中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北武汉 430070
摘要：盾构始发过程存在较大的施工风险。以苏州地铁3号线葑亭大道站～唯亭停车场出入线区间工程盾构始发施工为例，结合工程及现场地质条件，提出了详细的始发技术控制措施，确保始发过程安全。为类似工提供程参考。
关键词：盾构始发；端头加固；反力架
中图分类号：TU941文献识别码：A
Construction Technology of Shield Tunnel
of the Fengting Road Station ~ Wei Ting parking
lot entry and exit range of Suzhou Metro
No 3 Line
Li Zhun
（China Railway 11 Bureau Group Urban Track Engineering Co., Ltd,Wuhan, Hubei 430070 China）
Abstract：There is a large construction risk in shield launching process. Taking the construction of Shield of the Suzhou Metro Line 3 and the Wei Ting Road Station and Wei Ting Car Park, the construction of shield shields is taken as an example. Combined with the engineering and site geological conditions, detailed technical control measures are put forward to ensure the safety of the originating process. Provide a reference for similar work.
Keywords：shield launching; end reinforcement; reaction frame
1 工程概况
苏州地铁3号线葑亭大道站～唯亭停车场出入线区间出入场线总长1831.988m，本区间盾构段自葑亭大道站后盾构井起始，下穿沐澄河及其驳岸，向东南方向行走，入场线设置两端R=315m（出场线设置两端R=300m）平曲线，下穿唯亭学校，至最低点RDKO+851.452处设置联络通道兼泵房，继续向东，下穿戈巷街后到达明挖段盾构工作井。线间距为12.06m～13.72m。
本区间采用一台小松TM634土压平衡盾构机掘进（35号），35号机从唯亭停车场西端头左线始发，掘进至葑亭大道站东端头左线吊出，再转场至唯亭停车场西端头右线二次始发，掘进至葑亭大道站右线吊出。
2.3 降水井
在加固区外侧施工一圈搅拌桩止水帷幕，止水帷幕内设置降水井和观测井。降水井底部位于⑤1粘土层，从上至下依次穿越①1填土、③1粘土、③2粉质粘土、③3粉土、④2粉土夹粉砂、⑤1粉质粘土，深度为端头加固区域下5m。深井井点采用钻机成孔，钻孔孔径600mm，降水管为内径300mm，外径360mm的无砂管井。始发前将水位降至洞门中心以下1m。
2.4 始发托架安装
始发托架采用钢结构形式，为预留盾构主机在组装过程中盾壳间的焊接作业空间，始发基座采用两半组成，为了防止盾构在移动中结构变形，接口处采用螺栓连接。
基座安装在盾构工作井预埋件铁板上，安装时依据盾构机设计姿态对始发基座进行精确定位。始发基座采用定做基座，为防止盾构始发磕头基座按实测洞门中心向高抬升10~20mm居中放置，并在基座两侧设置支撑加固，准确定位后将始发基座与底板预埋钢板焊接固定；始发基座底部要垫平稳，避免扭曲；盾构机主机组装时，在始发基座的轨道上涂硬质润滑油以减小盾构机始发推进时的阻力；安装的允许误差：基座安装轴线应与实测洞门轴线一致，始发洞门处水平偏差为-2mm～+2mm，竖直方向的偏差为-2mm～+2mm。
2.5 反力架的安装
反力架主梁为双拼700×300×13×24的H型钢，直撑采用HW400×400型钢，斜撑采用双拼600×200×11×17的H型钢，焊缝厚度不小于8mm。
在盾构机主机组装结束后安装反力架。安装前必须放好其安装轴线，然后方可进行反力架装置的现场组装定位焊接，焊接部分主要为反力架底部与结构面预埋钢板和反力架斜撑与结构预埋板，同时为减少横撑对结构的最大限度保护，在顶部与结构二层板支撑和侧面与结构墙支撑的位置垫设一块不小于横撑截面面积厚度不低于1cm的钢板。要求反力架与管片接触的平面要与盾构始发基座的轴线垂直，反力架轴线与盾构始发轴线的偏差控制在±10mm，焊接质量符合设计要求，同时为保证反力架和基座在始发时的整体性将始发基座和反力架焊接为以整体。
2.6 洞门密封的安装
在盾构始发掘进时，为了防止洞内水和回填注浆沿着盾构机外壳向洞口方向流出，在内衬墙上的盾构机入口洞圈周围安装环行密封橡胶板止水装置，该装置在内衬墙入口洞圈周围安装设有M20螺孔的预埋板，用螺栓将帘布橡胶板、圆环板和扇形压板栓连在预埋环板上。当盾构机沿推进方向掘进时，带铰接的扇形压板被盾构机带动向顺时针方向转动，并支撑密封橡胶板，封闭在盾尾外径处，止住水向始发井内流入。
安装前应测量安装螺孔的位置偏差，并用螺丝清理螺孔。安装时，压板螺栓应拧紧，使帘布橡胶板紧贴洞门，防止盾构始发后同步注浆时浆液泄露。
洞门密封装置安装时，需注意橡胶帘布及扇形压板的安装方向。橡胶帘布端头的凸起方向与盾构掘进方向相同。
盾构机进入预留洞门前在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂润滑油以免盾构机刀盘挂破帘布橡胶板影响密封效果。
3 盾构始发技术措施
3.1 盾构始发姿态控制
（1）始发掘进前人工复测一次盾构机在始发托架上的正确位置，并与盾构机姿态导向系统测量的位置进行比较，调整盾构机姿态后方可始发掘进；
（2）检查盾构机托架的稳固情况，检查防止盾构机“栽头”的导轨是否施作牢固和位置得当，查验盾尾外壳上的防扭转装置是否焊接牢固；
（3）保持盾构机4组推力油缸推力均衡，确保刀盘中心和盾尾中心的位移在允许的偏差范围内，在始发掘进阶段尽量少采用纠偏措施；
（4）盾构机在水泥加固体里推进，由于水泥土加固比较稳定，为减少推力，故不需保持太大的土压，盾构机刀盘出了水泥加固体前20cm，须将土压缓慢提高至设定土压，根据隧道埋深，初始土压力取0.10Mpa～0.11Mpa，掘进过程中，根据地表监测情况调整土压；推力控制在700t～900t，始发时掘进速度不可过快，根据推力情况，控制在10mm～25mm/min之间；刀盘转速控制在1.0～1.2r/min,如果扭矩或者回转角过大适当降低刀盘旋转速度；及时二次注浆。
3.2 负环拼装
盾构始发采用8环负环，错缝拼装。为了保证负环管片拼装完成后向后推动过程中，不损坏盾尾刷，在拼装负环管片时，需要在盾尾下部盾壳内避开千斤顶撑靴位置焊接1.2米长的φ30圆钢4根，沿盾构方向放置。
为避免负环管片脱出盾尾后下沉，采用三角木楔填充始发支座轨道与管片外侧的空隙，将负环混凝土管片托起，并在始发台上焊工字钢顶住环片与环片的接缝。
为防止负环脱出盾尾后变椭，通过手拉葫芦，采用20的钢丝绳将管片环向箍紧。
3.3 洞门破除
洞门凿除施工时，在盾构机与侧墙面之间搭钢管支架。钢管支架（间距1000×1000mm）两排，内排在洞门圈紧靠内衬部分。排架交叉部位用扣件连接，采用φ48带活动撑头钢管斜撑支护，横向间距2000mm。为了方便工人清理渣土，在脚手架底部预留两处出渣口。作业平台由15mm厚胶合板铺设。施工人员必需系带安全带方可施工。洞门凿除砼采用风镐并结合人工修凿的方法，洞门周边预留100mm的范围用人工修凿，以保证凿洞的质量。
洞门凿除均采用由上至下（分四层）的顺序，每层由中间向两边同时凿除。即先从洞顶开始凿除，先凿除暴露在外的砼，待露出内排钢筋，割除钢筋，继续向里凿除砼，直至露出外排钢筋，留下外排钢筋及保护层，等盾构始发前两小时内再进行割除。割除钢筋时务必将围护结构的钢筋全部切断，切干净，以避免盾构推进时刀盘被未切干净的钢筋挂住，凿除施工完毕后迅速拆除脚手架，快速拼装负环管片，使盾构机刀盘顶住掌子面，避免始发时掌子面暴露太久发生失稳坍塌。
3.4 洞口注浆封堵
待推拼至+4环时，采用二次注浆系统进行洞口双液浆注浆封堵。待洞口封堵完成后，开启同步注浆系统，边推进边进行同步注浆。初始时注浆压力控制在0.1～0.2Mpa之间，随着管片环数的增加，可适当增加注浆压力，注浆方量控制在3.5m3以上，以盾尾不漏浆为控制标准。在以后的掘进过程中要根据地面监测适当调整注浆压力和注浆方量。同步注浆采用消石灰、粉煤灰、砂、膨润土、水混合搅拌成的惰性浆液。
4 盾构出洞
盾构始发采用整体始发。待盾构始发前准备工作完成后进行洞门凿除工作并清除洞门范围内的所有废料和刚性物件，然后再次对始发洞门密封装置、导轨及洞门凿除工作进行检查经确认无误后，开始拼装负环管片，直到将盾构刀盘顶进始发掌子面，焊好盾构防扭转装置后便可开始盾构的始发掘进。
4.1 第一环
第一环为始发环，管片型号OR，环向预埋钢板朝向洞口方向。
4.2 第二环
第二环推进完成，盾尾进入盾构钢环密封圈60cm，开始用快硬水泥封洞口。
4.3 第三环
第三环推进时采用满舱保压式前进，保证第三环推进完成时土舱压力建立到0.10MPa左右，第三环推进完成时盾构刀盘即抵达加固区外边缘。第三环推进60cm时开始同步注浆，注入量7m3(计算值）可硬性浆液。
4.4 第四环
从第四环开始土压力控制在0.10MPa之间，同步注浆方量控制在3.5m3左右，并开始洞口封堵。
4.5 第五环
第五环推进时，开始一、二环洞口二次注浆，压浆方量控制在每环1.2m3，根据第四环推进监测情况，及时调整推进参数。
4.6 第六环
第六环推进完成时，进行第三环二次注浆。
4.7 第七环~第八环
第七、八环推进过程中，土压力控制在0.10MPa，推进速度2～3cm/min，盾构机刀盘开始穿越搅拌桩止水帷幕。从第七环开始都需要进行二次注浆，每环1.2m3控制。
4.8 第九环~第十环
第九、十环推进时，根据前一日的监测情况，对推进参数进行调整优化，第十环推进完成时，盾尾即将脱出加固区外边缘。从第十一环推进40cm时，盾尾脱离加固区，同步注浆改为准厚浆，方量调整为3.5m3。
5 结语
苏州地铁3号线葑亭大道站～唯亭停车场出入线区间工程盾构始发施工中，对关键因素①盾构始发姿态、②负环拼装、③洞门破除、④洞口注浆封堵等，进行动态控制，实时调整施工方案，保证盾构始发始终处于安全可控状态。该技术可供类似工程参考和借鉴。
参考文献
[1]王梦恕.中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路[J].隧道建设,2014,(03):179-187.
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[4]GB50652-2011,城市轨道交通地下工程建设风险管理规范[S].北京:中国建筑工业出版社出版,2011.
论文作者:李准
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
标签：盾构论文; 基座论文; 管片论文; 注浆论文; 洞口论文; 帘布论文; 轴线论文; 《基层建设》2017年第9期论文;