許天財/XU Tian-cai（廣東華隧建設股份有限公司，廣東 廣州 510620）

Shield Equipment& Project 盾構工程

盾構管片拼裝直接過站施工研究

許天財/XU Tian-cai
（廣東華隧建設股份有限公司，廣東 廣州 510620）

[摘 要]探索了盾構管片拼裝直接過站施工工藝，分析了盾構二次始發(fā)風險控制，并介紹在廣州市軌道交通九號線清布站-高增站盾構區(qū)間施工中的實際應用，針對完工車站的結構特點和場地環(huán)境，設計出管片加鋼管的過站形式，有效地簡化了施工工序，縮短了工期，降低了綜合成本。

[關鍵詞]盾構；管片拼裝；直接過站工法

盾構施工中有時不具備地面過站條件，必須從已完成或部分完成的密閉車站或是暗挖隧道內(nèi)整體過站后方可以進行下一區(qū)間的掘進。但由于已部分完成的車站空間狹小，盾構移動施工難度大、風險大，在這種情況下，我司結合工程實踐，針對盾構過站存在的難點、風險點，研究制定了一套盾構管片拼裝直接過站施工技術，通過設計和選用適合的設備機具，策劃合理科學的施工流程，制定正確的操作方法，從而確保盾構安全、快速、高效、經(jīng)濟地完成過站。該技術更適合在已完成封閉車站或隧道并需要進行二次始發(fā)等較困難的工況條件下使用。

1 盾構管片拼裝直接過站施工

盾構管片拼裝直接過站的施工方法，包括盾構從出洞、前移、無反力架二次始發(fā)、后備臺車的牽引以及其中設備材料輸送、臨時管片拆除的整個盾構過站施工過程。

1）托臺施工 在明挖結構底板澆筑時，澆筑砼托臺，砼托臺長度約明挖風井除去兩端各1m至水簾板調(diào)整槽的長度，高度與結構回填砼相同至軌面下一定高度處，凹槽弧度半徑按施工實際施工，并保證施工精度。砼托臺設置形式如圖1所示。

2）回填河沙 如圖2所示，通過中板位置的開孔往明挖結構砼托臺凹槽內(nèi)適當回填細砂并攤鋪，避免盾構直接接觸砼托臺，起到減少筒體與托臺接觸面摩擦力的作用和作為盾構姿態(tài)調(diào)節(jié)的輔助材料。洞門前1m簾板調(diào)整槽范圍暫時不回填，避免盾構出洞時砂對壓板產(chǎn)生阻礙作用。當布簾包裹住通體后再將調(diào)整槽范圍填滿砂，砂回填高度至托臺凹槽深度1/2處，并適當加水泵實。

3）拆除邊緣刀具 由于盾構刀盤直徑稍大于筒體直徑，為了防止盾構外緣刀具直接磨損砼托臺，保證盾構順利過站，盾構刀盤出洞之后，拆除刀盤與砼托臺接觸范圍的外緣刀具（包括刮刀和保護刀）。

圖1 混凝土托臺縱斷面圖

圖2 托臺填砂示意圖

圖3 管片拼裝示意圖

4）盾構過站 盾構到達明挖結構之后不進行檢修，繼續(xù)往前推進。盾構推進的后推力由盾構行進千斤頂提供。盾構往前推進的過程中繼續(xù)拼裝管片（圖3），管片的拼裝采取半環(huán)管片和全環(huán)管片交替拼裝的方式，以便于負環(huán)管片的拆除。拼裝半環(huán)管片時，主要拼裝管片下半環(huán)，通過使用盾構下半圓的行進千斤頂頂推盾構前移。使用的管片均為常規(guī)始發(fā)的臨時管片。拼裝管片時候在推出盾尾的管片下部及兩側墊三角楔塊和方木，以防止管片下沉變形。

為避免盾構出現(xiàn)抬頭的情況，在拼裝半環(huán)管片時在上半環(huán)均布六道鋼支撐為盾構頂部千斤頂提供反力，支撐采用鋼管,支撐長度約1.5m。管片拼裝半環(huán)時用鋼支撐代替管片，鋼支撐兩端焊接鋼板，鋼板上開孔與相鄰管片的上半環(huán)的螺栓孔對接，鋼支撐與管片對接如圖4、圖5所示。

5）后配套臺車通過明挖結構 盾構主機和后配套臺車整體通過明挖結構。在盾構主機過站的同時在臨時管片鋪設后配套臺車的行走軌道，采用2層200H型鋼（一層200H型鋼軌道、一層200H型鋼三角塊）。具體形式與盾構常規(guī)掘進時管片內(nèi)臺車軌道的鋪設相同。

2 盾構二次始發(fā)風險控制

盾構在封閉車站或者暗挖隧道這種狹小的結構空間內(nèi)縱向平移到達始發(fā)端頭時，后續(xù)管片拼裝質(zhì)量不佳容易造成反力不足進而影響二次始發(fā)的順利進行。

圖4 管片支撐示意圖

圖5 鋼支撐大樣圖

由于盾構二次始發(fā)所需反力全部由后部拼裝管片提供，在始發(fā)施工前和始發(fā)過程中，每推一環(huán)都需對風井內(nèi)所有負環(huán)管片進行檢查復緊螺栓，每環(huán)管片安裝完后務必用鋼絲繩及鋼三腳架固定好。

在進洞前，由于盾構還沒有完全與土體接觸，始發(fā)推進時滾動角變化較大，導致在不做防護措施的情況下，盾構容易朝著一個方向滾動，在盾構砼托臺始發(fā)端兩側鋪設20mm厚鋼板（與預埋鋼板焊接），在盾構兩側焊接由鋼板加工而成的防扭裝置(圖6），防扭裝置鋼板長2m，盾構左右兩邊各焊接3件。

圖6 始發(fā)防扭裝置示意圖

刀盤觸碰圍護結構。此時刀盤完全進入布簾后，即可運行環(huán)流，利用送漿系統(tǒng)向土倉送泥漿，將渣土排出，隨時關注調(diào)整止水裝置，并通過盾尾注漿機同步注漿進行密封，至此，盾構始發(fā)基本完成，可進行盾構掘進及永久管片安裝。

3 推廣應用情況

在廣州市軌道交通九號線清布站-高增站盾構區(qū)間施工中，三菱盾構從1#風井始發(fā)到達2#風井，過站后始發(fā)向高增站掘進，從高增站站前明挖段吊出。2#中間風井長度為37.4m。車站平面位置參見圖7。

圖7 2#風井平面示意圖

由于2#中間風井未能按照原計劃移交場地，如果采用常規(guī)過站的方式（盾構主機和后配套解體過站）會對后續(xù)盾構的施工造成極大工期壓力，如果2#中間風井中板不全部澆筑完成就提供盾構到達、過站及始發(fā)條件，2#風井后續(xù)的施工只能在盾構完成區(qū)間掘進之后進行，這同樣會給2#風井施工造成困難，對整個盾構工期造成影響，故在中板完成封閉后進行施工。在封閉車站空間內(nèi)，缺乏吊裝設備的輔助，在反力架無法吊裝、始發(fā)定位困難、拼裝管片拆解困難的情況下，采取相應措施，克服各種困難，順利完成了盾構的過站任務，確保了施工工期。

4 結 論

通過對盾構管片拼裝直接過站施工技術的研究和應用，系統(tǒng)地策劃出一套適合盾構整體通過已完工車站的過站工藝流程，依照其指導盾構拼裝過站，有效提高盾構過站的施工效率。針對完工車站的結構特點和場地環(huán)境，設計出施工方便、通用性強、重復利用程度的高管片加鋼管的過站形式，有效地簡化了施工工序，縮短了工期，降低了綜合成本。同時開展對盾構拼裝管片過站的風險源進行識別和分析，制定相應的措施進行有效地預防和控制。在正在施工的廣州軌道交通九號線清布站—高增站盾構區(qū)間項目左右線兩次采用了上述技術，取得很好的效果，證明該研究課題的相關技術是有效的，其應用前景廣闊。

（編輯 吳學松）

［中圖分類號］U455.43

［文獻標識碼］B

［文章編號］1001-1366(2015)04-0058-03

［收稿日期］2014-12-16

Research of shield tunnel segment assembly through the station directly construction