符合之后再使用；（2）盾構(gòu)推進(jìn)中千斤頂及其所產(chǎn)生的推力的選擇，這樣既不會(huì)使工作面受到損害，又不會(huì)使襯砌等后方結(jié)構(gòu)受到損傷，并使盾構(gòu)在設(shè)計(jì)軸線上準(zhǔn)確推進(jìn)；（3）推進(jìn)測(cè)量是為了使隧道誤差在容許范圍內(nèi)，在推進(jìn)時(shí)使拼裝好的襯砌和盾構(gòu)在設(shè)計(jì)位置上，及早掌握其偏差，并及時(shí)嚴(yán)格糾正。原則上每環(huán)盾構(gòu)姿態(tài)、襯砌位置各測(cè)一次，并將結(jié)果在下一環(huán)推進(jìn)之前反饋給施工管理人員和盾構(gòu)司機(jī)；（4）對(duì)管片運(yùn)輸、儲(chǔ)存要加強(qiáng)管理，在運(yùn)輸過(guò)程中防止管片受到損傷，在現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)堆放應(yīng)能適應(yīng)盾構(gòu)施工進(jìn)度且有一定的富余量；（5）本工法采用干式出土，因此隧道運(yùn)輸?shù)暮侠戆才藕驼{(diào)度是保證盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)度的重要因素。

3 結(jié)語(yǔ)

土壓平衡盾構(gòu)施工工法在天津地鐵2號(hào)線第8合同段得到了較好的應(yīng)用，能很好地控制地表沉降，施工速度快，易于環(huán)境保護(hù)，易于質(zhì)量控制。采用盾構(gòu)方法施工，解決了在城市中心施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)大、工期長(zhǎng)等弊端。在確保質(zhì)量的情況下，可以大大地縮短工期，并且可節(jié)約投資費(fèi)用。適宜在市區(qū)和建筑物密集區(qū)施工，具有一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義，值得推廣應(yīng)用。盾構(gòu)法施工具有較好的應(yīng)用前景及社會(huì)效益。

作者簡(jiǎn)介：楊明偉（1957-），男，云南人，中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司工程師，研究方向：施工機(jī)械設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理。

其中西南角站為天津地鐵1號(hào)線和2號(hào)線換乘站，東南角站為天津地鐵2號(hào)線和4號(hào)線換乘站。

為滿足天津地鐵2號(hào)線2010年底試通車的總工期要求及第8施工合同段各節(jié)點(diǎn)工期目標(biāo)要求，經(jīng)地鐵集團(tuán)公司與設(shè)計(jì)院及施工單位多次研究，將西鼓盾構(gòu)區(qū)間掘進(jìn)方向調(diào)整為西鼓盾構(gòu)區(qū)間左線按原設(shè)計(jì)方向掘進(jìn)，右線調(diào)整為西南角站右線始發(fā)→右線掘進(jìn)→鼓樓站結(jié)束；鼓東盾構(gòu)區(qū)間掘進(jìn)方向調(diào)整為鼓東區(qū)間右線按原設(shè)計(jì)方向掘進(jìn)，左線調(diào)整為鼓樓站左線始發(fā)→左線掘進(jìn)→東南角站結(jié)束。

2.4 主要項(xiàng)目的施工方法

2.4.1 區(qū)間隧道盾構(gòu)法施工。盾構(gòu)施工隧道內(nèi)運(yùn)輸采用電瓶機(jī)車牽引出土碴車、管片運(yùn)輸平板車及漿罐車，以有軌運(yùn)輸方式出碴、運(yùn)送管片、漿液及其他材料。盾構(gòu)工作井口設(shè)龍門(mén)吊，進(jìn)行豎井垂直運(yùn)輸和襯砌管片的場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸。地面設(shè)存土坑、管片存放場(chǎng)及

20m3/h漿液拌和站，同步注漿漿液通過(guò)管道輸送到井下的砂漿車中。盾構(gòu)隧道通風(fēng)采用壓入式通風(fēng)，隧道斷面風(fēng)速≥0.5m/s。通風(fēng)機(jī)安裝在盾構(gòu)井井口處。西鼓區(qū)間施工受西南角站內(nèi)場(chǎng)地條件限制，西鼓區(qū)間左線前100m施工時(shí)，需借助右線盾構(gòu)井進(jìn)行出土、管片運(yùn)輸及材料吊運(yùn)；右線盾構(gòu)機(jī)安裝時(shí)在主機(jī)與后配套臺(tái)車之間延長(zhǎng)100m管線，開(kāi)始掘進(jìn)至掘進(jìn)完成均利用右線盾構(gòu)井作為出渣進(jìn)料通道。在西南角車站內(nèi)距盾構(gòu)井70m位置設(shè)置10t電動(dòng)葫蘆，配置6個(gè)3m3小渣斗出土。

2.4.2 聯(lián)絡(luò)通道施工。盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道相應(yīng)位置預(yù)設(shè)特殊管片，在盾構(gòu)隧道內(nèi)采用暗挖法施工。

聯(lián)絡(luò)通道施工時(shí)先在聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)口環(huán)不開(kāi)口的部位設(shè)支撐，然后在聯(lián)絡(luò)通道位置的管片上開(kāi)口。人工開(kāi)挖，邊開(kāi)挖邊施做初期支護(hù)，然后鋪設(shè)防水板并澆筑二次襯砌混凝土，最后施作框架梁。

聯(lián)絡(luò)通道施工用水、用電從盾構(gòu)機(jī)隧道施工管線上預(yù)留的接口接入；洞內(nèi)設(shè)小型電動(dòng)空壓機(jī)提供施工用風(fēng)；出土和材料運(yùn)輸利用盾構(gòu)施工軌道運(yùn)輸車進(jìn)行。

2.4.3 洞門(mén)施工。盾構(gòu)隧道左右兩線共有4個(gè)洞門(mén)，待盾構(gòu)隧道貫通后盾構(gòu)機(jī)解體吊出后進(jìn)行施工。拆除洞門(mén)處管片，預(yù)埋管片螺栓、綁扎鋼筋，按設(shè)計(jì)圖立模、澆筑洞門(mén)混凝土。

2.5 操作要點(diǎn)

施工時(shí)，應(yīng)不斷對(duì)日常操作等活動(dòng)進(jìn)行管理，隨時(shí)注意開(kāi)挖面的狀態(tài)、隧道中心線偏移量、一次襯砌環(huán)狀況、注漿狀況以及對(duì)地表變形的影響等。

2.5.1 初始推進(jìn)段施工。盾構(gòu)從豎井出發(fā)后一般需有一段距離作為推進(jìn)試驗(yàn)階段，在這期間施工人員的任務(wù)：（1）熱練掌握EPBS的性能和運(yùn)行狀況；（2）確定適合于本工程和盾構(gòu)的施工管理的要素；（3）摸索出此盾構(gòu)施工中地表變形的一般規(guī)律。

在試驗(yàn)段推進(jìn)中，結(jié)合地表變形量測(cè)情況和工程質(zhì)量、盾構(gòu)設(shè)備的要求，對(duì)施工參數(shù)反復(fù)量測(cè)、分析、調(diào)整，進(jìn)一步優(yōu)化。對(duì)于土壓平衡式盾構(gòu)而言，一般選定以下幾個(gè)施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化：上艙土壓力、推進(jìn)速度（千斤頂行程速度）、總推力、刀盤(pán)扭矩、出土量、注漿狀況（數(shù)量、壓力）等。

2.5.2 地表變形控制。EPBS在初始段推進(jìn)中摸索出變形一般規(guī)律及有效的防治措施后，根據(jù)沿途環(huán)境情況設(shè)置要求不同的量測(cè)段，做更深入具體的地表沉降值、土壓力、孔隙水壓力及添加劑量、注漿狀況等方面的量測(cè)和管理工作。

2.5.3 土壓力管理。土壓力一般通過(guò)裝置在密封土艙內(nèi)的土壓計(jì)檢測(cè)讀出，通常較為合適的土壓力P0范圍是：（水壓力+主動(dòng)土壓力）

土壓力P0設(shè)定與管理方法為：（1）理論估算，經(jīng)驗(yàn)判斷，確定一個(gè)較理想的P0值；（2）精心操作，認(rèn)真量測(cè)，及時(shí)反饋信息，根據(jù)出土量與地表沉降數(shù)據(jù)對(duì)P0相應(yīng)調(diào)整；（3）對(duì)已定P0進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，以適應(yīng)連續(xù)推進(jìn)情況。

2.5.7 其他操作要點(diǎn)：（1）對(duì)隧道施工所需的主要材料及制品應(yīng)進(jìn)行必要的試驗(yàn)和檢查，確認(rèn)其質(zhì)量、形狀、尺寸、強(qiáng)度等與說(shuō)明書(shū)或質(zhì)保書(shū)相符合之后再使用；（2）盾構(gòu)推進(jìn)中千斤頂及其所產(chǎn)生的推力的選擇，這樣既不會(huì)使工作面受到損害，又不會(huì)使襯砌等后方結(jié)構(gòu)受到損傷，并使盾構(gòu)在設(shè)計(jì)軸線上準(zhǔn)確推進(jìn)；（3）推進(jìn)測(cè)量是為了使隧道誤差在容許范圍內(nèi)，在推進(jìn)時(shí)使拼裝好的襯砌和盾構(gòu)在設(shè)計(jì)位置上，及早掌握其偏差，并及時(shí)嚴(yán)格糾正。原則上每環(huán)盾構(gòu)姿態(tài)、襯砌位置各測(cè)一次，并將結(jié)果在下一環(huán)推進(jìn)之前反饋給施工管理人員和盾構(gòu)司機(jī)；（4）對(duì)管片運(yùn)輸、儲(chǔ)存要加強(qiáng)管理，在運(yùn)輸過(guò)程中防止管片受到損傷，在現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)堆放應(yīng)能適應(yīng)盾構(gòu)施工進(jìn)度且有一定的富余量；（5）本工法采用干式出土，因此隧道運(yùn)輸?shù)暮侠戆才藕驼{(diào)度是保證盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)度的重要因素。

3 結(jié)語(yǔ)

土壓平衡盾構(gòu)施工工法在天津地鐵2號(hào)線第8合同段得到了較好的應(yīng)用，能很好地控制地表沉降，施工速度快，易于環(huán)境保護(hù)，易于質(zhì)量控制。采用盾構(gòu)方法施工，解決了在城市中心施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)大、工期長(zhǎng)等弊端。在確保質(zhì)量的情況下，可以大大地縮短工期，并且可節(jié)約投資費(fèi)用。適宜在市區(qū)和建筑物密集區(qū)施工，具有一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義，值得推廣應(yīng)用。盾構(gòu)法施工具有較好的應(yīng)用前景及社會(huì)效益。

作者簡(jiǎn)介：楊明偉（1957-），男，云南人，中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司工程師，研究方向：施工機(jī)械設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理。