陳麗芳

摘要：隨著地下空間的開(kāi)發(fā)，盾構(gòu)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軟土層的地鐵、隧道、市政管道等工程領(lǐng)域。結(jié)合董～集區(qū)間在集關(guān)中心站小里程端頭聯(lián)絡(luò)線(xiàn)盾構(gòu)機(jī)空推接收施工情況，介紹了盾構(gòu)機(jī)在變截面聯(lián)絡(luò)線(xiàn)空推施工情況，對(duì)空推在變截面暗挖隧道的空推技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，為同類(lèi)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu);空推;變截面;暗挖法

1工程概況

廈門(mén)市軌道交通1號(hào)線(xiàn)一期土建施工董任站～集美中心站區(qū)間盾構(gòu)區(qū)間工程，區(qū)間起于董任站，出董任站向北行，經(jīng)過(guò)杏林灣二號(hào)路，下穿杏林灣、官任村后到達(dá)集美中心站。區(qū)間沿線(xiàn)主要為空地、杏林灣、民房。區(qū)間起訖里程：YDK22+167.744（ZDK22+168.249）～YDK23+378.410（ZDK23+378.410），其中左線(xiàn)長(zhǎng)鏈26.642m，右線(xiàn)長(zhǎng)鏈17.926m，區(qū)間全長(zhǎng)右線(xiàn)1228.592（左線(xiàn)1236.803）m。因新增聯(lián)絡(luò)線(xiàn)影響，右線(xiàn)靠近集美中心站變更明挖段為43.56m，變更暗挖區(qū)間55.4m，盾構(gòu)空推通過(guò)暗挖區(qū)間。

暗挖區(qū)間存在C1、C2、D1三個(gè)不同段面，C1斷面直徑為6950mm、線(xiàn)路長(zhǎng)17.9m，C2型斷面直徑為8000mm、線(xiàn)路長(zhǎng)21.6m，D1斷面直徑為9423mm、線(xiàn)路長(zhǎng)16.Om。盾構(gòu)隧道與暗挖聯(lián)絡(luò)線(xiàn)底板高差較大，且暗挖段存在變截面，如何確定空推線(xiàn)路及控制導(dǎo)臺(tái)的精確度是本工程是難點(diǎn)。

2施工總體方案及工藝流程

董任站～集美中心站區(qū)間暗挖隧道采用馬蹄形斷面，存在C1、C2、D1三個(gè)斷面，不能采用管片做為暗挖區(qū)間的二襯結(jié)構(gòu);先進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線(xiàn)變截面段開(kāi)挖與初支施工，施作仰拱及二襯;然后在仰拱上施作混凝土導(dǎo)臺(tái)，在導(dǎo)臺(tái)底部位置拼裝臨時(shí)管片為盾構(gòu)機(jī)提供反力進(jìn)行空推的方案。

盾構(gòu)空推施工安排主要包括導(dǎo)臺(tái)測(cè)量放樣、孤形導(dǎo)臺(tái)施工、盾構(gòu)機(jī)主機(jī)和后配套分離、空推主機(jī)、鋪工字鋼及軌道、后配套拉出、工字鋼及軌道拆除。

盾構(gòu)空推過(guò)暗挖法隧道施工工藝流程見(jiàn)圖2。

3工序施工方法

3.1接口段處理

因盾構(gòu)區(qū)間與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)暗挖段交界處地面為小山包，存在若干墳?zāi)?，無(wú)地面加固條件;為了保證盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時(shí)其推力不至于將礦山法掌子面擠坍塌，在礦山法隧道堵頭墻處采用玻璃纖維筋網(wǎng)噴C25早強(qiáng)混凝土進(jìn)行封閉。玻璃纖維筋為脆性材料，便于盾構(gòu)機(jī)節(jié)割出洞。初支完成后，立即施工第一段二襯及端墻，并按要求預(yù)埋鋼環(huán)，安裝簾布橡膠板、翻板。

3.2確定空推線(xiàn)路

盾構(gòu)隧道與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)暗挖段底板高差較大，且在短距離內(nèi)存在三不同個(gè)段面，若不能提前確定空推的線(xiàn)路與坡度，在盾構(gòu)機(jī)通過(guò)時(shí)，刀盤(pán)及盾體易被卡住，阻礙盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)。空推前，根椐圖紙計(jì)算盾構(gòu)機(jī)底部與二襯底部之間的高差確定線(xiàn)路坡度;再考慮變截面位置、尺寸初步確定空推線(xiàn)路的中心線(xiàn)。安排測(cè)量班對(duì)二襯斷面進(jìn)行復(fù)測(cè)，每隔3m進(jìn)行一個(gè)斷面測(cè)量，每個(gè)斷面測(cè)量10個(gè)點(diǎn)。綜合考慮盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)、盾體的尺寸及二襯施工偏差，最終確定空推坡度與中心線(xiàn)路平面位置?？胀凭€(xiàn)路如圖3所示。

3.3導(dǎo)臺(tái)施工

（1）盾構(gòu)導(dǎo)臺(tái)在礦山法完成后施做，在隧道底部施工導(dǎo)向平臺(tái)。導(dǎo)臺(tái)支撐著盾構(gòu)機(jī)并為盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)起導(dǎo)向作用，確保盾構(gòu)機(jī)保持良好的推進(jìn)姿態(tài)，盾構(gòu)機(jī)在導(dǎo)臺(tái)上空載推進(jìn)并拼裝底部管片。導(dǎo)臺(tái)采用現(xiàn)澆C50鋼筋混凝土。導(dǎo)臺(tái)的高度和軸線(xiàn)必須根據(jù)確定的空推線(xiàn)路控制在規(guī)定范圍內(nèi)。導(dǎo)臺(tái)斷面弧長(zhǎng)與隧道中心夾角為60°，以保證盾體與導(dǎo)臺(tái)有足夠的接觸面，導(dǎo)臺(tái)弧面施工必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，使盾體與導(dǎo)臺(tái)保持均勻接觸。

（2）為保證盾構(gòu)機(jī)順利爬上導(dǎo)臺(tái)，盾構(gòu)機(jī)與暗挖隧道接口段導(dǎo)臺(tái)與盾構(gòu)機(jī)1m處要適當(dāng)放坡（0.22%）。

（3）導(dǎo)臺(tái)縱向采用HPB300φ10鋼筋，間距20cm;環(huán)向采用HRB400φ25鋼筋，間距20cm;鋪設(shè)時(shí)要采用墊塊將其墊高，以保證其保護(hù)層厚度，鋪設(shè)完成后采用細(xì)扎絲進(jìn)行綁扎。

（4）導(dǎo)向平臺(tái)兩側(cè)預(yù)埋兩塊鋼板（寬20cm，厚2cm），鋼板與平臺(tái)鋼筋進(jìn)行焊接，便于安裝牛腿支架，為盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)提供反力。

（5）導(dǎo)臺(tái)砼澆筑時(shí)采用C50的商品砼，通過(guò)地泵將其輸送至作業(yè)面，澆筑過(guò)程中用振搗棒進(jìn)行振搗密實(shí)。

（6）拆模后必須進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，期間嚴(yán)禁任何車(chē)輛和重物通過(guò)。

（7）導(dǎo)臺(tái)施工完成后，由測(cè)量班對(duì)導(dǎo)臺(tái)進(jìn)行線(xiàn)路聯(lián)系測(cè)量，包括水平及豎直方向，誤差超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的，需重新施作。

3.4盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)

3.4.1盾構(gòu)進(jìn)洞準(zhǔn)備

采用潛孔鉆機(jī)對(duì)接收端頭進(jìn)行超前鉆探，確定交界段水文地質(zhì)情況，如地質(zhì)條件較差需要采取相應(yīng)的端頭處理措施。為了保證導(dǎo)臺(tái)的強(qiáng)度及所承受能力能否達(dá)到要求，空推前要驗(yàn)證同條件試塊是否達(dá)到要求，未達(dá)要求時(shí)繼續(xù)養(yǎng)護(hù)繼達(dá)到所需強(qiáng)度。

3.4.2盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)參數(shù)控制

在盾構(gòu)機(jī)距離洞門(mén)50m時(shí)，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的貫通姿態(tài)及掘進(jìn)糾偏計(jì)劃進(jìn)行推進(jìn)，選擇合理的掘進(jìn)參數(shù)，糾偏要逐步完成，逐漸放慢掘進(jìn)速度，推力逐漸降低。根據(jù)本工程的地質(zhì)條件，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入空推段前的12m采用敞開(kāi)模式掘進(jìn)，并加強(qiáng)出土量的監(jiān)控頻次。實(shí)推最后3.6m采用小推力、低速度掘進(jìn)，緩慢均勻地切肖削洞口土體，以確保到達(dá)端墻的穩(wěn)定和防止地層坍塌，確保盾構(gòu)機(jī)安全進(jìn)入礦山法隧道。到達(dá)段掘進(jìn)施工參數(shù)見(jiàn)表1。

3.4.3管片注漿及防止?jié){液前竄措施

每環(huán)按照設(shè)計(jì)方量進(jìn)行同步注漿，同時(shí)提高管片抗浮能力，在掘進(jìn)拼裝完成倒數(shù)第三環(huán)后，停止掘進(jìn)，在倒數(shù)第10至倒數(shù)第6環(huán)進(jìn)行二次注漿，確保連續(xù)5環(huán)全斷面注滿(mǎn)。

3.4.4管片拼裝

在盾構(gòu)貫通后安裝的幾環(huán)管片，由于礦山法隧道時(shí)推力較小，洞門(mén)附近的管片環(huán)與環(huán)之間連接不夠緊密，極易發(fā)生滲漏水情況。為確保隧道貫通后的管片接縫防水要求，在到達(dá)礦山與盾構(gòu)分界里程后開(kāi)始，安裝每一片管片時(shí)，首先人工對(duì)每片管片連接螺栓進(jìn)行初步緊固;待安裝完一環(huán)后，用風(fēng)動(dòng)扳手對(duì)螺栓進(jìn)行進(jìn)一步的緊固;待管片出盾尾之后，重新用風(fēng)動(dòng)扳手進(jìn)行緊固。

3.5盾構(gòu)空推

3.5.1拆除邊緣刮刀具

為確保盾構(gòu)順利通過(guò)分界墻，在導(dǎo)臺(tái)上順利推進(jìn)，在盾構(gòu)刀盤(pán)進(jìn)洞后，將邊緣刮刀拆除。

3.5.2盾構(gòu)機(jī)步人導(dǎo)臺(tái)施工

在導(dǎo)臺(tái)預(yù)埋鋼板上涂抹黃油以減少盾構(gòu)機(jī)的摩擦力，確保盾構(gòu)機(jī)順利步入導(dǎo)臺(tái)施工。

3.5.3盾構(gòu)空推推力計(jì)算

主機(jī)由刀盤(pán)、前盾、中盾、盾尾、螺旋輸送機(jī)、拼裝機(jī)組成，總重量為372454KG，各部件重量詳見(jiàn)下表2所示。

盾構(gòu)機(jī)主機(jī)和混凝土導(dǎo)臺(tái)上鋼板摩擦力計(jì)算如下：

F=u*G*g*Z式中：u-盾構(gòu)機(jī)主機(jī)與混凝土導(dǎo)臺(tái)上鋼板的摩擦系數(shù)，取0.15

G-盾構(gòu)機(jī)主機(jī)重量，取372454KG。

g-重力系數(shù)，取10N/KG。

Z-安全系數(shù)，1.2。

故盾構(gòu)機(jī)空推摩阻力為：

F=0.15*372454*10*1.2N=670417N<1200000*2N（雙作用千斤頂額定最大推力，雙作用千斤頂型號(hào)為DYC-120-1000）。

通過(guò)以上計(jì)算式可以看出，雙作用千斤頂滿(mǎn)足空推要求。

3.5.4盾構(gòu)空推段掘進(jìn)

當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入導(dǎo)臺(tái)后，啟動(dòng)盾構(gòu)機(jī)往前掘進(jìn)，然后開(kāi)始進(jìn)行臨時(shí)管片拼裝工作。盾構(gòu)掘進(jìn)模式采用不建壓模式，掘進(jìn)推力控制在800t以?xún)?nèi)。

3.5.5拼裝臨時(shí)管片

由于管片不做為暗挖區(qū)間的二襯結(jié)構(gòu)，故在導(dǎo)臺(tái)底部位置臨時(shí)拼裝之前拆除的負(fù)環(huán)管片為盾構(gòu)機(jī)提供反力進(jìn)行空推。管片拼裝工藝與正常掘進(jìn)時(shí)的工藝相同，管片要根據(jù)盾尾間隙與油缸行程差結(jié)合盾構(gòu)姿態(tài)選擇合適的管片。

在管片安裝時(shí)，先人工將每片管片連接螺栓進(jìn)行初步緊固;待安裝完一環(huán)后，用風(fēng)動(dòng)扳手對(duì)螺栓進(jìn)行進(jìn)一步的緊固，防止臨時(shí)管片移位或上浮。

3.6拆除管片及軌道

盾構(gòu)空推到位后，對(duì)盾構(gòu)進(jìn)行解體，后配套（1號(hào)臺(tái)車(chē)-6號(hào)臺(tái)車(chē)）銷(xiāo)子拔出，使其斷開(kāi)，然后用電瓶車(chē)將其分別拉出暗挖區(qū)間。盾構(gòu)吊出后拆除軌頂及臨時(shí)拼裝的管片。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)盾構(gòu)空推過(guò)變截面暗挖法隧道施工實(shí)踐，確定空推線(xiàn)路、控制導(dǎo)臺(tái)的施工質(zhì)量、盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)控制等是盾構(gòu)能否安全順利推進(jìn)的關(guān)鍵因素。通過(guò)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)從實(shí)推段到空推段進(jìn)洞姿態(tài)和空推段到實(shí)推段時(shí)的出洞姿態(tài)，嚴(yán)格控制混凝土導(dǎo)臺(tái)施工精度，并在導(dǎo)臺(tái)底部位置拼裝臨時(shí)管片為盾構(gòu)機(jī)提供反力進(jìn)行空推，盾構(gòu)機(jī)順利完成55.4m變截面暗挖隧道空推，保證了董～集區(qū)間按節(jié)點(diǎn)移交輔軌單位，工程施工質(zhì)量、成本、安全文明施工可控，綜合效益顯著，可為處理類(lèi)似問(wèn)題提拱借鑒。