盾构分体始发掘进施工要点及管理控制措施分

盾构分体始发掘进施工要点及管理控制措施分

作者：杨宇

来源：《信息化建设》2015年第05期

摘要：目前我国城市内地铁隧道、水工隧洞施工已普遍使用盾构法，北京市南水北调东干渠08标段工程即采用盾构法施工。文章结合施工案例，分析了盾构分体始发掘进施工要点及管理控制措施，以供参考。

关键词：盾构；分体始发掘进；施工

1工程段概述

北京市南水北调东干渠08标段工程13#始发井～12#始发井，全线里程总计2927m，13号盾构始发井基坑五方桥东侧，柏阳小区西北侧。其地势平坦，含沙层较厚。基坑围护结构采用1000mm厚地下连续墙，三道支撑；形状有两头粗中间细的哑铃型结构。始发井一端为始发井口另一侧为接收井口，结构尺寸相同用于盾构机和后配套台车的吊装下井组装。

盾构始发是指在始发竖井内利用临时组装的管片、反力台架等设备，使台架上的盾构机推进，从井壁上的到达口处贯入地层，并沿着规定路线掘进的一系列作业。本工程，鉴于始发场地局限，盾构机始发不能按照正常始发方案进行，盾构机部分台车必须位于地面。以延伸管线实现始发，经过台车转接使盾构机设备正常连接和正常掘进，进行两次始发。

2盾构分体始发掘进施工准备

2.1周边环境核查、监测

盾构始发前应对始发段隧道范围内的所有地下管线、地面建构筑物进行核查。并提交地下管线调查报告、地面建筑物调查报告、地质补堪报告。

盾构始发前一个月完成始发段前300米布监测点的布置并取监测点初始值。

2.2施工场地布置

施工场地布置主要包括场地围蔽、消防通道及消防设备布置、施工临时供电系统、场地排水系统及污水防治、供水系统、生产、办公、生活区布置等，已提交施工场地布置图。

2.3始发端头土体加固

根据始发井北端头的水文地质情况，采用素连续墙进行端头加固，隧道埋深为14.09m，盾构始发端头9m范围内采用素连续墙加固，并采用水平深孔注浆方式。

2.4洞门凿除

在盾构机始发前一天，对洞门进行中心位置进行凿出，破坏地连墙整体强度，便于刀盘破碎地连墙结构。洞门凿除施工安全要求：电焊工、架子工等所有特殊工种必须持证上岗；距洞口2m处，设立安全警戒线；检测孔24小时现场观测，如果有泥沙或大水流出，用事先准备好的棉纱和木屑封堵检测孔；作业人员佩带好安全帽、安全带、工作服、绝缘鞋、防护罩等；洞门结构强度破除后，如果盾构机不能及时始发，派专人观测洞门土体变形情况，同时作好地面沉降监测，如果地面沉降超过30mm，启动应急措施；

2.5始发托架施工

始发托架用于盾构机始发时固定盾构机方位、承载盾构机的自重，以及调整盾构机中心达到设计标高；在负环管片拆除前，始发托架还起着固定负环管片的作用。本标段采用钢支撑始发托架作为始发固定盾构机，由于始发托架要固定在始发井底板上，所以始发井在底板浇筑事要预埋几块钢板，用于后期固定始发托架和反力架。

3盾构分体始发掘进施工要点

3.1初期掘进

本工程初期掘进长度设定为100米。100米的长度考虑了下几个因素：盾构机和后方台车的长度；轨道的布置需要；管片与土体之间的摩擦力足以支持盾构机的正常掘进；盾构左线始发所需要的长度；初期掘进为盾构施工中技术难度最大的环节之一，不可操之过急，要稳扎稳打。

始发托架上掘进：平推时，轨面上涂抹黄油，推力小于300t，对始发架和反力架进行监测。对洞门密封进行检查。

初始隧道段掘进：刚切削土体时刀盘转速不宜过大，增加泡沫的用量，不要出土逐步建立土压平衡。推力小于600t，刀盘转速1.0转/min，速度15-20mm/min。

3.2碴土运输

为保证盾构始发段的出土，13#始发井南侧留有临时出土口。碴土用电瓶车运送到临时出土口，龙门吊吊出到碴坑内，并用自卸汽车外运出土。盾构完成初期掘进进入正常掘进后，将出土口前移到盾构吊入井，同时设置道岔，加快施工速度。

3.3管片拼装

管片由管片车运到场地后，由专人对管片类型、龄期、外观质量和止水条粘结情况等项目进行最后一次检查，检查合格后才可卸入管片堆放场地。管片经管片吊车按安装顺序放到管片输送平台上，掘进结束后，再由管片输送器送到管片安装器工作范围内等待安装。负环管片不存在防水问题，因此采用通缝拼装，其余管片采用错缝拼装。

3.4负环管片、反力架的拆除

盾构完成135m掘进以后开始对负环管片、反力架进行拆除，准备正常掘进，在始发井口铺设道岔，井内范围铺双线轨道。将反力架后座与车站结构分离，采用切割反力架后撑的型钢，并用千斤顶顶开后，将反力架和车站结构分离100mm左右。将反力架与负环分离约

100mm左右。分块拆除反力架并调出井口。

3盾构分体始发掘进施工安全管理控制措施

盾构机始发时应缓慢推进。始发阶段由于设备处于磨合阶段，注意推力、扭距的控制，同时注意各部分油脂的有效使用。掘进总推力控制在反力架承受能力以下（600t），同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发架提供的扭矩。此外，始发前在刀头和密封装置上涂抹油脂，避免刀盘上刀头损害洞门密封装置。始发前在始发轨道上涂抹油，减少盾构机推进阻力。始发托架导轨必须顺直，严格控制标高，间距及中心轴线，基准环的端面与线路中线垂直。盾构机安装后对盾构机的姿态复测，复测无误后才开始掘进。盾构刚进洞时，掘进速度宜缓慢，同时加强后盾支撑观测，尽量完善后盾钢支撑。在始发阶段，由于盾构机推力小、地层较软，调整盾构机姿态，使用下侧的千斤顶加朝上的力的同时一边向前推进，防止盾构机磕头。始发初始掘进时，盾构机位于始发架上，在始发架及盾构机上焊接相对的防扭转装置，为盾构机初始掘进提供反扭矩。盾构机始发在反力架和洞内正式管片之间安装负环管片在外侧采取钢丝拉结和木楔加固措施，以保证在传递推力过程中管片不会浮动变位。

结束语

盾构机分体始发在安全、技术上是可行的，施工进度满足总体要求，且从经济及社会效益上比较，分体始发所需的短竖井比长竖井优势明显。施工更加容易，竖井基坑安全性提高，适用于繁华城市内狭窄地段。

参考文献

[1]李峰. 广州某地铁车站盾构始发井开挖施工技术[J].山西建筑. 2009（16）

[2]杨自华，钟志全. 广州新城泥水平衡盾构始发技术[J].建筑机械化. 2007（05）