姜 春 陽

(中鐵三局華東建設(shè)公司，江蘇 南京 211106)

盾構(gòu)機(jī)過小凈空中間風(fēng)井施工技術(shù)

姜 春 陽

(中鐵三局華東建設(shè)公司，江蘇 南京 211106)

結(jié)合工程實(shí)例，從混凝土接收托架澆筑安裝、盾構(gòu)姿態(tài)控制、管片拼裝等方面詳細(xì)介紹了盾構(gòu)機(jī)過小凈空中間風(fēng)井的控制要點(diǎn)，并闡述了盾構(gòu)機(jī)過小凈空中間風(fēng)井的施工方案，對今后同類工程施工具有一定參考意義。

盾構(gòu)過中間風(fēng)井，盾構(gòu)姿態(tài)控制，管片拼裝

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，交通壓力越來越大，地鐵作為三維交通的重要部分在解決城市交通擁堵方面發(fā)揮著不可替代的作用。目前，城市地鐵建設(shè)正在如火如荼的進(jìn)行。盾構(gòu)作為隧道開挖的先進(jìn)機(jī)具，以其開挖速度快、勞動強(qiáng)度低、擾動小及地下作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)在地鐵建設(shè)中被廣泛運(yùn)用。但是由于地質(zhì)條件、場地限制等各方面原因，有些中間風(fēng)井被設(shè)計(jì)成小凈空尺寸，這給盾構(gòu)施工帶來一定的施工難度，因此掌握盾構(gòu)過小凈空中間風(fēng)井的施工技術(shù)顯得更為關(guān)鍵。

1 工程概況

南京南站站—岔路口站區(qū)間始于岔路口站北端，經(jīng)R=350 m左轉(zhuǎn)彎曲線及R=400 m右轉(zhuǎn)彎曲線至南京南站站，區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，整個(gè)工程投入兩臺德國海瑞克φ6390土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工。區(qū)間左線長度為2 025.937 m，右線長度為2 032.823 m，總長4 065.76 m，采用環(huán)寬為1.2 m的C50，P10鋼筋混凝土管片，管片外徑6 200 mm，內(nèi)徑5 500 mm，根據(jù)設(shè)計(jì)要求在區(qū)間左右線中間K6+950處設(shè)置一座事故風(fēng)井，區(qū)間豎井、豎井通道、泵站在此合建，區(qū)間豎井凈空為7.5 m×3.2 m，前期作為施工豎井，能滿足運(yùn)輸渣土、材料和人員出入等功能，豎井兩側(cè)分別設(shè)計(jì)了長度為6 m暗挖通道(盾構(gòu)在此處過站)(見圖1)。中間風(fēng)井處在該段隧道最低點(diǎn)，該處地質(zhì)為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，盾構(gòu)設(shè)計(jì)線路在此區(qū)間從13‰下坡變?yōu)?3‰上坡。

2 工程難點(diǎn)分析

中間風(fēng)井豎井通道寬度僅為6 m，而盾構(gòu)機(jī)的主體長度為7.8 m，即盾構(gòu)機(jī)長度大于過站長度，于是就產(chǎn)生了盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)站而盾尾仍留在土體中，當(dāng)二次始發(fā)開始后盾尾才完成進(jìn)站這樣一個(gè)難題，因此給盾構(gòu)機(jī)檢修、測量及姿態(tài)控制、管片拼裝形式選擇及負(fù)環(huán)管片拆除等工作帶來一定困難。

2.1 盾構(gòu)機(jī)檢修

由于二次始發(fā)的準(zhǔn)備工作(如：換刀工作、尾刷更換等)不能同時(shí)進(jìn)行，因此對盾構(gòu)機(jī)檢修工作的要求更為嚴(yán)格。

2.2 測量及姿態(tài)控制

1)中間風(fēng)井空間有限，對洞門鋼環(huán)進(jìn)行測量復(fù)核很不方便。

2)區(qū)間隧道較長，給地下控制網(wǎng)布設(shè)及聯(lián)系測量工作帶來很大的麻煩。

3)中間風(fēng)井豎井通道長度小于盾體長度，在未完全進(jìn)站時(shí)，就開始進(jìn)行二次始發(fā)掘進(jìn)施工，不利于盾構(gòu)出站掘進(jìn)姿態(tài)的控制。

4)中間風(fēng)井接收架弧形混凝土基礎(chǔ)前期提前完成，不可調(diào)整，不利于接收托架中線控制。

2.3 管片拼裝形式選擇及負(fù)環(huán)管片拆除

由于礦山法中間風(fēng)井通道內(nèi)施工作業(yè)空間小，且屬于密閉結(jié)構(gòu)，洞內(nèi)吊裝作業(yè)難度相對較大，從施工操作難易程度、工期及造價(jià)等方面進(jìn)行綜合考慮，盾構(gòu)采用拼裝半環(huán)+整環(huán)管片的方式通過中間風(fēng)井聯(lián)絡(luò)通道。

3 施工方案簡介及主要施工內(nèi)容

3.1 施工方案簡介

管片拼裝方式采取半環(huán)與全環(huán)管片拼裝結(jié)合，每隔2環(huán)半拼裝1個(gè)全環(huán)，半環(huán)管片只拼裝底部3塊A型管片，半環(huán)管片通縫拼裝，上半部分空缺管片的位置，使用φ203圓鋼頂管作為縱向支撐，臨時(shí)管片只貼軟木襯墊，不需貼止水條。

3.2 主要施工內(nèi)容

盾構(gòu)機(jī)過中間風(fēng)井是指從盾構(gòu)機(jī)順利貫通進(jìn)入中間風(fēng)井聯(lián)絡(luò)通道(接收)到盾構(gòu)機(jī)從中間風(fēng)井聯(lián)絡(luò)通道二次始發(fā)脫出風(fēng)井聯(lián)絡(luò)通道(始發(fā))的整個(gè)施工過程。其間工作內(nèi)容包括：洞門環(huán)板安裝、澆筑混凝土導(dǎo)臺、洞門破除、洞門位置復(fù)核測量、盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)站、刀盤維修加固、臨時(shí)管片拼裝及加固、盾構(gòu)二次始發(fā)等內(nèi)容。

4 主要施工工藝

4.1 澆筑安裝混凝土接收托架

混凝土接收托架由混凝土導(dǎo)臺和鋼軌兩部分組成，導(dǎo)臺里程為K6+947～K6+953。導(dǎo)臺采用C30混凝土回填，盾構(gòu)機(jī)步進(jìn)中心線比隧道設(shè)計(jì)中心線高20 mm～30 mm，托架中心線要與隧道設(shè)計(jì)中心線相吻合，混凝土接收托架要通過錨筋與風(fēng)井底板固定牢靠(見圖2)。

4.2 盾構(gòu)機(jī)過中間風(fēng)井時(shí)姿態(tài)控制

1)對進(jìn)出站洞門鋼環(huán)多次測量，并請測量中心進(jìn)行復(fù)核確定其準(zhǔn)確位置。

2)在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)中間風(fēng)井前50環(huán)對所有測量控制點(diǎn)進(jìn)行一次整體、系統(tǒng)的控制測量復(fù)測和聯(lián)測。

3)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)中間風(fēng)井前調(diào)正盾構(gòu)姿態(tài)，盾構(gòu)機(jī)中心軸線比設(shè)計(jì)軸線高20 mm～30 mm。

4.3 盾構(gòu)過中間風(fēng)井時(shí)管片拼裝

為了保證提供盾構(gòu)推進(jìn)和二次始發(fā)的反力并能方便順利拆除負(fù)環(huán)，中間風(fēng)井處的管片拼裝采取了以下措施：

1)根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸要求中風(fēng)井共拼負(fù)環(huán)5環(huán)(見圖3)，采取整環(huán)+半環(huán)的拼裝方式，負(fù)環(huán)點(diǎn)位均為16點(diǎn)(封頂塊在正上方)，管片全部采用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)，整環(huán)與半環(huán)(3塊標(biāo)準(zhǔn)塊)間隔拼裝，半環(huán)管片與整環(huán)管片之間上半部(16，14，2號點(diǎn)位，以油缸為參照)通過φ203鋼管做成的鋼支撐連接(見圖4)，每個(gè)鋼支撐都焊有一個(gè)吊裝螺栓用于安裝鋼支撐，鋼支撐上留有手孔方便穿管片螺栓。

2)在進(jìn)入中間風(fēng)井的第2,3環(huán)螺栓處加墊40 mm厚100 mm×150 mm的鋼板，以便將來管片拆除時(shí)通過割掉鋼板釋放管片間的縱向力。

4.4 盾構(gòu)在中間風(fēng)井內(nèi)推進(jìn)措施

1)推進(jìn)過程中刀盤不旋轉(zhuǎn)，采用拼裝模式頂進(jìn)。

2)盾構(gòu)姿態(tài)由于接收托架固定時(shí)已確定，則盾構(gòu)姿態(tài)應(yīng)與接收托架一致。

3)推進(jìn)過程要注意管片螺拴一定要及時(shí)進(jìn)行復(fù)緊。

4.5 盾構(gòu)機(jī)風(fēng)井內(nèi)維修

盾構(gòu)進(jìn)入中風(fēng)井后進(jìn)行刀具更換、刀盤耐磨條補(bǔ)焊、鉸接密封更換、盾尾刷檢修及更換，對平時(shí)注漿不太順暢的注漿管進(jìn)行檢修，并對四個(gè)注漿管進(jìn)行全面的清洗。

4.6 盾構(gòu)從中間風(fēng)井二次始發(fā)

盾構(gòu)機(jī)從中間風(fēng)井再次始發(fā)所用反力由管片及支撐鋼管共同提供，始發(fā)階段總推力按700 t進(jìn)行設(shè)計(jì)，上半部設(shè)計(jì)推力250 t，下半部設(shè)計(jì)推力450 t，尤其上半部千斤頂總推力一定要控制在250 t以內(nèi)，在管環(huán)的3，9，12點(diǎn)位置設(shè)置方木撐以防管環(huán)整體松動。

5 結(jié)語

施工過程中，嚴(yán)格按照施工工藝中的技術(shù)要求，控制施工參數(shù)，特別是在盾構(gòu)姿態(tài)控制、管片拼裝方式、盾構(gòu)施工參數(shù)上積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，圓滿完成了盾構(gòu)機(jī)的接收、檢修、二次始發(fā)等施工任務(wù)，同時(shí)在負(fù)環(huán)管片拆除上，克服了施工空間小的不利因素，做到了安全高效的拆除，為后期結(jié)構(gòu)施工贏得了時(shí)間。通過對各工序的不斷總結(jié)和完善，形成了盾構(gòu)機(jī)過小凈空中間風(fēng)井的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為今后盾構(gòu)施工提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

[1] 劉建國.深圳地鐵盾構(gòu)隧道技術(shù)研究與實(shí)踐[M].北京:人民交通出版社,2011.

[2] 竺維彬，鞠世健.復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2006.

[3] 董建剛.土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)中施工管理過失的研究[D].廣州：中山大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009.

[4] 董建剛，王 云.土壓平衡盾構(gòu)施工中盾構(gòu)機(jī)的操作與管片選型[J].山西建筑,2010,36(8)：341-342.

The construction technology of shield small clearance intermediate shaft

JIANG Chun-yang

(EastChinaConstructionCompany,ChinaRailwayThirdBureau,Nanjing211106,China)

Combining with the engineering example, this paper introduced in detail the control key points of shield small clearance intermediate shaft from concrete receiving bracket pouring installation, shield attitude control, pipe installation and other aspects, and elaborated the construction scheme of shield small clearance intermediate shaft, had certain reference significance for future similar engineering construction.

shield intermediate shaft, shield attitude control, pipe installation

1009-6825(2014)28-0180-03

2014-07-25

姜春陽(1984- )，男，工程師

U455

A