劉光雨

（中鐵二十二局集團軌道工程有限公司，北京 100040）

近年來，盾構(gòu)工藝被廣泛應(yīng)用到淺層地下空間內(nèi)的管網(wǎng)、地鐵等施工中。盾構(gòu)施工時會涉及到始發(fā)工作豎井的開挖施工，如果在已經(jīng)完成建設(shè)的城區(qū)進行施工，豎井開挖施工過程可能會影響周圍環(huán)境[1]。如果遇到這樣的情況施工方會消減豎井平面尺寸，以達到減少場地開挖和管線遷改，這樣一來，盾構(gòu)施工只能采用分體始發(fā)施工工藝，該工藝的應(yīng)用會帶來新的問題。

1 工程概述

本文項目地處武漢江夏區(qū)，工程總長4.89km，沿著武昌大道的方向進行鋪設(shè)。項目的開展涉及到一段隧道的建設(shè)，該隧道全長3.423km，隧道內(nèi)徑和外徑分別為4251mm、4751mm，各方經(jīng)過商議決定應(yīng)用盾構(gòu)法施工。始發(fā)井區(qū)域地質(zhì)剖面如圖1 所示。

圖1 始發(fā)井區(qū)域地質(zhì)剖面圖（單位：mm）

2 分體始發(fā)施工部署

2.1 始發(fā)場地平面布置及始發(fā)井布置

1） 場地平面布置，綜合考慮項目的實際情況，做好場內(nèi)各個區(qū)域的劃分，保證始發(fā)場地滿足三通一平的施工要求，場內(nèi)主要布置內(nèi)容有辦公區(qū)、渣土池、拌漿區(qū)、冷卻水塔、施工材料施工設(shè)備臨時停放區(qū)等。

在布置始發(fā)井場地的時候，前期主要形成邊界以及固定設(shè)施，場內(nèi)道路主要有兩種形式：通路或者循環(huán)道路，如果施工區(qū)域條件不允許，可以盡可能多的設(shè)置門口以實現(xiàn)多門入場，減少入場時間，始發(fā)井場地的布置分三個階段進行：分體吊裝階段、分體掘進階段以及正常掘進階段。

分體吊裝階段：重點考慮逐級設(shè)備的吊裝施工，合理布置輔助設(shè)備的位置，保證滿足多臺起重機械盾體翻身施工，對于影響正常吊裝工序需要吊裝完成后再進行。為了方便主起重機將盾體吊入井下，以滿足基坑穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，將主起重機盡量設(shè)置在井口位置。

分體掘進階段：重點對臺車的臨時停放、拌漿區(qū)場地、管片堆放等進行布置，布置時為了避免后期遷移，盡量一次完成定址。

正常掘進階段：綜合考慮施工現(xiàn)場的實際情況，調(diào)整冷卻水塔、充電站以及材料庫房等位置，保證整體布置效果，提高盾構(gòu)施工質(zhì)量和效率。

2） 始發(fā)井內(nèi)布置原則，在對始發(fā)井內(nèi)部進行布置時必須保證管線足夠通常，工序銜接良好，避免管線或工序沖突導(dǎo)致返工問題。

2.2 分體始發(fā)工作順序

在進行吊裝作業(yè)施工前破除門洞，向內(nèi)開挖4m 左右的深度，然后開展正式的吊裝施工，先將前盾吊下井，后將刀盤吊入井下，在井下完成組裝，應(yīng)用輔助油缸將其推入門洞內(nèi)；然后在井下安裝鉸接盾體、油缸支架、短螺旋機以及反力架等；組裝盾尾，拼裝負環(huán)，繼續(xù)掘進，直到井下的施工空間可以容納整個螺旋機，滿足螺旋機下井需求，保證施工連續(xù)進行；將短螺旋機中繼筒部分拆除吊至井上，應(yīng)用焊接的方式將長短螺旋機連接在一起吊入井下，拆除腳手架，對通水、通電、加油等情況進行檢查驗收，調(diào)試設(shè)備后正式進入到掘進施工階段。當盾構(gòu)掘進施工的距離＞臺車整體長度時，將負環(huán)拆除，在井下完成后配套臺車的組裝和調(diào)試，可以正常發(fā)揮功能后進入到正常的盾構(gòu)推進施工階段。

3 分體始發(fā)試掘進工藝

3.1 始發(fā)掘進時開挖面穩(wěn)定措施

1） 調(diào)整停機保壓值，在土壓平衡模式下開展行掘進施工，提前對試驗掘進區(qū)段的土壓力進行計算，將其作為正式掘進施工的土壓力，為了保證開挖面的穩(wěn)定性和避免沉降問題的發(fā)生，停機保壓時需要適當將壓力提高0.01~0.015MPa。

2） 以設(shè)定的土壓掘進速度進行掘進，調(diào)整出閘門的開度以及螺旋機的轉(zhuǎn)速，合理控制出土量的同時達到保持土倉壓力的目標；出閘口開口和螺旋機轉(zhuǎn)速不變，對掘進機的推進速度進行調(diào)整，以更好地實現(xiàn)土倉壓力的調(diào)節(jié)目標。

3） 按照設(shè)定的推進速度保證注漿充填效果，在通過危險性較高的施工地段時應(yīng)適當放慢速度，減小因刀盤的擾動和避免上部土層發(fā)生變化。

4） 使用適量的優(yōu)質(zhì)泡沫對渣土進行改良，綜合考慮螺旋機、掌子面以及土倉的實際情況，將高分子聚合物注入刀盤的泡沫注入口，提高渣土塑流性，保證止水效果，避免噴涌等危險情況的發(fā)生。

5） 加強對注漿過程的控制，避免發(fā)生沉降，根據(jù)試驗確定的數(shù)據(jù)控制注漿量以及注漿壓力，注漿施工時遵守以壓力控制為主、流量控制為輔的原則，保證砂漿注入的足量程度。綜合考慮施工場地的地質(zhì)情況對砂漿配合比進行調(diào)整，盡可能縮短砂漿初凝時間，避免地表出現(xiàn)沉降[2]。監(jiān)控地表沉降數(shù)據(jù)，及時進行二次注漿施工；另外要注意控制好施工過程中盾構(gòu)的姿態(tài)，避免其出現(xiàn)過大的偏差，如果出現(xiàn)較大的偏差施工人員注意必須及時糾偏。

6） 通過測量渣土體積控制出土量，通過試驗計算最合理的渣土松散系數(shù)，確定不同施工區(qū)段的渣土密度，以此為基礎(chǔ)合理確定每一環(huán)的出土量。

7） 施工過程中，在施工現(xiàn)場加強協(xié)調(diào)配合，技術(shù)負責(zé)人下達命令，盾構(gòu)操作人員嚴格執(zhí)行，如果遇到不良地質(zhì)不能正常執(zhí)行相關(guān)制定，操作人員應(yīng)該和技術(shù)人員和部門進行溝通，研究解決的措施和方法。在盾構(gòu)整個掘進施工的過程中，施工人員之間應(yīng)該保持緊密的聯(lián)系和配合，一旦出現(xiàn)故障問題必須合理調(diào)整土壓力，并且根據(jù)項目施工的實際情況做好應(yīng)急預(yù)案。

3.2 始發(fā)掘進時盾構(gòu)機姿態(tài)控制

雖然千斤頂單側(cè)推力可以決定盾構(gòu)機的施工方向，但是它們之間的關(guān)系卻較為離散，大多依靠施工人員的經(jīng)驗來控制。如果盾構(gòu)機的姿態(tài)為下俯，應(yīng)適當加大下側(cè)千斤頂推力，如果盾構(gòu)機姿態(tài)為上仰，則適當增加上側(cè)千斤頂推力，達到糾偏的目的。

3.3 始發(fā)試掘進運輸系統(tǒng)

盾構(gòu)掘進施工會產(chǎn)生大量的棄土，為了保證棄土順利運出，本工程棄土的運出主要分三個階段進行：

第1 階段：當盾構(gòu)掘進距離較短的時候，可以直接利用螺旋輸送機將棄土運輸?shù)讲晖炼分校诰頁P機拉力的作用下渣土車會順利出渣；

第2 階段：當盾構(gòu)掘進的距離等于雙梁吊尺寸后，在雙梁吊上安裝半截皮帶機，皮帶機會將棄土運輸?shù)皆淋囍?，在電瓶車的帶動作用下渣土車將棄土運輸出來；

第3 階段：當盾構(gòu)機的掘進距離等于皮帶機的長度時，將地面后配套臺車吊入始發(fā)井內(nèi)形成完整的盾構(gòu)機體，保證盾構(gòu)渣土運輸系統(tǒng)將棄土正常運輸出來。

在盾構(gòu)碴土運輸初期，因為洞內(nèi)棄土的運輸距離較短，可以采用小型卷揚機以水平運輸?shù)姆椒ㄟM行出土；初期喂片機不能正常使用，拼裝管片往往會消耗較長的時間，一般來說每班只能掘進1 環(huán)。在第2 階段采可以正常應(yīng)用喂片機，加快盾構(gòu)掘進施工的速度，每班可以掘進2~3 環(huán)。第3 階段以正常的掘進速度進行掘進，每班可以掘進5~6 環(huán)。

3.4 始發(fā)架、反力架拆除

當盾構(gòu)機掘進施工達到80m 后就需要拆除反力架以及負環(huán)管片，做好準備，開始正常掘進并且鋪設(shè)雙軌。千斤頂頂開后分開反力架和始發(fā)井結(jié)構(gòu)，控制兩者之間有100mm左右的距離。分離反力架與負環(huán)，控制兩者之間的距離為100mm 左右。分塊完成反力架的拆除并且將其調(diào)出井口。

4 結(jié)語

總而言之，因為受施工場地的限制，部分盾構(gòu)始發(fā)井場地不能滿足盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)的使用要求。為了充分發(fā)揮出分體始發(fā)技術(shù)的優(yōu)勢，保證盾構(gòu)施工正常、有序進行，需要合理優(yōu)化施工方案，準備好始發(fā)施工設(shè)置并布置好始發(fā)場地。本文項目應(yīng)用了盾構(gòu)分體始發(fā)施工技術(shù)，施工效果良好，希望本次研究可以為相似工況下的施工提供借鑒和參考。