盾构分体始发掘进专项施工方案3

分体始发技术

目前在我国的地铁隧道施工中已经广泛采用盾构法施工，盾构机作为盾构施工的主体，其从进场、下吊、组装、始发到吊出离场，每个施工环节都需要慎重进行，其中盾构始发环节是盾构施工工法的一个关键环节。盾构机始发模式分为两种：一种为整体始发，当盾构始发在车站或者大竖井内时，将盾构机盾体连同后配套台车一起吊入始发端，连成整体一起始发掘进；另一种为分体始发，当盾构始发不在车站且施工场地内竖井小时，将盾构机盾体和一部分主要的后配套台车吊入到始发端，另一部分台车安装在地面上，在盾构隧道达到足够能使所有的后配套台车放入的长度后，再按整体始发的模式进行第二次始发。在通常情况下盾构机始发是利用车站或者修建专为盾构始发的竖井，但是地铁建设80％都处于城市内，能够用于大面积施工用地的地方非常少，导致车站或者始发井的施工面积受到制约，使盾构机不能常规始发，而必须采用分体始发。广州市轨道交通六号线盾构7标即采用分体始发技术进行盾构始发，现对盾构7标盾构机始发总结如下。

工程概况

【天～天盾构区间】土建工程包括两个盾构区间及一个中间风井，盾构掘进总长度3853.77米。【天平架～燕塘区间】区间，总长度1129.97延长米。【燕塘～天河区间】区间总长度2723.80延长米。本区间线路，自广州市洒水车队院内始发井（兼中间风井）始发，途径银河园、北环高速A、B匝道、沿燕岭路往西南方向行进，过燕塘站，从白云区教师进修学校北侧的大片房屋下穿行，以接近90°的角度过兴华直街，下穿水果批发市场、沙河涌、天平架农贸市场后到达天平架站。隧道的最小半径为290 m，浮土深度16～30 m。采用环宽1.2 m、1.5 m 两种管片，其中，在半径≤300 m的曲线隧道上采用环宽1.2 m的通用型管片，其余采用环宽1.5 m的标准环、左转弯环和右转弯环管片。管片外径6.0 m，内径5.4 m，每环由6块管片组成。

盾构掘进线路图：

始发井地质情况：主要为<1>人工填土层以杂填土和素填土，颜色较杂主要为灰黄色、灰红色、灰褐色、褐红色等，素填土组成物主要为人工堆填的粉质粘土、中粗砂、碎石等，杂填土则含有砖块、砼块或生活垃圾，大部分欠压实～稍压实，高于掘进区间；<4-1>冲积～洪积土层呈褐黄色、深灰色、灰黄色、褐红色等，主要由粉质粘土、粘土组成，含少量砂粒，局部为烧密状粉土，主要呈可塑～硬塑状，局部软塑状，高于掘进区间；<5H-2>呈黄褐色、红褐色、灰白色等，组成物主要为砾质粘性土、砂质粘性土及粘性土，含风化石英颗粒及岩石碎屑，呈硬塑状，遇水易软化、崩解，掘进区间包含于其中；<6H>花岗岩全风化带（γ53-2）呈黄褐色、褐灰色等，原岩组织结构已风化破坏，岩芯呈坚硬土柱状，基本位于掘进区间以下。

始发条件：本盾构始发井处于隧道的双曲线轨迹上，其中竖直方向上为

R=5000m的曲线上，右线平面上为R=800m，左线平面上为R=600m的双曲线。详见

（R=5000m）

因本盾构始发井受于施工场地限制，始发井较小，其中总长度为35m，宽度为20.3m，去除主体结构墙体，实际始发井净空为33.4m×18.7m，总长度远低于海瑞克盾构机整体长度（75.6m）；因此承包商确定采用盾构机分体式始发。详见盾构机盾体及后配套台车长度下表

S438盾构机盾体及后配套台车长度

别为30m、31m，始发井内正好满足将其置于井内，将剩余的2#～5#拖车置于地面；1#拖车与2#拖车之间的油管连接采用通过管线桥架加长管路连通。

盾构始发的定义及包含的主要工作

1、盾构始发的定义:是指盾构在安装竖井内或过站竖井内，自盾构主机开始定位，刀盘向前推进贯入围岩，沿设计线路向前掘进，直至具备拆除负环条件为止。

2、在盾构始发阶段，要完成盾构设备的安装与调试，始发辅助设备的安装与定位，盾构初始定位与掘进控制，盾构导向系统的安装与调试以及区间隧道洞口的处理。包括端头加固；安装始发基座；安装反力架；盾构机进场；盾构机组装调试；安装负环管片；洞门凿除；安装洞门密封装置；盾构机前移；盾构机始发掘进等工作。

3、盾构始发是盾构施工中风险最大的环节之一，非常容易发生工程质量和安全事故。如何对盾构始发的安全和质量风险进行评估，并形成风险对策以付诸实施，是确保盾构始发安全和质量的必不可少的工作。

本工程盾构机分体始发井下布置剖面图

一、端头加固的方案和效果：

天-天盾构始发井端头洞身主要地层为花岗岩<6H>、<7H>地层，招标方案为旋喷桩端头加固，由于本段围护结构为连续墙，因此承包商提出将本段端头加固方案优化为素混凝土连续墙，实际端头加固按照1m厚素混凝土连续墙施工，连续墙端头和围护结构之间采用双管旋喷桩封堵。洞门破除后端头加固连续墙和洞门之间无夹泥，基本无渗水。

二、始发基座和反力架控制要点：

1、始发基座：其结构必须能支承盾构自重、装配时的临时移动，并能配置钢轨和其它适当的盾构推进导向件，便于隧道内推进，且方向不失常。

（1）始发座基础：必须具备足够的强度和整体性，可设计为整体钢筋砼结构，预埋钢板与始发座焊接。

（2）始发基座的设计要求：A 考虑始发、接收的通用性能，适应静荷载、动荷载的不同工况，具有足够的刚度和强度。B 明确始发台底面与盾壳的最低点

距离。C 长度应满足盾构机吊装要求，并考

体连接形式确定是否分段。

三、始发台定位控制要点：

安装始发台前先进行定位测量，在车站

底板设立控制护桩，根据护桩精确定位始发

台的高程和左右位置。然后将始发台安设在

预定的位置上，并由测量组进行复核，在完成定位之后，将始发台固定。曲线始发多采用切线或割线始发。

在盾构机主机组装时，在始发台的轨道上涂硬质润滑油以减小盾构机在始发台上向前推进时的阻力。

由于始发台与加固体之间存在较长距离间隙，为使盾构机顺利进入加固体，并防止盾构机栽头，一般在前方安装一段导轨。始发台一般须太高3cm左右，以抵消盾构始发后栽头的影响。

由于盾构始发时盾构机放置在始发托架上，只有盾构机整体进入隧道内且盾尾托出素混凝土连续墙，才能有效地对盾构机的姿态进行调整，即盾构机刀盘位于隧道10m位置。为了使盾构机整体进入隧道内不出现姿态超限问题，同时又要使盾构机始发前的姿态不因洞门中心的测量放线错误出现超限，经过计算分析，采用在平面上割线始发最为有利，垂直方向采用仰头始发，最佳的托架放位而确定的盾构机始发趋势水平为+8.75，垂直为+4，，盾构机整体进入隧道内至能够调整自身趋势时，前点的水平姿态为40mm，垂直姿态3.6m，均能够满足要求。

经过始发实践证明采用此种趋势姿态，其过程中未出现侵限现象，满足设计及规范要求。具体的盾构始发水平姿态推理图及盾构机始发VMT姿态显示图。

盾构机始发水平姿态推理图

四、反力架安装与定位控制要点：

反力架提供盾构机推进时所需的反力，因此反力架须具有足够的刚度和强度。反力架支撑在底板和中板上。