朱夢柳

中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司

1 引言

近年來，在城市建設(shè)中地鐵施工逐漸普遍，但小盾構(gòu)施工地下管線廊道工程尚比較少見，為了更安全高效地完成盾構(gòu)施工，下面結(jié)合洛陽一號線管廊項目4m小盾構(gòu)分體始發(fā)施工經(jīng)驗，就多次分體始發(fā)方案以及注意事項進(jìn)行分享，希望能對今后非常規(guī)盾構(gòu)施工項目提供參考。

2 線路概況

盾構(gòu)隧道始于建華路，由南向北依次穿越10棟一層侖庫，隴海鐵路洛陽東站運轉(zhuǎn)場，洛鐵火車頭汽車維修站，終點接于道南路北側(cè)龍城嘉園二期小區(qū)內(nèi)。場地地勢平坦，隧道全長602.5m，盾構(gòu)內(nèi)直徑3.5m，管片厚0.25，內(nèi)設(shè)電纜支架，隧道最大埋深約20.5m，隧道采用8.498%、16.509%的單面下坡，盾構(gòu)井內(nèi)凈空15m×7m。

3 區(qū)間地質(zhì)水文

擬建洛陽一號線管廊項目始發(fā)井結(jié)構(gòu)拱頂埋深20.5m，洞身地層主要是黃土狀粉質(zhì)黏土，此外接收區(qū)間底部含少量砂層及卵石，區(qū)間下穿隴海鐵路，無地表水系。始發(fā)井東側(cè)約250m有中州渠：南側(cè)約2.1km有洛河。

洛河在洛陽市市區(qū)段多處設(shè)置了橡歇壩，蓄水時水位相對較為穩(wěn)定。河底為卵石層，滲逶性較大，與地下水聯(lián)系較強；中州渠渠底為粉質(zhì)黏土層，滲透性相對較弱，對地下水影響較小。

4 分體始發(fā)

4.1 一次始發(fā)

盾構(gòu)一次始發(fā)主要內(nèi)容包括：洞門鑿除、始發(fā)臺定位安裝、洞門密封安裝、洞內(nèi)軌線鋪設(shè)、盾構(gòu)機盾體結(jié)構(gòu)下井、螺旋機安裝、反力架下井安裝、負(fù)環(huán)管片拼裝、始發(fā)掘進(jìn)等工作內(nèi)容。

一次始發(fā)屬于大分體，設(shè)備主機下井組裝，后配套等設(shè)備遵循與主機延長管路最短原則在地面布局?jǐn)[放及組裝，主機與后配套設(shè)備之間使用延伸管線進(jìn)行連接。反力架定位布設(shè)，負(fù)環(huán)拼裝，受基坑尺寸影響，采用特制小型土斗和卷揚機進(jìn)行出土。

與主機連接的管線由兩側(cè)分布改為同一側(cè)，且前期無法使用雙軌梁，為了滿足以上要求，要預(yù)制一個托架小車（見圖1）。托架小車固定在拼裝機的拖拉油缸座上，可跟隨主機同步行走。分布于兩側(cè)的管線在托架小車的頂部進(jìn)行固定，并最終在一側(cè)合攏后掛在管片上。因為無法進(jìn)行同步注漿，需利用二次注漿設(shè)備進(jìn)行注漿，設(shè)備可以在預(yù)制托架小車上進(jìn)行固定。

圖1 托架小車示意圖

因為沒有渣土傳送皮帶，需要在螺旋機出口處直接接渣，考慮螺旋機出土口高度限制，電瓶車編組掛一個平板板車，放置特制小渣斗后開至螺旋機下方出土，以及二次使用平板車運輸管片，且因空間有限，一次僅運輸一塊管片。

因前期無法使用雙軌梁，因此預(yù)制托架小車前端還需要配備臨時的管片吊裝裝置，綜合考慮后使用拉鏈葫蘆（不小于5噸）進(jìn)行管片吊卸后，再進(jìn)行拼裝作業(yè)。

4.2 二次始發(fā)

施工到50環(huán)位置后停機進(jìn)行負(fù)環(huán)拆除作業(yè)，同時進(jìn)行主機與后配套間的延長管線的斷開工作。負(fù)環(huán)拆除后在井口進(jìn)行馬鐙鋪設(shè)。大井口準(zhǔn)備完畢后將連接橋、1#臺車及5#臺車下井并組裝，在5#臺車上安裝渣土運輸皮帶以及驅(qū)動裝置。管線連接完成后恢復(fù)掘進(jìn)，電瓶車重新編組后使用編組配置正常土斗進(jìn)行出土。

4.3 三次始發(fā)

掘進(jìn)120m后，后續(xù)臺車下井，管路連接，二號電瓶車編組，變坡和洞內(nèi)道岔安裝，提高工效。

4.4 始發(fā)試掘進(jìn)運輸系統(tǒng)

一次始發(fā)由于沒有傳送帶，需將渣土運輸至螺旋機出口下方直接接渣，因此編組運輸?shù)碾娖寇囍荒軖煲粋€平板車，平板車上放置特制小渣斗接渣，出土完成后，再使用平板車運輸管片，且由于空間限制，一次只能吊運一塊管片。

當(dāng)完成二次始發(fā)后，可采用電瓶車配合出土提高工效。電瓶車編組采用1節(jié)車頭、3節(jié)土斗、1個漿罐、2節(jié)平板。正常段掘進(jìn)為了保證最后一個平板到達(dá)吊裝位置，電瓶車需要向前掘進(jìn)至車站里面，只有一處基坑，沒有車站時，電瓶車無法滿編組。反向開挖25m導(dǎo)洞，便于電瓶車向前開，滿足使用要求，運輸線路列車編組：1個25T電瓶車+3個渣土車+1個漿罐車+2個管片小車，共兩列編組。

4.5 分體始發(fā)注意事項

前期受施工井尺寸影響，只能下井盾構(gòu)機主機結(jié)構(gòu)，并使用小土斗配合卷揚機進(jìn)行出土。一次始發(fā)階段，需注意地面管線的連接，具體有以下幾個方面。

（1）主機下井&地面臺車擺放就緒后，后配套臺車間的各種管線可以與主機組裝同時進(jìn)行，并連接分體始發(fā)專用管線。

（2）電纜要確保在其他管線的上面。

（3）油管連接時要保證各種管件和管路干凈，無污物。

（4）各種管線要保證無折彎現(xiàn)象。

（5）管線應(yīng)搭接在現(xiàn)場制作的托輥工裝上根據(jù)掘進(jìn)速度順延到井下作業(yè)。

5 分體始發(fā)管路管理

5.1 管路分類

盾構(gòu)機分體后，需延長的管路系統(tǒng)包括以下幾點。

（1）工業(yè)用水和內(nèi)循環(huán)水路。

（2）工業(yè)用氣氣路。

（3）液壓油路。

（4）泡沫、膨潤土箱注入管路。

（5）黃油脂和盾尾油脂管路。

（6）水玻璃管路。

而在液壓管路中，又分為以下幾個系統(tǒng)。

（1）拼裝機系統(tǒng)。

（2）主推油缸系統(tǒng)。

（3）鉸接油缸系統(tǒng)。

（4）輔助液壓系統(tǒng)。

（5）螺旋機系統(tǒng)。

（6）刀盤驅(qū)動系統(tǒng)。

（7）回油和泄油管路系統(tǒng)。

（8）注漿系統(tǒng)。

盾構(gòu)始發(fā)井的深度為22m，延長的管路既要滿足掘進(jìn)，又必須保證滿足地面臺車下井的要求。每個臺車連接后的長度約為12m，有5個臺車，再加上必須留有剩余量，那么，總預(yù)計延長的管路至少為100m。

5.2 管路污染危害

在液壓系統(tǒng)中，對油品的清潔度要求較高，液壓油被污染會極大地降低液壓系統(tǒng)的可靠性從而造成不必要的經(jīng)濟損失。

5.3 管路清洗與連接

為了防止管路連接時造成污染，導(dǎo)致盾構(gòu)機液壓系統(tǒng)的破壞，必須對管路進(jìn)行清洗。利用專門的液壓油管清洗設(shè)備，對油管中的橡膠、金屬和紡織物等污染物進(jìn)行清洗，以保證液壓系統(tǒng)的正常運行。清洗的系統(tǒng)主要為管路清洗和連接部件的清洗。

清洗過程中，必須保證清洗循環(huán)至少要有二次以上，最后用干燥空氣將軟管吹干凈，以去除其中的纖維雜質(zhì)。清洗完成后進(jìn)行管道連接，操作人員必須先對作業(yè)環(huán)境進(jìn)行清潔，保持手的潔凈，對使用的連接工具進(jìn)行清洗，防止造成污染。管路清洗之后，利用管鉗、鏈鉗等對管路進(jìn)行連接。在連接過程中，必須注意以下幾點。

（1）必須保持連接工具、油管接口處的整潔。

（2）對各根管路做好標(biāo)識，防止油管接錯，便于以后檢查。

（3）在各根油管接口處必須加裝開關(guān)閥門，防止以后拆裝或者檢查管路時液壓油的漏出。

（4）對接時必須加密封材料，防止工作時液壓油泄漏。

5.4 電氣系統(tǒng)線路連接

盾構(gòu)電氣系統(tǒng)線路主要包括以下幾點。

（1）380V動力電路。

（2）220V工作電路。

（3）24V控制電路。

（4）其他信號線。

盾構(gòu)機分體后，要對管線進(jìn)行延長，必須先對管線的類型進(jìn)行統(tǒng)計。海瑞克盾構(gòu)機連接到每個部分都有一個具體的編號，因此，可以根據(jù)盾構(gòu)機的編號對延長線路進(jìn)行標(biāo)識，方便線路對接以及查找問題。由于盾構(gòu)機始發(fā)時，作業(yè)環(huán)境較復(fù)雜，尤其是比較潮濕，因此，連接線路時必須做到防水絕緣，以保證操作人員的安全和盾構(gòu)設(shè)備的安全運行。

5.5 盾構(gòu)調(diào)試掘進(jìn)

盾構(gòu)機管線連接后進(jìn)行調(diào)試，主要分電氣調(diào)試和液壓調(diào)試兩個部分。在調(diào)試前，必須先對管路、線路進(jìn)行檢查，主要內(nèi)容如下：液壓油路是否有泄漏、折彎現(xiàn)象；油路的閥門是否全部打開；電纜是否有破皮、磨損等現(xiàn)象。

檢查之后，就可以啟動電源進(jìn)行調(diào)試。第一，根據(jù)PLC程序中的報警信息進(jìn)行分析，排除故障；第二，啟動液壓泵，對壓力進(jìn)行測試，保證滿足技術(shù)要求；第三，各系統(tǒng)的主要功能測試，確定是否動作。盾構(gòu)調(diào)試一切正常后，恢復(fù)盾構(gòu)正常施工。

6 結(jié)束語

如今，洛陽一號線管廊項目的小盾構(gòu)工程已經(jīng)完工，過程中實現(xiàn)了快速、高效施工，保證了節(jié)點要求。雖然在始發(fā)前期，受限于場地條件及結(jié)構(gòu)井形式，對盾構(gòu)始發(fā)帶來較多的困擾，但我們從現(xiàn)場實際情況出發(fā)，通過細(xì)致的策劃，結(jié)合CAD模擬，對于施工過程中可能出現(xiàn)的問題提前分析并制定解決方案，從而保證了現(xiàn)場盾構(gòu)施工的順利進(jìn)行，也為以后管廊工程的小盾構(gòu)應(yīng)用提供了一定參考。