陳永鐘

騰達(dá)建設(shè)集團(tuán)股份有限公司（200122）

杭州地鐵1號(hào)線(xiàn)下沙西站至下沙中心站工程位于杭州市下沙經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，由兩個(gè)盾構(gòu)區(qū)間組成:下沙西站至下沙中心站盾構(gòu)區(qū)間和下沙中心站至下沙東站盾構(gòu)區(qū)間。本工程隧道從下沙西站開(kāi)始，沿?cái)M建的九沙大道抵達(dá)下沙中心站，該區(qū)間總長(zhǎng)約1072.30m；里程范圍K31+791.16（起始里程）～K32+863.46（終點(diǎn)里程），洞徑6.20m。區(qū)間隧道縱坡為“V”型坡，最大坡度為 25‰，隧道頂部埋深為 8.10～15.00 m，最小平面曲線(xiàn)半徑為700m。

1 盾構(gòu)出洞準(zhǔn)備工作

1.1 出洞口旋噴樁土體地基加固

為了確保盾構(gòu)始發(fā)時(shí)施工安全，確保地層穩(wěn)定，以防端頭地層發(fā)生坍塌或涌漏水等意外情況,本工程采用深層水泥攪拌樁加高壓旋噴樁結(jié)合的加固方法,與地下連續(xù)墻相連的土體采用2排旋噴樁，其余部位采用攪拌樁加固。

1.2 深井降水

本工程降水采用真空管井降水，結(jié)合真空泵及潛水泵，降水運(yùn)行在盾構(gòu)出洞前15天進(jìn)行，以保證地下水水位能及時(shí)降低到基坑底板以下1m。

1.3 盾構(gòu)始發(fā)基座就位

盾構(gòu)基座為鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制成品,盾構(gòu)基座位置按設(shè)計(jì)軸線(xiàn)準(zhǔn)確放樣，安裝時(shí)按照測(cè)量放樣的基線(xiàn),吊入井下就位焊接。兩根軌道中心線(xiàn)與基座上的盾構(gòu)必須對(duì)準(zhǔn)洞門(mén)中心且與隧道設(shè)計(jì)軸線(xiàn)反向延長(zhǎng)線(xiàn)基本一致。

1.4 后座、反力架及支撐系統(tǒng)

1）后座安裝。本工程后座采用鋼筋混凝土管片拼成開(kāi)口環(huán)。后座必須滿(mǎn)足:①足夠的強(qiáng)度、剛度和井壁之間的緊密度，保證傳力的可靠性；②留有足夠的空間，使垂直運(yùn)輸和水平運(yùn)輸大型物件方便通過(guò)，并留有人行的安全通道空間；③盾構(gòu)推進(jìn)軸線(xiàn)和后座壁要保持垂直,使盾構(gòu)推進(jìn)方向能得到保證；④后座基面應(yīng)有足夠的平整度，保證管片能獲得良好拼裝質(zhì)量。

2）反力架、始發(fā)臺(tái)的定位與安裝。在盾構(gòu)主機(jī)與后配套車(chē)架連接之前,開(kāi)始進(jìn)行反力架的安裝。反力架端面應(yīng)與始發(fā)臺(tái)水平軸垂直，以便盾構(gòu)軸線(xiàn)與隧道設(shè)計(jì)軸線(xiàn)保持平行。反力架與車(chē)站結(jié)構(gòu)連接部位的間隙要墊實(shí),保證反力架腳板安全穩(wěn)定。

由于反力架和始發(fā)臺(tái)為盾構(gòu)始發(fā)時(shí)提供初始的推力以及初始的空間姿態(tài)，在安裝反力架和始發(fā)臺(tái)時(shí)，反力架左右偏差控制在±10mm、高程偏差控制在±5mm、上下偏差控制在±10mm。始發(fā)臺(tái)水平軸線(xiàn)的垂直方向與反力架的夾角在±2‰以?xún)?nèi),盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)軸線(xiàn)豎直趨勢(shì)偏差＜2‰（且盾尾只能向上偏），水平趨勢(shì)偏差在±2‰以?xún)?nèi)。

1.5 導(dǎo)向軌制作

洞圈內(nèi)盾構(gòu)支座制作需滿(mǎn)足支撐盾構(gòu)機(jī)出洞時(shí)的本體重量，并起到一個(gè)導(dǎo)向作用。支座材料采用43kg/m重型軌道，共布置2根，準(zhǔn)確位置為盾構(gòu)基座上2根43kg/m重型軌道在洞圈上的延伸段。

1.6 洞門(mén)的密封裝置安裝

為了防止盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)時(shí)土體或水從洞門(mén)間隙處流失，盾尾通過(guò)后立即進(jìn)行背襯注漿填充。車(chē)站施工時(shí)在洞門(mén)圈預(yù)埋環(huán)狀鋼圈,盾構(gòu)始發(fā)前在洞門(mén)圈借助預(yù)埋的鋼圈安裝由簾布橡膠板、翻板(防止簾布橡膠板翻轉(zhuǎn))等組成的密封設(shè)備，以起到施工階段臨時(shí)的防水、防漏漿作用。洞口密封采用折葉式密封壓板，該施工分兩步進(jìn)行，第一步在始發(fā)端墻施工工程中，做好始發(fā)洞門(mén)預(yù)埋件的埋設(shè)工作。預(yù)埋件必須與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起。第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，清理完洞口的碴土,完成洞口密封壓板及橡膠簾布板的安裝。洞門(mén)密封示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 洞門(mén)密封示意圖

1.7 盾尾油脂

為確保盾尾的密封防水效果，在盾構(gòu)調(diào)試結(jié)束后，向盾尾鋼刷之間涂抹盾尾油脂，油脂涂抹要均勻、密實(shí)。

2 盾構(gòu)出洞施工

2.1 混凝土洞門(mén)鑿除

對(duì)加固土體進(jìn)行驗(yàn)收后即可進(jìn)行洞門(mén)鑿除,洞圈范圍內(nèi)合理位置開(kāi)設(shè)一定數(shù)量樣孔以檢驗(yàn)盾構(gòu)出洞正前方土體加固情況,在樣洞驗(yàn)收良好的情況下開(kāi)始鑿除洞門(mén)。洞門(mén)鑿除時(shí)則要連續(xù)施工，盡量縮短作業(yè)時(shí)間，以減少正面土體的流失量。

2.2 盾構(gòu)出洞施工

盾構(gòu)推進(jìn)前，為避免刀盤(pán)上的刀頭損壞洞口密封裝置，在刀頭和密封裝置上涂抹黃油以減少摩擦力。盾尾鋼刷中必需充滿(mǎn)盾尾油脂。對(duì)盾構(gòu)設(shè)備再進(jìn)行一次檢測(cè)，確保盾構(gòu)的各項(xiàng)性能正常。在盾構(gòu)外殼上預(yù)先做好標(biāo)尺，便于在出洞過(guò)程中隨時(shí)了解盾構(gòu)位置。

在此區(qū)域施工時(shí)，平衡壓力設(shè)定值應(yīng)略低于理論值，推進(jìn)速度不宜過(guò)快，盾構(gòu)機(jī)在加固區(qū)推進(jìn)時(shí)，為改善刀盤(pán)受力情況，需要通過(guò)設(shè)置在刀盤(pán)上的加泥孔，向前方土體加膨潤(rùn)土或者水進(jìn)行土體改良。待盾構(gòu)出加固區(qū)時(shí)，為防止由于正面土質(zhì)變化而造成盾構(gòu)姿態(tài)突變,必需按工況條件及時(shí)調(diào)整平衡壓力的值。施工過(guò)程中根據(jù)地層變形量等信息反饋對(duì)平衡壓力設(shè)定值、推進(jìn)速度、出土量等施工參數(shù)作及時(shí)調(diào)整。

2.2.1 負(fù)環(huán)管片安裝

1）負(fù)環(huán)管片安裝準(zhǔn)備:第一負(fù)環(huán)、第二負(fù)環(huán)每塊管片外弧面縱縫接頭的兩端在管片預(yù)制時(shí)要預(yù)埋鋼板，便于管片之間焊接牢固。在安裝負(fù)環(huán)管片之前，為保證負(fù)環(huán)管片不破壞盾尾刷，負(fù)環(huán)管片在拼裝好以后能順利向后推進(jìn),在盾殼內(nèi)安設(shè)厚度不小于盾尾間隙的方木（或型鋼），以使管片在盾殼內(nèi)的位置得到保證。

2）負(fù)環(huán)管片后移:第一環(huán)負(fù)環(huán)管片拼裝成圓后,用4～5組千斤頂完成管片的后移。管片在后移過(guò)程中，要保證每組千斤頂同步推進(jìn)，其行程差小于10mm。在管片的后移過(guò)程中，要注意不使管片從盾殼內(nèi)的方木（或型鋼）上滑落。第一環(huán)負(fù)環(huán)管片定位時(shí)，應(yīng)先保證管片橫斷面與路線(xiàn)中線(xiàn)垂直，待管片完成定位后，將管片與反力架之間的空隙填充密實(shí)。

3）負(fù)環(huán)管片的拼裝:負(fù)環(huán)管片采取錯(cuò)縫拼裝。負(fù)環(huán)管片在拖出的過(guò)程中要及時(shí)將負(fù)環(huán)管片支撐,避免負(fù)環(huán)管片失圓過(guò)大引起以后管片拼裝困難。

2.2.2 盾構(gòu)始發(fā)推進(jìn)

1）空載推進(jìn):盾構(gòu)在空載向前推進(jìn)時(shí),主要控制盾構(gòu)的推進(jìn)千斤頂行程和限制盾構(gòu)每一環(huán)的推進(jìn)量。在盾構(gòu)向前推進(jìn)的同時(shí)，須檢查盾構(gòu)是否與始發(fā)臺(tái)、始發(fā)井出現(xiàn)干擾或有其他異常事件的發(fā)生，確保盾構(gòu)安全推進(jìn)。

2）始發(fā)時(shí)盾構(gòu)姿態(tài)的控制:主要通過(guò)盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)千斤頂?shù)男谐虂?lái)控制姿態(tài)?？稍诙軞ど虾附臃琅ぱb置，防止盾構(gòu)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并在進(jìn)入洞門(mén)密封前將其割掉。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的測(cè)量，如盾構(gòu)機(jī)有較大轉(zhuǎn)角，可以采用大刀盤(pán)正反轉(zhuǎn)的措施進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)推進(jìn)速度要放慢。嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)操作，調(diào)節(jié)好盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂?shù)膲毫Σ?防止盾構(gòu)機(jī)發(fā)生旋轉(zhuǎn)、上漂或叩頭。

3）始發(fā)時(shí)盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)的控制:在保證盾構(gòu)正常推進(jìn)的情況下,應(yīng)稍微降低總推力和刀盤(pán)的扭矩。

2.2.3 洞門(mén)同步注漿

在盾尾完全進(jìn)入洞體后,調(diào)整洞門(mén)密封，進(jìn)行同步注漿。同步注漿在盾尾通過(guò)兩道密封后實(shí)施,避免同步注漿污染破壞兩道密封間的油脂，從而降低洞門(mén)密封的效果。始發(fā)階段由于盾構(gòu)掘進(jìn)速度相對(duì)較慢，漿液凝結(jié)時(shí)間相對(duì)較快，間隔一定時(shí)間要對(duì)注漿管路進(jìn)行清洗疏通,避免漿液堵塞注漿孔。

2.3 檢查洞口止水裝置

盾構(gòu)刀盤(pán)靠上洞圈前再次檢查洞口止水裝置的密封效果確保出洞安全。

2.4 盾構(gòu)靠上加固土體

為避免刀盤(pán)上的刀頭損壞洞口密封裝置,在刀頭和密封裝置上涂抹黃油以減少摩擦力。當(dāng)盾構(gòu)刀盤(pán)鼻尖即將靠上加固土體時(shí)在確定刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)切削到止水裝置,開(kāi)始旋轉(zhuǎn)刀盤(pán)使盾構(gòu)推進(jìn)建立正面初始平衡。

為保證盾殼順利進(jìn)入洞圈,盾構(gòu)千斤頂?shù)氖褂没疽韵虏繛橹?，千斤頂行程差值維持原狀，確保在盾構(gòu)前移的過(guò)程中盾殼與基座的接觸良好。

2.5 封洞門(mén)

當(dāng)盾尾脫離車(chē)站內(nèi)壁結(jié)構(gòu)時(shí)，可進(jìn)行洞門(mén)封堵工序。即將快速水泥將襪套等止水裝置和管片粘結(jié)成一整體以防止土體從間隙中流失而造成地面的塌落。同時(shí)，在控制注漿壓力的情況下通過(guò)洞門(mén)預(yù)留注漿孔壓注止水材料。