盾構(gòu)分體始發(fā)掘進(jìn)施工要點(diǎn)及管理控制措施分

摘要：目前我國城市內(nèi)地鐵隧道、水工隧洞施工已普遍使用盾構(gòu)法，北京市南水北調(diào)東干渠08標(biāo)段工程即采用盾構(gòu)法施工。文章結(jié)合施工案例，分析了盾構(gòu)分體始發(fā)掘進(jìn)施工要點(diǎn)及管理控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；分體始發(fā)掘進(jìn)；施工

1工程段概述

北京市南水北調(diào)東干渠08標(biāo)段工程13#始發(fā)井～12#始發(fā)井，全線里程總計(jì)2927m，13號盾構(gòu)始發(fā)井基坑五方橋東側(cè)，柏陽小區(qū)西北側(cè)。其地勢平坦，含沙層較厚?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)采用1000mm厚地下連續(xù)墻，三道支撐；形狀有兩頭粗中間細(xì)的啞鈴型結(jié)構(gòu)。始發(fā)井一端為始發(fā)井口另一側(cè)為接收井口，結(jié)構(gòu)尺寸相同用于盾構(gòu)機(jī)和后配套臺車的吊裝下井組裝。

盾構(gòu)始發(fā)是指在始發(fā)豎井內(nèi)利用臨時(shí)組裝的管片、反力臺架等設(shè)備，使臺架上的盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)，從井壁上的到達(dá)口處貫入地層，并沿著規(guī)定路線掘進(jìn)的一系列作業(yè)。本工程，鑒于始發(fā)場地局限，盾構(gòu)機(jī)始發(fā)不能按照正常始發(fā)方案進(jìn)行，盾構(gòu)機(jī)部分臺車必須位于地面。以延伸管線實(shí)現(xiàn)始發(fā)，經(jīng)過臺車轉(zhuǎn)接使盾構(gòu)機(jī)設(shè)備正常連接和正常掘進(jìn)，進(jìn)行兩次始發(fā)。

2盾構(gòu)分體始發(fā)掘進(jìn)施工準(zhǔn)備

2.1周邊環(huán)境核查、監(jiān)測

盾構(gòu)始發(fā)前應(yīng)對始發(fā)段隧道范圍內(nèi)的所有地下管線、地面建構(gòu)筑物進(jìn)行核查。并提交地下管線調(diào)查報(bào)告、地面建筑物調(diào)查報(bào)告、地質(zhì)補(bǔ)堪報(bào)告。

盾構(gòu)始發(fā)前一個(gè)月完成始發(fā)段前300米布監(jiān)測點(diǎn)的布置并取監(jiān)測點(diǎn)初始值。

2.2施工場地布置

施工場地布置主要包括場地圍蔽、消防通道及消防設(shè)備布置、施工臨時(shí)供電系統(tǒng)、場地排水系統(tǒng)及污水防治、供水系統(tǒng)、生產(chǎn)、辦公、生活區(qū)布置等，已提交施工場地布置圖。

2.3始發(fā)端頭土體加固

根據(jù)始發(fā)井北端頭的水文地質(zhì)情況，采用素連續(xù)墻進(jìn)行端頭加固，隧道埋深為14.09m，盾構(gòu)始發(fā)端頭9m范圍內(nèi)采用素連續(xù)墻加固，并采用水平深孔注漿方式。

2.4洞門鑿除

在盾構(gòu)機(jī)始發(fā)前一天，對洞門進(jìn)行中心位置進(jìn)行鑿出，破壞地連墻整體強(qiáng)度，便于刀盤破碎地連墻結(jié)構(gòu)。洞門鑿除施工安全要求：電焊工、架子工等所有特殊工種必須持證上崗；距洞口2m處，設(shè)立安全警戒線；檢測孔24小時(shí)現(xiàn)場觀測，如果有泥沙或大水流出，用事先準(zhǔn)備好的棉紗和木屑封堵檢測孔；作業(yè)人員佩帶好安全帽、安全帶、工作服、絕緣鞋、防護(hù)罩等；洞門結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破除后，如果盾構(gòu)機(jī)不能及時(shí)始發(fā)，派專人觀測洞門土體變形情況，同時(shí)作好地面沉降監(jiān)測，如果地面沉降超過30mm，啟動(dòng)應(yīng)急措施；

2.5始發(fā)托架施工

始發(fā)托架用于盾構(gòu)機(jī)始發(fā)時(shí)固定盾構(gòu)機(jī)方位、承載盾構(gòu)機(jī)的自重，以及調(diào)整盾構(gòu)機(jī)中心達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高；在負(fù)環(huán)管片拆除前，始發(fā)托架還起著固定負(fù)環(huán)管片的作用。本標(biāo)段采用鋼支撐始發(fā)托架作為始發(fā)固定盾構(gòu)機(jī)，由于始發(fā)托架要固定在始發(fā)井底板上，所以始發(fā)井在底板澆筑事要預(yù)埋幾塊鋼板，用于后期固定始發(fā)托架和反力架。

3盾構(gòu)分體始發(fā)掘進(jìn)施工要點(diǎn)

3.1初期掘進(jìn)

本工程初期掘進(jìn)長度設(shè)定為100米。100米的長度考慮了下幾個(gè)因素：盾構(gòu)機(jī)和后方臺車的長度；軌道的布置需要；管片與土體之間的摩擦力足以支持盾構(gòu)機(jī)的正常掘進(jìn)；盾構(gòu)左線始發(fā)所需要的長度；初期掘進(jìn)為盾構(gòu)施工中技術(shù)難度最大的環(huán)節(jié)之一，不可操之過急，要穩(wěn)扎穩(wěn)打。

始發(fā)托架上掘進(jìn)：平推時(shí)，軌面上涂抹黃油，推力小于300t，對始發(fā)架和反力架進(jìn)行監(jiān)測。對洞門密封進(jìn)行檢查。

初始隧道段掘進(jìn)：剛切削土體時(shí)刀盤轉(zhuǎn)速不宜過大，增加泡沫的用量，不要出土逐步建立土壓平衡。推力小于600t，刀盤轉(zhuǎn)速1.0轉(zhuǎn)/min，速度15-20mm/min。

3.2碴土運(yùn)輸

為保證盾構(gòu)始發(fā)段的出土，13#始發(fā)井南側(cè)留有臨時(shí)出土口。碴土用電瓶車運(yùn)送到臨時(shí)出土口，龍門吊吊出到碴坑內(nèi)，并用自卸汽車外運(yùn)出土。盾構(gòu)完成初期掘進(jìn)進(jìn)入正常掘進(jìn)后，將出土口前移到盾構(gòu)吊入井，同時(shí)設(shè)置道岔，加快施工速度。

3.3管片拼裝

管片由管片車運(yùn)到場地后，由專人對管片類型、齡期、外觀質(zhì)量和止水條粘結(jié)情況等項(xiàng)目進(jìn)行最后一次檢查，檢查合格后才可卸入管片堆放場地。管片經(jīng)管片吊車按安裝順序放到管片輸送平臺上，掘進(jìn)結(jié)束后，再由管片輸送器送到管片安裝器工作范圍內(nèi)等待安裝。負(fù)環(huán)管片不存在防水問題，因此采用通縫拼裝，其余管片采用錯(cuò)縫拼裝。

3.4負(fù)環(huán)管片、反力架的拆除

盾構(gòu)完成135m掘進(jìn)以后開始對負(fù)環(huán)管片、反力架進(jìn)行拆除，準(zhǔn)備正常掘進(jìn)，在始發(fā)井口鋪設(shè)道岔，井內(nèi)范圍鋪雙線軌道。將反力架后座與車站結(jié)構(gòu)分離，采用切割反力架后撐的型鋼，并用千斤頂頂開后，將反力架和車站結(jié)構(gòu)分離100mm左右。將反力架與負(fù)環(huán)分離約100mm左右。分塊拆除反力架并調(diào)出井口。

3盾構(gòu)分體始發(fā)掘進(jìn)施工安全管理控制措施

盾構(gòu)機(jī)始發(fā)時(shí)應(yīng)緩慢推進(jìn)。始發(fā)階段由于設(shè)備處于磨合階段，注意推力、扭距的控制，同時(shí)注意各部分油脂的有效使用。掘進(jìn)總推力控制在反力架承受能力以下（600t），同時(shí)確保在此推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩小于始發(fā)架提供的扭矩。此外，始發(fā)前在刀頭和密封裝置上涂抹油脂，避免刀盤上刀頭損害洞門密封裝置。始發(fā)前在始發(fā)軌道上涂抹油，減少盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)阻力。始發(fā)托架導(dǎo)軌必須順直，嚴(yán)格控制標(biāo)高，間距及中心軸線，基準(zhǔn)環(huán)的端面與線路中線垂直。盾構(gòu)機(jī)安裝后對盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)復(fù)測，復(fù)測無誤后才開始掘進(jìn)。盾構(gòu)剛進(jìn)洞時(shí)，掘進(jìn)速度宜緩慢，同時(shí)加強(qiáng)后盾支撐觀測，盡量完善后盾鋼支撐。在始發(fā)階段，由于盾構(gòu)機(jī)推力小、地層較軟，調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，使用下側(cè)的千斤頂加朝上的力的同時(shí)一邊向前推進(jìn)，防止盾構(gòu)機(jī)磕頭。始發(fā)初始掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)位于始發(fā)架上，在始發(fā)架及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對的防扭轉(zhuǎn)裝置，為盾構(gòu)機(jī)初始掘進(jìn)提供反扭矩。盾構(gòu)機(jī)始發(fā)在反力架和洞內(nèi)正式管片之間安裝負(fù)環(huán)管片在外側(cè)采取鋼絲拉結(jié)和木楔加固措施，以保證在傳遞推力過程中管片不會(huì)浮動(dòng)變位。

結(jié)束語

盾構(gòu)機(jī)分體始發(fā)在安全、技術(shù)上是可行的，施工進(jìn)度滿足總體要求，且從經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益上比較，分體始發(fā)所需的短豎井比長豎井優(yōu)勢明顯。施工更加容易，豎井基坑安全性提高，適用于繁華城市內(nèi)狹窄地段。

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作者簡介：楊宇、男、1985-10-22，漢族，本科學(xué)歷，主要從事安全工程專業(yè)。endprint