盾构机快速过井施工工法

盾构快速过井施工工法

中铁二局股份有限公司城通公司

1.前言

城市轨道交通在城市交通中的作用越来越明显。盾构法作为常规施工方法，在地铁隧道施工中占的比例也越来越高，特别是全国新一轮城市轨道交通的发展，

长距离隧道和盾构法施工将成为常态，而在长距离隧道施工中，盾构机过风井等

短距离构筑物的工况也将越来越多，如何确保盾构机安全顺利的通过将是一个施

工难点。

中铁二局东莞市城市快速轨道交通R2 线2303B 标榴花公园站～下桥站区间单线长约2857.121m ，采用盾构法施工，在区间799 米处设有一座28.8m 长中间风井。通过浇筑混凝土导台安装导轨，全/半环管片拼装、钢管支撑等措施，使盾构快速安全准确的穿越风井，很好的解决了盾构机短距离过站的施工难点。

2.工法特点

2.1适用性强：适用于盾构机快速通过风井等构筑物。

2.2操作性强：工序简单，操作方便。

2.3安全可靠：与常规盾构拆卸吊装组装再始发过井相比，盾构空推及二次始发时安全性得到了极大提高。

2.4经济性高：与常规盾构拆卸吊装组装再始发过井相比，工期短，经济节约。

3.适用范围适用于盾构机快速通过中间风井等构筑物。

4.工艺原理

根据工况，盾构机通过中间风井采用空推过站方式进行，即先行在中间风井底板上施工混凝土导台（一般情况下，底板距离轨面较低，需回填素砼），盾构机到达时通过空推并拼装管片方式过站。管片拼装采用通缝拼装方式，为确保后续管片拆除时安全，管片拼装点位选择在12 点，采用全环拼装+半环拼装方式，其中管片半环拼装即仅拼装A1、A2、A3块。为保证管片稳定，在半环拼装处，采用3根￠325mm ，t=14mm 钢管支撑进行支撑，钢管支撑在两端全环拼装的管片B1、B2、K 块中部。为保证盾构在中间风井的二次始发正常，盾构机出洞时的9 环管片采用全环拼装，其余采用半环拼装。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工流程盾构机过中间风井是指从盾构机顺利贯通进入中间风井（进洞）到盾构从风井二次始发脱出风井（出洞）的整个施工过程。其间工作内容包括：施工前准备（洞门检查、洞门环板安装、导台施工、洞门破除等）、进出洞洞门位置复核测量、盾构推进进洞、盾构维修、临时管片拼装及加固、盾构风井二次始发等内容。施工顺序如下图示：

临时管片拼装管片加固

盾构出洞

支撑管片拆除

图 5.1-1 施工顺序流程图

5.2施工准备

5.2.1洞门环板安装

根据设计要求,中间风井在主体结构施工时,已完成洞门钢环安装。目前，仅需安装

止水帘布橡胶圈及折页压板。

图 5.2.1-1 盾构机进、出洞时洞门止水装置示意图

在盾构进出洞前，人工对洞门钢板进行清理，按设计图纸要求安装帘布橡胶圈及折页压板,采用M20螺栓对其进行固定。

5.2.2钻孔取芯

为确保洞门凿除施工安全和盾构出洞施工安全，洞门破除前需对洞门范围内的加固体进行抽芯检测，确保洞门加固质量和洞门破除后结构安全。在凿除围护结构外层钢筋前，应进行水平探孔，以判断加固体内渗水情况，若加固体内渗水较大，可采用地面或水平注浆重新加固封水。

5.2.3洞门破除

盾构机掘进方向（出

洞）

盾构机掘进方向（进

洞）

为提高盾构机进出洞效率，盾构井端头连续墙在洞门7.5m 范围内采用玻璃纤

维筋代替普通钢筋，与普通钢筋相比，玻璃纤维筋具有抗拉、抗腐蚀、质量轻等优

点，可切割性好，是典型的脆性材料。

为保证盾构机顺利二次始发，需对中间风井洞门进行破除。洞门凿除前首先用

钢管搭设一3 层简易平台，钢管伸入到洞门内，简易平台搭设保证人工手持风镐

能凿除洞门范围内的砼利于人工手持风镐能凿除洞内连续墙的砼。

通过测量定位出隧道洞门中心线，对洞口进行放样开凿。采用人工凿除，洞门

凿除时对洞门进行井字形分格破除厚度为500mm ，采用凿岩机对洞门圈内的连续

墙进行凿孔，凿孔后人工手持风镐将连续墙一格一格的凿除，需凿除混凝土和靠近

风井一边的钢筋。洞门凿除分块详见下图：

图 5.2.3-1 洞门破除示意图

5.2.4混凝土导台施工

为保证盾构机按照设计线路进行掘进，需在中间风井底板上施工混凝土导台,导台

上设置双排43 轨作为盾构机轨道。示意图如下：

图 5.2.4-1 导台示意图

由上图可知,盾体以下范围导台为圆弧形,其半径为3500mm ，43 钢轨按每侧30° 角度布置，其半径为3475mm 。轨道底焊接30mm 厚、250mm 宽钢板，钢板下采用20a 工字钢@2000 锚入导台混凝土内（20a 工字钢底焊接一

300*400mm 大小，20mm 厚钢板，并将其用膨胀螺栓固定在底板上），为防止轨道断裂，在43 轨两侧设置20@500 钢板牛腿进行加强。导台采用C30 素砼回填（设计中该范围砼为回填至上翻梁顶）。

同时在倒台圆弧最低点安装一块500mm 宽、20mm 厚通长钢板，在盾构机过中间风井时在钢板上焊接挡板以防止拼装管片过程中盾构机向前移动，钢板下采用20a 工字钢@2000 锚入导台混凝土内。

为方便关模及砼浇筑施工，需在倒台弧形面下方5cm 处增加Φ 20 弧型钢筋与两侧钢轨下钢板相连（弧长：5400mm 、对应圆半径为：3650mm 。间距1500mm ），并采用φ14 钢筋@600*500 与底板主筋焊接固定模板。

导台及导轨施工要点如下：

1、导台及导轨严格按图设计标高及坡度进行控制；

2、钢导轨定位要准确，导轨顶面要平顺；

3、砼导台施工时一要保证模板的弧度，二要保证浇筑混凝土时模板的稳定性。如果在拆模时发现导台不够平整，则必须对它进行修整（打磨处理）以到达设计要求。

4、为防止盾构机进出洞时出现“磕头”现象，盾构机进洞时导台及导轨标高比理论值降低20mm ，而在出洞前导台及导轨标高则比理论值提高20mm 。

图 5.2.4-2 43 轨施工示意图