（中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司，陕西，西安，710054）
【摘 要】盾构机的始发和接收阶段是整个盾构区间施工的高风险地段，为降低始发及接收时地层不稳定的施工风险，一般在盾构始发井和接收井的外围进行加固，加固的措施有固结法和冷冻法等多种。但是在一些情况下始发井和接收井的外侧不具备加固条件，就需要采取无加固的盾构接收及始发的方法。
【关键词】盾构始发；盾构接收；地层加固；盾构施工
1 概况描述
某城市地铁盾构区间为双线盾构区间隧道，从地下段起点向市中心掘进，起点里程CH1+002.794，中间经过一个车站，至终点车站（CH3+837.164），盾构区间全长2.7公里，整个区间隧道采用盾构法施工。隧道管片外径6.35米，内径5.8米，管片厚度为0.275米，每环管片宽度为1.4米，由8块管片组成，环向和纵向分别有螺栓相连。隧道开挖外径6.61米，管片与开挖面之间的空隙采用双液注浆（水玻璃和水泥浆）同步填充。起点至车站之间的隧道纵向为3.5%的纵坡，盾构机始发后在中间车站需要空推过站后再次始发。
盾构区间主要穿过砂质粉土、砂砾粉土、石英岩、强风化砂岩和千枚岩等地层，在车站的盾构接收端和始发端地层从上往下依次是砂质粉土、砂砾粉土、砂岩和石英岩，其中，盾构隧道位于砂岩地层中。
中间车站临近国家博物馆，场地狭小，车站两端是两棵古树，为保护古树车站长度减短，设备房外挂至车站一侧。由于车站两端的古树距离车站始发端和接收端都较近，为保护古树原计划在始发端和接收端进行加固注浆确保盾构接收和始发顺利进行的措施无法实施，盾构过站前后的盾构接收和始发均需要在地层无加固的情况下进行。
在中间车站要首先进行盾构机到达接收，整体过站以后再进行二次始发，在接收和始发位置的洞门连续墙都不破除，并在洞门位置安装钢环板和橡胶帘布，以确保在接收过程可能出现的涌水情况。
2 始发技术
2.1始发准备
过站后的始发工作也是在没有进行地层加固的情况下进行的，虽然地层条件相对较好，但是必要的技术准备工作还是必须的。首先需要在始发洞门范围内做探孔试验，查明地层及地层含水情况。探孔要穿过连续墙到达墙后地层，并根据地层含水情况确定是否需要其他措施进行必要的加固工作。经过实际钻孔探测，探孔只有少量渗水，没有明显的地层土壤或流砂随渗水流出。因此确定地层基本稳定，可以在不加固的情况下进行盾构始发。但是为确保始发安全以及刀盘通过连续墙后可能出现的异常情况可以及时注浆，在始发洞门区域安装1.2米宽的钢套箱，在钢套箱外侧安装折叠压板和橡胶帘布，使盾体穿过钢套箱时，橡胶帘布可以压紧盾体，这样就可以通过预埋的注浆管对连续墙后进行注浆。
在盾构机过站期间即开始始发准备工作，放线定位隧道中心线，放出隧道外轮廓线及始发钢箱的安装线，安装始发钢套箱及橡胶帘布。盾构机在始发前还应完成刀具的更换、刀盘的耐磨条焊接以及双液注浆系统的维修保养工作。
在盾构机到达连续墙前的钢环板之前，测量两侧导向钢轨的高程和位置，并提前调整盾构机姿态，使盾构机的姿态与隧道轴线符合。拆除盾构机和桥架台车的连接，将后配套台车向后拉，空出安装始发反力架的位置。在车站内组装始发反力架，组装完成后将台车与盾构机连接，每条管路连接完成后必须进行测试，所有管路连接完成后进行整机空载的调试运行，各项参数正常后开始进行负环拼装始发。
2.2始发掘进
在破除连续墙的过程中采取空仓推进，土仓内不留渣土，边掘进边出渣，为防止连续墙内的玻璃纤维筋卡刀盘，采取低贯入度高转速的掘进方案。推力控制在 8000～8500KN，转速控制在1.0～1.5R/min，推进速度控制在5～10mm/min。在通过连续墙以后，减少出土逐步开始建土仓压力，土仓压力逐步增大到1.1bar左右，再正常出土掘进，并继续保持压力。
在盾体整个进入隧道内之前，不进行同步注浆，但是盾尾油脂要注满并在掘进中及时补充。刀盘和土仓内的泡沫管在开始掘进时就要向刀盘注水和泡沫，防止泡沫管被堵。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆始发时盾构姿态的控制主要通过盾构机的推进油缸行程来控制姿态。
负环拼装完，盾尾进入地层以后需要进行盾尾注浆封堵洞门及钢套箱和管片之间的空隙。注浆时压力不要过大可根据计算的注浆量分几次注浆（一般分3次），待下部初凝后，进行中部注浆，中部初凝后，进行上部注浆。注浆过程中要检查洞门及钢套箱是否有漏浆，并对漏浆的地方及时进行封堵。
盾尾完全进入地层以后，每环掘进和同步注浆按照掘进速度匹配注浆速度，确保每环掘进过程中，管片背后注浆回填及时饱满。盾构机所有台车都进入隧道以后，准备拆除负环和反力架，尽量缩短拆除负环和反力架的时间，缩短对正常掘进工序的影响，整个始发掘进工作完成。
3 接收技术
3.1盾构接收准备
因为要保护车站端头的古树，原计划需要注浆进行加固的端头就不能进行，因此盾构进站接收工作只能在无加固的情况下进行。地层没有加固，在盾构机进站前连续墙不能破除，但是为保证盾构破墙出洞时可能的涌水涌砂风险，在连续墙上安装钢环板是必要的。为保证盾构机直接破除连续墙造成车站连续墙大面积开裂和破碎的连续墙拉脱钢环板，进而影响钢环板的止水效果。需要按照刀盘最大的外径外扩100mm在连续墙上钻孔，钻孔采用直径150取芯机，连续墙钻孔不取芯，钻孔深度要切断表层的玻璃纤维筋。
由于连续墙不凿除，在盾构机破洞门时推力有可能将整个刀盘范围内的连续墙整个推出，大块的混凝土会砸坏车站结构底板和接收台架，因此，在刀盘外侧钻孔完成后，要将整个刀盘区域按照“米”型钻孔，确保洞门范围内的混凝土不会整块出来。
在盾构机刀盘到达车站连续墙墙前50米时，需要测量放线定位出隧道中心线，并根据隧道中线完成洞门范围内的钻孔工作，并安装钢环板，做好盾构机进站过站的弧形导台，导台上的钢轨可以在破开洞门以后再安装。
3.2盾构接收
在盾构机到达车站连续墙前，调整好盾构机姿态，并提前测量复核盾构机的位置，确保盾构机按照设计的位置到达出洞洞门。
在盾构机到达连续墙时，开始减小土仓土压力，出空土仓内开挖出的土。总推力逐步降低，并控制在4500~8000KN；保持高转速低贯入度掘进，刀盘转速控制在2±0.2r/min，刀盘扭矩控制在1000~2000KN/m；推进速度控制在4~10cm；推进压力控制在100~200bar。控制推力在较低的水平，尽可能用刀盘切削连续墙，并尽可能出空土仓内切削小的渣土，防止将刀盘范围内的连续墙混凝土推出来，直至整个刀盘推出连续墙进入车站。
3.3盾构机进站
在刀盘进入车站以后，及时清理刀盘前推出来的混凝土块和渣土，检查钢环板、接收台架和洞门漏水情况，确定是否需要进行注浆。清理完成后继续推进，并按照正常程序拼装管片和管片背后注浆。
剩余几环推进要控制推力，只要能保证盾构机在导台上能够顺利推进即可，由于没有土层提供的反力，推力较小，最后十环左右的管片需要用型钢拉结起来，管片拉结需要在12点、3点和9点位，方钢或角钢连接，防止脱出盾尾以后管片下沉或接缝扩大，管片脱出盾尾以后也要及时复紧连接螺栓。
刀盘推出连续墙以后要快速将盾构机主机推出连续墙，并做好同步注浆。盾尾推出连续墙以后要快速对最后一环管片注浆，注浆顶部压力要控制，并回填管片与连续墙之间空隙，必要时在回填后对最后一环管片进行补充注浆。回填管片与连续墙之间空隙时应在渗水位置埋化学注浆管，在盾构机进站以后及时进行注浆堵水，防止在洞门环梁施工时需要再次注浆堵水。
洞门封堵完成后，应对盾体进行基本的清理，主要是刀盘、土仓和盾尾刷等位置。清理完成后，导台上的轨道和台车行走轨道根据推进情况安装，盾构机拼装下部两片管片空推过站。
4 结语
盾构机进站接收和出站始发，车站两端的地层不做预先注浆加固是可行的，但是要做好地质情况的勘察，详细了解地层含水情况，并做好预案。但是在地层不稳定，含水量较大的情况，为确保盾构机始发和接收阶段的安全，进行必要的注浆预加固还是必要的。
论文作者:朱金宝
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿
论文发表时间:2016/5/25
标签：盾构论文; 管片论文; 地层论文; 注浆论文; 车站论文; 隧道论文; 钻孔论文; 《工程建设标准化》2016年2月供稿论文;