密闭结构盾构空推过站及二次始发施工技术研究

密闭结构盾构空推过站及二次始发施工技术研究
发布时间：2021-12-17T02:52:31.557Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年19期作者：崔成[导读] 本文结合深圳地铁13号线应~罗区间盾构空推穿过结构封顶的中间风井工程实例，探讨盾构机在长大密闭中间风井内空推过站、安装反力架及组织二次始发的施工技术，通过提前制作好的混凝土导台、安装反力架和斜撑，组织利用始发时负环管片及钢轨作为盾构空推的载体，管片底部拼装两块管片传递推进顶力，手拉葫芦人工安装反力架等技术措施，就土压平衡盾构来说，大大缩短了施工工期，也降
低了施工成本。

为后续土压平衡盾构在中间风井过站时具有指导性意义，为类似相关施工工况提供借鉴。

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摘要：本文结合深圳地铁13号线应~罗区间盾构空推穿过结构封顶的中间风井工程实例，探讨盾构机在长大密闭中间风井内空推过站、安装反力架及组织二次始发的施工技术，通过提前制作好的混凝土导台、安装反力架和斜撑，组织利用始发时负环管片及钢轨作为盾构空推的载体，管片底部拼装两块管片传递推进顶力，手拉葫芦人工安装反力架等技术措施，就土压平衡盾构来说，大大缩短了施工工期，也降低了施工成本。

为后续土压平衡盾构在中间风井过站时具有指导性意义，为类似相关施工工况提供借鉴。

一、引言；
盾构机过站是地铁施工中普遍的一道工序，盾构机过站方式也有很多种，其中最普遍的是从一端将盾构机解体吊出，再从另一端吊下井进行组装，此项方案施工组织难度及成本较低，较为常见。

但是对于一些密闭风井来说，吊运盾构机过站则行不通。

例如深圳市轨道交通13号线应人石站～罗租站区间的中间风井，设计时没有考虑吊出井和始发井，且盾构到达时，风井结构已经完工。

因此常规的过站方案不能适用。

综合考虑施工成本、施工工期，项目部制定了在中间风井底板上制作混凝土导台、底板拼装负环管片空推过站的施工方案。

二、工程概况；
应罗区间全长2.1公里，在里程YDK18+927.000位置设有一座中间风井，中间风井主体部分为地下二层框架结构，附属部分为地下一层框架结构，主体长度为37.8米，中间风井盾构通过段开挖深度为22米，风井线路平面为12‰下坡段，风井结构两端均采用盾构法施工。

风井段过站采用“到站、平移、再始发”的施工方案。

图2 弧形导台与盾构关系图
3、导台施工
（1）钢筋绑扎
中间风井主体结构完工后，将底板清理干净，按照设计图纸进行下料，导台钢筋采用20#螺栓钢双向双层进行绑扎，主筋间距为150mm，底板凿毛植筋，主筋用20#螺纹钢连接形成整体。

钢筋绑扎时位置间距应符合要求，接头位置长度不小于35d，主筋保护层厚度控制在3~5cm左右。

钢筋绑扎完成后需由项目管理人员进行验收，验收合格方可进行下一步工序。

配筋图如下。

图5 成型导台
4、盾构上接收导台
（1）为满足盾构沿隧道设计轴线走，导台上的钢轨采用50短轨，轨道先焊接到预埋钢板上，再用压板焊接轨道进行双重固定，轨道之间用鱼尾板进行连接，高度需一致，不允许相邻轨道有高差，轨道安装固定完成后，在轨道上均匀涂抹黄油，测量需对轨道标高及轴线位置进行二次复核，确认无误后方可进行盾构接收上导台，推进过程需安排专人关注刀盘及盾体通过情况，如有异常，立即停止掘进并进行处理。

（2）待盾尾拖出隧道进风井结构时，过站期间管片拼装由整环6块变为2块，只拼底部两块管片，且风井过站范围均采用负环管片。

盾构机前盾脱出洞门环时，前盾与导轨之间用钢板垫起，底部成型管片腰部用方木垫起。

（3）刀盘在接收时就调整好位置并锁死，防止过站时转动刀盘。

推进时下部油缸应均匀受力，不得出现较大压力差。

（4）待盾体出洞门后，应立即在盾体两侧加焊楔块，防止在推进过程中出现侧翻。

（5）管片背部与导轨之间有约15cm的空隙，在管片在拖出盾尾后及时用方木在垫起，或用细沙填充。

四、封闭空间内反力架安装及负环管片拼装
1、反力架安装
待盾尾到指定位置时，需拼装反力架，反力架结构应与风井底板形成整体，最好在风井浇筑底板时，将立柱及斜撑的钢板及钢棒预埋
件预埋进底板。

钢板采用80cm*80cm，2cm厚的钢板，钢板下预埋L型钢棒与底板的主筋焊接在一起。

（2）横梁安装
立柱焊接好后，立柱中间靠两边再开孔并挂上5吨葫芦，将横梁拽起至指定高度（管片侧支撑面）测量对横梁两侧进行复核，横梁两侧高度一定不能出现较大误差，后期始发时，两侧会受力不均匀导致反力架支撑稳定性不够。

无误后将两侧进行焊接，接缝处加焊2cm钢板。

（3）∏梁安装
∏梁安装时，先用10吨葫芦将梁的一侧（连接横梁的）拉起，再用一个5吨的葫芦将另一侧拉起（连接立柱的）测量复核好位置，确保始发时管片能顶到梁中间。

无误后方可进行焊接。

图11 油缸分区推进示意图
六、其他注意事项
1、进洞时，盾构机“撞头”导致导台破碎，为了避免类似情况出现，采取以下控制措施；
盾构推进根据洞门复测时的姿态，实时调整掘进姿态贯通，当导台标高与洞门标高一致，而刀盘比盾体大，这样容易出现盾构机“撞头”，导台破
浇筑砼导台及预埋钢导轨时，降低出洞位置及导轨标高，中间风井该处施工控制标高比设计标高低20mm，导台及导轨施工控制标高已对此加以考虑。

2、到风井出洞时，盾构机“磕头”
始发推进过程中，在盾构刀盘到达掌子面前，盾构机容易出现“磕头”现象。

对此采取以下控制措施。

在浇筑导台时，出洞位置砼导台及导轨的高程高于设计标高20mm。

在洞门内底部按导台的弧面填砂石。

3、推进时管片出现左右摇摆、下沉现象
推进时管片在各个面上的受力不一样，在左右油缸的推力差较大而管片环在上下、左右没有反力支持时则出现管片左右摇摆，下沉现象。

这主要是在拼装管片时管片螺栓没有上紧，每一环在脱离盾尾后未采取以下措施
当管片有一半脱出盾尾时，就及时在下方塞紧楔形方木
对脱出盾尾的管片螺栓进行三次复紧。

在管片左右侧及顶部加木方或槽钢支撑，稳定管片，防止管片在推进过程中摆动错位。

在管片低与导台之间的空隙回填细沙，进一步稳定管片。

七、结语
深圳地铁13号线应罗区间的施工实例证明，本次空推过站及二次始发的方案在传统过站的基础上优化了盾构机空推的方式，大大缩短了空推时间、节约了材料、设备及人工成本。

通过对过站空推掘进参数的实时控制及盾构姿态稳定性的把握，始发时在姿态值在规定值内，实现快速过站的高效率施工。

反力架拼装完成后，效果良好，立柱及横梁偏差都控制在1cm以内，始发时盾构姿态水平与垂直趋势都控制在合理范围内，保证顺利二次始发。

通过上述措施，验证了施工方案及措施的可行性，为后期类似工程施工提供参考。

参考文献：
[1]《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-2018
[2]《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-20118。