趙連三

（中鐵十六局集團有限公司，北京 100018）

隨著我國基礎設施地不斷建設，城市軌道交通得到了良好發(fā)展，盾構法作為地鐵隧道建設中最為安全、高效的施工方法，在我國已基本得到普及，目前在保證安全、質(zhì)量的同時高效地進行施工已成為地鐵工程的發(fā)展方向。盾構法隧道通常在掘進期間進行預制襯砌環(huán)拼裝，待隧道貫通后再進行隧道內(nèi)結構的二次施工，而目前已有越來越多的隧道傾向于將內(nèi)部結構與盾構掘進同步進行施工，可節(jié)省大量工期。杭州地鐵8 號線錢塘江隧道采用預制結構與現(xiàn)澆結構結合的方式，實現(xiàn)了大直徑單洞雙線盾構隧道盾構掘進與內(nèi)部結構的同步施工，本文將對其施工組織及施工工藝進行探討，以期為后續(xù)工程提供參考。

1 工程概況

杭州地鐵8 號線錢塘江隧道為盾構法單洞雙線隧道，區(qū)間全長為3 464.9507m，隧道管片外徑11.3m，內(nèi)徑10.3m，壁厚500mm，環(huán)寬2m，管片混凝土強度等級為C50，直螺栓連接錯縫拼裝。區(qū)間隧道頂部設置C40 預制煙道板，中間設置C40 現(xiàn)澆中隔墻，底部設置預制C40 口型件，口型件兩側(cè)回填C20 素混凝土。

2 施工工藝流程

考慮施工方法、機械設備及隧道內(nèi)凈空尺寸等因素，決定對隧道內(nèi)部各結構件采用由下至上的施工順序，中隔墻因需錨入上方煙道板調(diào)整至拼裝煙道板后進行現(xiàn)澆。施工流程如圖1 所示。

圖1 隧道內(nèi)部結構施工流程示意圖

3 施工組織

3.1 施工區(qū)段劃分

根據(jù)盾構掘進速度、各內(nèi)部結構構件施工速度及其養(yǎng)護期，施工區(qū)段劃分如圖2 所示。

圖2 隧道內(nèi)部結構施工區(qū)段劃分示意圖

3.2 材料需求分析

隨著線路增長和施工工作面的增加，同步施工原材料運輸效率成為制約施工進度的主要問題，尤其是中隔墻施工后洞內(nèi)車輛無法調(diào)頭，大大降低了材料的運輸效率。因此施工前應先做好材料籌劃及洞內(nèi)運輸方案規(guī)劃。

同步施工材料需求如下（除特別注明外，以下各項為平均每天材料需求量）：①管片拼裝：每天6 環(huán)，每環(huán)8 塊；②預制口型件安裝：6 塊；③泥漿管2 根、水管4 根；④輔助材料：各類油脂等消耗材料（平均每天一車次）；⑤口型件兩側(cè)混凝土回填澆筑：151.5m3混凝土（每環(huán)每側(cè)5.05m3，計劃以每澆筑30m 作為一個施工段來計算）；⑥中隔墻及牛腿澆筑：鋼筋若干、60m3C40混凝土（以每澆筑30m 作為一個施工段，每5 天一個循環(huán)）。

3.3 材料運輸方式分析

1）工作井處垂直運輸：采用60t龍門起重機，垂直運輸10min/次，一天運輸極限為144 次。

2）隧道內(nèi)部水平運輸：采用載重60t 無軌膠輪車，膠輪車滿載速度10km/h。中隔墻施工以前隧道內(nèi)采用單線運輸方式，主要運輸盾構施工材料（在盾構掘進材料吊裝期間屬運輸空檔期，可運輸同步施工材料）。中隔墻施工完成段采用雙線運輸方式，左側(cè)為盾構施工專用運輸通道，右側(cè)為同步施工專用運輸通道，同時在中繼泵處采用跳倉方式，理論上兩條運輸通道可互不干擾。運輸方式如圖3、圖4 所示。

圖3 洞內(nèi)運輸方式（中隔墻未施工段）

圖4 洞內(nèi)運輸方式（中隔墻施工完成段）

3.4 洞內(nèi)運輸計劃

隧道內(nèi)兩條專用運輸通道理論上可做到互不干擾，取膠輪車載重平均行駛速度為10km/h，按2km 運輸距離、6 環(huán)/天推進速度計算，對內(nèi)部結構及盾構推進材料運輸時間進行概算，口型件兩側(cè)回填施工段為運輸壓力最大段，優(yōu)先運輸盾構掘進材料，空閑時段進行回填施工（掘進2.5天，運輸掘進材料耗時40.25h，回填施工耗時14.6h，自由時差3.75h）。

盾構掘進階段洞內(nèi)交通采用編組運行的方式進行，施工前期區(qū)間內(nèi)部結構施工用材料利用管片和口型件運輸車輛運入洞內(nèi)。當區(qū)間掘進至一定長度后，在洞內(nèi)設置同步施工材料堆放場，并利用小型叉車作為材料倒運工具，從而保證同步施工不影響到盾構正常掘進。

混凝土澆筑采用水泥罐車，水泥罐車可實現(xiàn)洞內(nèi)調(diào)頭，施工中根據(jù)不同工序?qū)Χ磧?nèi)運輸及時進行調(diào)整。

4 施工流程

4.1 預制口型件施工

口型件采用預制加工，與管片一起運至洞內(nèi)，利用盾構機上特制的口型件吊機完成起吊及安裝，如圖5 所示。口型件的安裝伴隨盾構掘進、管片拼裝同步進行，預制口型件拼裝完成后，口型件節(jié)段之間的環(huán)縫內(nèi)外嵌縫槽采用防火密封膠填塞密實，并在底部預留的注漿孔進行水泥漿壓注，填充口型件底部與管片間隙。

圖5 預制口型件安裝示意圖

由于口型件為預制構件，曲線段將不可避免地發(fā)生錯臺、拼縫等問題。平、豎曲線段，中箱涵拼裝時，可通過在中箱涵縱向連接處設置橡膠墊的方式調(diào)整間隙，以實現(xiàn)中箱涵對曲線半徑的擬合。

4.2 口型件兩側(cè)回填

1）鋼筋鑿出 預制口型件采用C40 混凝土?？谛图蓚?cè)底部、頂部分別預埋一排?12 鋼筋，施工前將兩側(cè)預埋鋼筋鑿出扳直。

2）基面清理 口型件兩側(cè)回填施工時，為保證填充混凝土的施工質(zhì)量，施工前首先將管片表面的雜物清理干凈。由于口型件兩側(cè)混凝土填充后造成口型件頂面以下的管片隱蔽，故在口型件兩側(cè)混凝土填充前應對如下項目進行專項檢查，并做相應記錄：管片螺栓的緊固情況、拼裝完成的管片表面損壞或者裂縫情況、管片表面存在的滲漏水情況。對于存在問題情況及時進行處理后，方可允許進行混凝土填充施工。

3）控制點放樣 在管片側(cè)壁上放樣混凝土澆筑的控制標高，根據(jù)設計要求，口型件兩側(cè)回填施工縫、變形縫應避開管片接縫，垂直施工縫宜于變形縫相結合，同時施工過程中利用管片拼縫確定施工里程。

4）模板安裝固定 為方便施工，采用預加工好的定型模板作為堵頭模板，在管片和口型件之間固定。

5）混凝土澆筑 混凝土澆筑采用混凝土罐車自卸。每環(huán)混凝土需求約10.1m3。施工中應加強振搗，保證混凝土澆筑密實，無漏振現(xiàn)象。澆筑完成后應及時進行養(yǎng)護，防止混凝土產(chǎn)生開裂，盡快提高強度。

4.3 現(xiàn)澆牛腿施工

煙道板牛腿施工采用C40 現(xiàn)澆工藝，利用特制模板臺車，模板在混凝土澆筑完成后不拆除。

1）架體搭設 采用直徑48mm、壁厚3.25mm盤扣架搭設，間距1.5m，步距1（1 道）/1.5m（兩道），斜拉桿隔一間距布置。牛腿鑿毛、植筋臺車如圖6 所示，架體底部隔一間距布置4 組底托與3 組萬向輪。牛腿澆筑臺車如圖7 所示，架體底部使用200×200H 型鋼連接成整體，底部設置8組萬向輪及8 組雙排底托，每個牛腿澆筑臺車同時配備6 組5t 千斤頂。

圖6 牛腿鑿毛、植筋臺車

圖7 牛腿澆筑臺車

2）混凝土面鑿毛及植筋 牛腿處管片混凝土利用人工鑿成毛面，然后對管片進行植筋，植筋完成后將表面的雜物清理干凈。為了避免植筋孔破壞管片的防水材料導致管片漏水，施工時采用鋼筋探測儀，精準地確定每個植筋孔位置的鋼筋走向，避免廢孔。

3）控制點放樣 在管片上放樣混凝土澆筑的控制標高，根據(jù)設計要求設置施工縫，利用管片拼縫確定施工里程。

4）鋼筋綁扎、焊接 根據(jù)圖紙要求，鋼筋原材運入洞內(nèi)后現(xiàn)場綁扎、焊接成型，確保其保護層滿足要求。鋼筋嚴格按照設計圖紙施工。

5）混凝土澆筑 牛腿混凝土澆筑前，做好封堵保護措施?；炷翝仓捎靡苿颖密囘M行澆筑。每20m 混凝土需求約9m3，混凝土罐車從工作井運至工作面進行澆筑，使用插入式振搗器振搗密實，由施工縫方向向另一側(cè)進行澆筑。

4.4 預制煙道板拼裝

待牛腿達到強度后，將預制煙道板安裝到現(xiàn)澆牛腿上。預制煙道板使用DCY 型60t 膠輪車運輸，13.5t 特制叉車進行拼裝。煙道板拼裝期間叉車與隧道通風筒相干涉，拼裝前應做好風機關閉、風筒保護等工作。施工流程：預制煙道板進場→吊裝下井→測量放樣及拼裝標識→運輸至拼裝位置→風機關閉→風筒保護→氯丁橡膠板鋪設→拼裝→風機開啟。

1）拼裝準備：使用紅外線水平儀定位出隧道中線，作為煙道板安裝作業(yè)的指示標志，煙道板運輸至指定位置后關閉煙道板頂部隧道風筒，進行相應保護，安裝前應在煙道板底部鋪設好氯丁橡膠板。

2）試吊：使用叉車將煙道板插起后，保持煙道板離地200～300mm 懸停，確認叉車穩(wěn)定，煙道板固定牢固后，方可繼續(xù)起吊。

3）抬升：將煙道板長邊方向平行于隧道方向進行抬升，當煙道板底面抬升至牛腿頂面以上時，開始緩慢調(diào)整叉車方向，將煙道板調(diào)整至垂直隧道軸線方向。

4）完成拼裝：緩慢向前開動叉車使煙道板靠近拼縫位置，將位置調(diào)整完成后下放煙道板。

5）拼裝完成后及時開啟隧道通風，澆筑邊角，并進行接縫處理。煙道板安裝完畢，重復工序，進行下一塊煙道板的安裝。

4.5 中隔墻澆筑

隧道為單洞雙線區(qū)間，內(nèi)部設置300mm 厚C40 混凝土隔墻，利用特質(zhì)模板臺車進行現(xiàn)澆。

1）模板臺車就位 中線及標高控制：在臺車就位前，定出軌道中線，墻腳頂面就位標高及拱頂中線、標高，以便于控制臺車就位按設計進行。臺車行走到位后，調(diào)節(jié)液壓油缸使臺車上升及邊板外移到就位位置后，再將各部位千斤旋出撐緊，完成臺車就位工作。臺車就位后對中線、標高、凈空尺寸進行檢查驗收，符合設計要求后方能澆注混凝土。

2）混凝土面鑿毛及清理 口型件上預留的鋼筋接駁器也要在主筋安裝前利用人工鑿出，然后將表面清理干凈，將鋼筋與鋼筋接駁器連接。

3）鋼筋綁扎、焊接 根據(jù)圖紙要求，鋼筋原材運入洞內(nèi)后現(xiàn)場綁扎、焊接成型，確保其保護層滿足要求。中隔墻主筋通過接駁器底部鏈接口型件，頂部鏈接煙道板。

4）混凝土凝土澆筑 中隔墻混凝土澆筑前，做好封堵保護措施?；炷猎诠ぷ骶谟傻孛娣胖辆?，利用罐車運至工作面，采用移動泵車進行澆筑。墻體混凝土由煙道板上部進行澆筑，通過在煙道板上預留施工孔將泵管連接至煙道板上方，通過煙道板中間預留的澆筑孔將混凝土灌注入中隔墻，澆筑孔兼振搗孔。澆筑完成后應做好養(yǎng)護工作及對拉螺栓孔的封堵工作。

4.6 現(xiàn)澆車道板

1）車道板施工與盾構掘進及其他內(nèi)部結構施工同步進行（圖8）。

圖8 現(xiàn)澆煙道板施工組織示意圖

2）考慮中繼泵位置和中繼泵之間錯車通道位置，部分中隔墻在盾構掘進時暫不施工。車道板在已施工完成的中隔墻范圍內(nèi)進行，所以車道板為分段澆筑，且每段澆筑約為300 環(huán)左右。

3）考慮隧道內(nèi)車輛運輸，車道板澆筑左右側(cè)側(cè)分開澆筑，優(yōu)先澆筑右側(cè)，待右側(cè)車道板達到強度，具備行車條件時，右側(cè)為車輛運輸通行道路，同時開始澆筑左側(cè)區(qū)域車道板。

4）單側(cè)澆筑時采用中間向兩側(cè)的澆筑方式，每次澆筑100 環(huán)（200m），前后兩側(cè)各配置2 輛混凝土運輸車進行供料，前后兩側(cè)同時澆筑，有效提高澆筑效率。

5 結語

盾構內(nèi)部結構與盾構掘進同步施工雖然工序繁多，組織困難，但其能有效提高施工效率，內(nèi)部結構與盾構掘進同步施工已成為盾構法隧道施工的趨勢。本工程通過對內(nèi)部施工工序的組織和施工工藝的改良以及對運輸方式的選擇，有效解決多工序施工問題，能夠保障正常掘進施工中，同步安裝工程的安全有序進行，提高施工效率，保障施工工期。