梁澤宇

摘 要：本文介紹的某地鐵暗挖區(qū)間盾構機由工作井進行始發(fā)施工。其中一個區(qū)間工作井位于小半徑曲線上，工作井兩側分別進行暗挖與盾構施工；另一工作井位于直線上，左右線分別進行盾構始發(fā)、接收施工。文中通過巧妙的設計聯(lián)絡通道實現(xiàn)了盾構機整體始發(fā)、快速施工目的，整體方案安全可靠、布局合理，利用聯(lián)絡通道實現(xiàn)了左右線的資源調配，最大化的發(fā)揮工作井的作用。

關鍵詞：聯(lián)絡通道；盾構始發(fā)；小曲線；橫向、斜向；反力架

1 前言

近年來，隨著我國經濟的迅速增長，地下鐵道建設開始進入大發(fā)展時期。多數(shù)大城市正在建設和籌建自己的軌道交通，盾構施工法因自身安全快速的優(yōu)勢，在區(qū)間隧道施工中所占比例不斷增加。在有限的環(huán)境空間內，如何確保施工區(qū)域既有結構物等重要設施的安全，又能安全快速完成下井始發(fā)及接收吊出施工任務，已經成為工程界和學術界關注的重點和迫在眉睫的任務。國內盾構施工多數(shù)采用盾構由車站進行始發(fā)或由工作井進行始發(fā)兩種方案，很多城市在盾構由工作井進行始發(fā)設計時，因場地空間受限不得不設計分體始發(fā)，如此設計給施工增加較大的難度和成本，且施工效率低、安全性差。本文通過橫向、斜向的區(qū)間聯(lián)絡通道設計成功解決了地上空間不足難題，實現(xiàn)了整體始發(fā)。在通道內設計道岔、龍門吊等設施實現(xiàn)了左右線區(qū)間的有效連接，大大提高施工效率。

2 工程基本概況

某標段區(qū)間包含兩個盾構始發(fā)井，其一為區(qū)間風井，其二為盾構工作井。

區(qū)間風井（兼作盾構始發(fā)井）位于居民區(qū)內，風井設計尺寸為長×寬=21m×21m。向大里程方向為盾構區(qū)間施工，小里程方向為暗挖施工，風井處在R=400m半徑上。在此進行盾構機施工整體始發(fā)，既有盾構機全部下井所需的后配套隧道開挖長度要求，又要保證盾構機始發(fā)后隧道軸線符合偏差要求，而且由于盾構機臺車長度問題，要保證盾構機始發(fā)時，由于轉彎造成的臺車穿過反力架的輪廓尺寸問題，避免臺車無法穿過反力架洞徑。在保證盾構施工的同時，如何協(xié)調與暗挖施工的交叉作業(yè)，也是施工中需要考慮的問題。

盾構井工作井位于主干道上，兼顧兩臺盾構機始發(fā)、接收施工任務。豎井尺寸長×寬=20.5m×21m，井深35m。豎井為圍護樁結構，砼圍檁+砼斜支撐支護體系，因此井為臨時施工井，竣工后需回填，故不設井內襯砼結構。由于豎井較深，盾構機分體始發(fā)費用花費較大，故豎井向小里程方向左右線各進行了70m的暗挖施工，確保盾構機整體始發(fā)。

3 整體施工思路及工藝原理

3.1 整體思路

本工程采用盾構機整體始發(fā)方案，掘進反方向先進行一定長度的礦山法暗挖區(qū)間施工。根據工期需要，礦山法暗挖區(qū)間長度以滿足整體始發(fā)最短長度為宜?？紤]出渣時左右線渣土的倒運方式，并盡量做到簡單、高效問題。在左右線暗挖區(qū)間處設置聯(lián)絡通道，用于盾構機始發(fā)出渣。左右線區(qū)間聯(lián)絡出渣可采用電瓶軌道車或設置龍門吊形式。同時由于春柳盾構始發(fā)井為始發(fā)裸井，豎井無底板、二襯結構，且掘進洞口為硬質巖層，掘進反力較大。盾構始發(fā)時，需對豎井底板，盾構反力架的加固方式做專項設計，避免盾構始發(fā)反力過大，反力支撐體系形變。

3.2 工藝原理

本文介紹3臺盾構機在兩個始發(fā)井內始發(fā)。其中一臺盾構機在區(qū)間風機房內始發(fā)（位于劉家橋小區(qū)），區(qū)間風機房大里程端為盾構施工區(qū)間，小里程端為礦山法施工隧道區(qū)間，風機房兼作暗挖施工通道。始發(fā)前區(qū)間左右線于掘進反方向進行礦山法隧道施工，并設置聯(lián)絡通道。通道內布置軌道滿足電瓶車運輸要求，因本區(qū)間隧道線間距9m（凈距3m），故需設置45°斜向聯(lián)絡通道。最后，盾構機及后配套臺車整體吊裝下井，按照割線始發(fā)方案計算掘進角度，出洞掘進施工；同理，另兩臺盾構機于始發(fā)工作井內始發(fā)，因始發(fā)工作井無暗挖施工任務，故掘進反方向采用礦山法施工隧道長度僅需滿足整機下井長度即可，區(qū)間隧道線間距13m（凈距7m），故需設置90°橫向聯(lián)絡通道。并于聯(lián)絡通道內設置小型龍門吊（10t）完成盾構掘進出渣及材料運輸。

4 工藝流程

盾構機始發(fā)施工步驟：始發(fā)井井身施工→井下聯(lián)絡通道開挖→通道內軌道或龍門吊設計盾構始發(fā)準備工作→洞口破除→始發(fā)架、反力架安裝→盾構機下井組裝→洞口防水處理→始發(fā)掘進；

5 操作要點

5.1 斜向聯(lián)絡通道設計

考慮施工效率，盾構整體始發(fā)方案仍然采用電瓶車正常出渣，為使電瓶車能夠順利在礦山法隧道左右線穿插行駛，于劉家橋盾構井暗挖區(qū)間設置聯(lián)絡通道一處，并根據電瓶車設計參數(shù)對聯(lián)絡通道進行專項尺寸設計，使之滿足轉彎行駛要求。

考慮盾構機整機長度85m，風井長度20m，聯(lián)絡通道設置后需滿足電瓶車牽引1個渣斗能夠通過聯(lián)絡通道在左右線間自由穿行，同時區(qū)間內需預留一列電瓶車供暗挖施工運輸使用，聯(lián)絡通道處可進行裝載機裝渣（裝渣斗中）。故聯(lián)絡通道需設置在距離井口110m處，根據聯(lián)絡通道內設置道岔需要，聯(lián)絡通道與隧道交角為45°，聯(lián)絡通道高*寬=5m*5m。具體如下圖所示：

5.2 聯(lián)絡通道設計

后配套暗挖設置聯(lián)絡通道尺寸需要考慮盾構機左右線倒渣時，安裝的起吊設備，預留出足夠的高度，方便電瓶車上料斗的吊運，同時由于聯(lián)絡通道尺寸狹小，始發(fā)階段的倒渣需設計專門小渣斗運輸。

以左線盾構始發(fā)為例，盾構始發(fā)時，首先通過電瓶車拖帶上小渣斗，將渣土運輸至聯(lián)絡通道，然后通過聯(lián)絡通道提升龍門吊將渣斗倒運至右線電瓶車，再通過右線電瓶車運輸至豎井，通過井口40t龍門井架升井出渣，整個過程基本通過機械及設備完成，有效的提高了始發(fā)效率，盾構始發(fā)速度得到了保證。具體如下圖所示：

5.3 盾構始發(fā)反力架設計及施工要點

盾構豎井始發(fā)準備工作，主要包括底板的預埋基礎和預埋件安裝以及反力系統(tǒng)安裝。由于春柳盾構井為裸井（無砼內襯結構），始發(fā)階段必須確保豎井結構安全。豎井的底板預埋系統(tǒng)主要通過澆筑混凝土基礎，埋設預埋鋼板來達到底板的穩(wěn)定，而反力系統(tǒng)將通過鋼管支撐與預埋基礎以及豎井圍護樁整體的連接受力，達到盾構始發(fā)的整體穩(wěn)定。具體做法為：通過鋼管支撐反力架的中部和底部，并將反力架和豎井圍護樁通過鋼管進行水平支撐，達到反力架的整體穩(wěn)定，避免反力過大造成反力架拔起或位移。

6 結論

在區(qū)間風井進行的盾構整體始發(fā)，通過礦山法暗挖區(qū)間、區(qū)間聯(lián)絡通道有效利用，將原分體始發(fā)變更為整體始發(fā)方案，實現(xiàn)了電瓶車牽引大斗出渣。并滿足礦山法暗挖區(qū)間與盾構區(qū)間施工，共用一井平行作業(yè)，本方案成功解決了分體始發(fā)所遇場地受限、冬季施工等多項難題；在始發(fā)工作井進行的兩次盾構整體始發(fā)，區(qū)間聯(lián)絡通道內部設置10t電動葫蘆方案，實現(xiàn)整體始發(fā)。盾構機在暗挖車站橫通道內平移接收方案，減少盾構機螺旋輸送機拆解、運輸、吊出費用。以上方案設計節(jié)約大量工程成本和工期，方案設計值得類似工程推廣借鑒。

參考文獻

[1]王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術通論[M].安徽教育出版社，2004.

[2]王成主編.隧道工程[M].人民交通出版社，2004.

[3]吳能深主編.地下工程結構[M].武漢理工大學出版社，2009.

（作者單位：中鐵建大橋工程局集團第一工程有限公司）