摘要：重庆市轨道交通五号线在砂岩及砂质泥岩地层采用两台单护盾单护盾TBM掘进施工，成功克服了暗挖始发、长距离步进、长距离大坡度掘进诸多困难，形成了一套行之有效的快速施工技术。这种施工技术为国内城市轨道交通工程提供了宝贵经验，也为类似工程的设计提供思路，为此对单护盾单护盾TBM在城市复杂环境下，长距离大坡度快速掘进进行总结、积累了相关经验。
关键词：单护盾单护盾TBM；砂质泥岩；长距离；大坡度；快速施工
0 引言：随着铁路、水电、交通、矿山、市政等隧洞工程迅猛发展，越来越多的隧道掘进设备用于长大隧道的掘进施工，单护盾单护盾TBM在敞开式单护盾TBM的基础上通过增加盾尾及管片安装机构，以掘进速度快围岩扰动小，二衬一次成型，施工安全可靠的高效性被铁路、水利隧洞工程广泛使用。但在环境复杂的城市轨道交通工程中采用单护盾单护盾TBM工法尚不多见。
1 工程概况
1.1设计情况
重庆地铁五号线土建5104标工程单护盾单护盾TBM区间总长4550m，包括大竹林出入段线～人和站、人和站～和睦路站、和睦路站～重光站3个区间，区间长度分别为1818m、733m、1999m。步进段总长度1242m，分别是大竹林出入段线步进202m，人和站步进690m，和睦路站步进350m。
1.2建构筑物情况
区间隧道上跨渝怀、兰渝、沪溶等既有铁路，下穿古木峰隧道，沿线近距离旁穿黛湖、刘家沟水库。
1.3地质情况
区间隧道主要穿越砂质泥岩与砂岩地层，砂质泥岩强风化层厚约1.0～3.0m，岩质极软，风化裂隙发育，岩体破碎，中等风化岩层岩蕊呈中～长柱状，裂隙不发育～发育，岩体较完整，岩质极软，抗风化能力差，岩石饱和抗压强度标准值为7.74Mpa。砂岩强风化层厚约0.50～2.50m，岩质软，风化裂隙发育，岩体破损，岩石饱和抗压强度标准值为27.49Mpa。
2 重难点分析
（1）单护盾单护盾TBM始发基地设置在大竹林出入线，独头掘进最长距离达5.7km，水平运输是安全快速掘进的关键。
（2）区间最大纵坡为44‰，选择合适的电瓶机车、刹车系统、轨道及轨枕是本工程的关键。
（3）本工程需空推步进840米和两次过站，如何快速步进和过站是本工程的关键。
（4）两台单护盾单护盾TBM从大竹林组装后，需先后6次暗挖洞内始发，设计简单易行反力架是快速掘进的保证。
（5）单护盾单护盾TBM在砂质泥岩地层掘进工程存在因地层含水大和刀盘喷水导致刀盘被糊的现象，采取可行高效的处理措施是快速掘进的关键。
3快速施工方案
3.1长距离、大坡度运输
（1）水平运输采用55T电瓶车牵引6节18m3矿车、2节管片车、1节砂浆车、1节豆砾石平板组成，车站内设置道岔，便于错车，提高运输效率。
（2）大竹林出入段线～人和站区间有轨运输车辆从人和站长距离连续重载下坡，经过360米6.314‰下坡、300米44‰下坡，180米19‰下坡到达V型坡最低点。为了保障大坡度下快速施工，采取的主要措施：
1）牵引机车由45T调整至55T，提高牵引动力，将刹车系统又单气路改为双气路，提高刹车性能，加强每班牵引机车的刹车系统等保养。
2）将隧道内V型坡段轨枕升高，有利于V型坡的污水抽排，保证运输轨面干燥，防止机车打滑发生溜车，同时在轨枕下方铺设道渣，保证轨枕稳固，防止轨枕受到冲击产生变形，造成侧翻事故的发生。
3）在单护盾TBM拖车及大坡度段设置防溜车装置；建立良好通信网，在监控中心由专人统一指挥列车编组，确保运输良好有序，快速施工。
图3 快速步进
长距离步进采用步进小车步进，步进小车宽3450mm，长10600mm，结构由弧形步进架和举升架2部分组成。利用步进小车与地面的摩擦力提供反力，主机的推进油缸提供动力进行步进，步进过程中的换步采用左右对称的4对提升油缸完成。在车站接收、暗挖段、平面小半径曲线地段保证单护盾单护盾TBM顺利步进，施工前根据线路走向情况及步进小车尺寸提前放样模拟步进线路，确保底板平整度在±2cm以内，控制速度，保证平稳过渡。
采用步进小车进行步进用时，比传统采用始发台下方铺设钢板，滚轴平移过站大大提高了功效，保证了施工过程中的安全。
3.3快速掘进
由于单护盾TBM在砂纸泥岩地层长掘进过程中，刀盘喷水降尘或者地下水量较大，岩层遇水软化，易造成刀盘被糊现象，每班掘进过程中都存在清仓作业；为最大程度降低关键线路作业持续时间，提高掘进速度，通过成立专门清仓换刀班组和调整清仓作业工序与管片安装同步进行等措施，极大减少清仓及换刀作业耽误时间，提高了掘进效率。
单护盾TBM大坡度下坡掘进时，施工污水易发生倒流至主机范围内，如未及时抽排，造成砂质泥岩遇水软化，造成主机下沉，管片姿态超限现象发生。在长距离大坡度下必须加强洞内抽排水的能力，保证主机范围内无积水现象。
单护盾TBM大坡度下坡掘进时，水泥浆填充时浆液易流窜至尾盾处，造成材料浪费，且管片背后浆液填充效果差，只能利用二次注浆弥补，增大作业强度。需在盾尾后5-10环采用双液浆施作封闭环，防止浆液流失，保证回填灌浆的质量。
3.4快速始发
单护盾单护盾TBM在直墙型断面盲洞始发，盲洞断面尺寸为7130×7400mm（宽×高）现有常规反力架无法在架设，在初支盲洞内采用哪种快捷轻便可靠的反力装置，对始发掘进至关重要。采用H175型钢焊接成三角牛腿与盲洞初支拱架固定，形成环型反力结构，以提供始发掘进反力。
盲洞开挖支护施工时在初支拱架上顶部138°范围内焊接钢板18块，为反力环顶部三角牛腿提供固定点。盲洞底板砼浇筑前在底板上预留30块钢板与底板主筋锚固，提供反力环底部三角牛腿固定点。反力环施工图详见图4。
图4、反力环施工图
4 对今后施工的几点建议
通过单护盾单护盾TBM在重庆砂质泥岩长距离、大坡度掘进施工中发生的问题，建议如下几点，供大家参考。
1）详细的地质补勘是单护盾单护盾TBM施工成败的关键。
2）单护盾单护盾TBM长距离、大坡度施工怎么安全有效的提高有轨运输，是实现高效产值的关键。
3）合理的设备配置、布局是单护盾单护盾TBM施工高效施工的关键。
4）双液注浆设备应靠前布置，方便在豆砾石吹填过程中及时施作封闭环，防止浆液流窜至盾尾，注浆不密实。
5）不良地层的提前加固是单护盾施工安全的保证。
参考文献：
[1]李新伟 单护盾TBM施工技术，中文科技期刊数据库（引用文）工程技术，2016年12月14日，131-132页
作者简介：
胡振西（1984年生），男，汉族，籍贯甘肃，助理工程师，大专学历。
论文作者:胡振西
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/2/15
标签：步进论文; 泥岩论文; 坡度论文; 快速论文; 地层论文; 管片论文; 竹林论文; 《基层建设》2018年第35期论文;