復雜條件下盾構(gòu)始發(fā)井布設(shè)技術(shù)探討

彭冠鋒

摘要：針對地鐵區(qū)間二次始發(fā)井在地面環(huán)境復雜、始發(fā)井口長度不足且重疊隧道的條件下，從盾構(gòu)下井組裝方案比較、如何設(shè)置豎井尺寸、重疊隧道始發(fā)等方面進行總結(jié)分析，形成一套成熟經(jīng)驗，可為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)始發(fā)井;盾構(gòu)組裝;豎井尺寸;重疊;始發(fā)

隨著城市地鐵建設(shè)的快速發(fā)展，地鐵線路越來越繁多，施工條件也隨著變得復雜苛刻。由于不同期建設(shè)，后建線路施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)盾構(gòu)無法步進通過已建車站和預留接口。為確保盾構(gòu)順利過站二次始發(fā)，通長采用在既有車站端頭新增吊出井和始發(fā)井，盾構(gòu)主機地面吊裝轉(zhuǎn)場過站方案完成二次始發(fā)。本文以重慶地鐵五號線盾構(gòu)過大龍山站二次始發(fā)工程為依托，對在地面環(huán)境復雜且始發(fā)井口長度不足重疊隧道的條件下，如何完成盾構(gòu)下井組裝始發(fā)所采取的系列措施進行分析和系統(tǒng)性的總結(jié)，將好的施工經(jīng)驗分享推廣，對以后類似工程施工提出指導性的意見。

一、 工程概況

（一）工程位置

重慶軌道交通5號線一期工程冉家壩站～大龍山站～大石壩站區(qū)間段主要位于重慶市北部新區(qū)和渝北區(qū)，區(qū)間主要采用兩臺盾構(gòu)先后從冉家壩站后始發(fā)井掘進，盾構(gòu)主機在大龍山地面吊裝轉(zhuǎn)場后，在大龍山站后始發(fā)井二次始發(fā)后到達大石壩，完成區(qū)間施工任務。

（二）地質(zhì)情況

區(qū)間隧道穿越地層主要為砂巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖與砂質(zhì)泥巖互層段。大龍山站后始發(fā)井井地面以下4m為土層，其余為砂質(zhì)泥巖、局部段夾薄層砂巖。該段地層巖體呈中等風化狀態(tài)、節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖體較完整，圍巖級別為Ⅳ級，巖層傾角小、近于水平狀。不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，基坑開挖后巖層具有較好的自穩(wěn)性。

（三）建（構(gòu)）筑物及關(guān)系情況

大龍山站后始發(fā)井緊貼已建區(qū)間隧道，距大龍山站水平距離10m。線路施工方向左側(cè)為運營的地鐵六號線，最小水平距離為9.9m。地面已建風井與始發(fā)井側(cè)墻部分重合。豎井內(nèi)有DN1200的給水管線，且無法遷改。

二、工程重難點分析

（一）由于五號線區(qū)間斷面增大，盾構(gòu)無法步進通過前期已建大龍山站及預留接口，需在大龍山站前站后增設(shè)吊出井和二次始發(fā)井，實現(xiàn)盾構(gòu)主機地面轉(zhuǎn)場過站和拖車站內(nèi)通過。

（二）豎井內(nèi)徑有DN1200城市供水主管，且管線無法遷改和懸吊保護，給水管線與既有隧道僅9.6m，無法滿足盾構(gòu)主機下井組裝和始發(fā)條件。

（三）已建風井與始發(fā)井側(cè)墻部分沖突，影響始發(fā)井施工。

（四）始發(fā)井段為上下重疊隧道，在重疊段始發(fā)進一步增加了始發(fā)井結(jié)構(gòu)的復雜性和施工難度。

（五）始發(fā)井距既有車站及運行線較近，始發(fā)井施工對周邊環(huán)境影響大，豎井無法采用爆破法開挖施工。

三、始發(fā)井方案設(shè)計

（一）總體思路

由于既有給水管線、地面風井、既有隧道等建構(gòu)筑物無法遷移和拆除，始發(fā)井只能在現(xiàn)有凈空尺寸9.6×10（長×寬）條件下設(shè)置，結(jié)合盾構(gòu)下井組裝施工要求，采用始發(fā)井前端暗挖盲洞+9.6m長始發(fā)井組合方式設(shè)置。地面風井與始發(fā)井側(cè)墻沖突部分采用井下擴挖方式處理。

（二）前盲洞設(shè)置

為便于盾構(gòu)預制導臺和開挖，前盲洞采用馬蹄形直墻斷面，在上下隧道間設(shè)置臨時橫撐?？紤]盾構(gòu)主機和反力架長度等，前盲洞長度設(shè)置為5m。在初支完成后進行盾構(gòu)下井組裝，盲洞內(nèi)安裝管片形成永久襯砌，盲洞與管片間空隙采用素砼填充。

（三）豎井設(shè)置

避開給水管線，將長度縮短至9.6m，寬度方向不變，與地面風井沖突的部分，地面井口相應變窄，豎井標高低于風井下部結(jié)構(gòu)后逐步擴挖至設(shè)計尺寸。下部盾構(gòu)始發(fā)完成后，拆除負環(huán)管片，施做明洞、中板并將明洞與豎井間空隙用素砼填充，提供上部隧道盾構(gòu)始發(fā)條件。

四、豎井施工

（一）豎井施工按照豎井開挖→前盲洞開挖→豎井側(cè)墻施工→下部隧道盾構(gòu)始發(fā)→明洞結(jié)構(gòu)、中板、素砼回填→上部隧道盾構(gòu)始發(fā)→明洞結(jié)構(gòu)及回填施工。

（二）始發(fā)井采用倒掛井壁法施工，采用分塊、逐層開挖。由于豎井與既有運營線較近，為降低施工對運營線的影響，豎井采用圓盤鋸分層切割，挖機破除法開挖施工。圓盤鋸間距1m雙向切割，便于挖機破除，每層切割開挖深度為0.5m。

（三）既有風井底部擴挖施工，嚴格按照設(shè)計尺寸逐榀開挖，而后密排拱架進行支護，嚴禁超挖，同時加強對風井結(jié)構(gòu)的監(jiān)測。

（四）在施工過程中，遵循“短進尺、快封閉、強支護”的原則，確保工程和施工安全。

五、盾構(gòu)組裝施工

（一）重疊隧道按照先下后上的順序組織施工。盾構(gòu)主機采用地面吊裝轉(zhuǎn)場，始發(fā)井下井組裝，螺旋機、拖車采用站內(nèi)過站方式。

（二）盾構(gòu)下井組裝按照前體→中體→刀盤→主機向盲洞頂推→管片拼裝機→盾尾→螺旋機→反力架→拖車連接的整體施工順序施工。

（三）下部隧道明洞結(jié)構(gòu)、回填砼、中板必須達到設(shè)計強度后方可進行上部盾構(gòu)下井組裝，同時做好下部隧道監(jiān)測工作。

六、結(jié)語：

（一）始發(fā)井尺寸大小及形式根據(jù)盾構(gòu)機尺寸、吊卸組裝方案綜合考慮，始發(fā)井寬度應大于等于盾構(gòu)直徑+3m。在不考慮拖車和螺旋機的情況下，井口長度必須滿足盾構(gòu)主機+3m，在條件苛刻設(shè)置前盲洞的情況下始發(fā)井長度需滿足刀盤+前體+中體+3m。

（二）首次始發(fā)時優(yōu)先考慮盾構(gòu)整體始發(fā)方案，分體始發(fā)時，優(yōu)先考慮設(shè)置前盲洞方案，滿足小皮帶出渣，創(chuàng)造連續(xù)掘進條件，確保掘進施工安全，提高前期施工效率。

（三）二次始發(fā)時，優(yōu)先考慮站內(nèi)整體過站，條件無法滿足時采用地面吊裝轉(zhuǎn)場過站方式。

（四）本文僅從重疊隧道前盲洞+豎井的方面介紹盾構(gòu)下井組裝始發(fā)方案。在條件極為復雜的情況下，還存在盾構(gòu)平移、調(diào)頭等情況，施工前需根據(jù)工況統(tǒng)籌考慮。

參考文獻：

[1]沈永東、楊流、陳凱.復雜周邊環(huán)境地區(qū)超深盾構(gòu)始發(fā)井施工技術(shù)[J].隧道建設(shè)，2007（8）;365-371.

[2]葉銘、孟偉.復雜環(huán)境條件下盾構(gòu)始發(fā)井的設(shè)計[J].隧道建設(shè)，2010;5（5）;546-553.