盾构始发、到达关键施工技术

宋鑫龙

【摘要】始发、接收是盾构施工中最重要、风险最大的关键环节，也是盾构法施工的难点之一。本文结合盾构工程实例，重点对盾构始发、到达的快速施工技术进行阐述。

【关键词】盾构；始发；接收

1、前言

盾构法因其施工快捷、安全性高、对地面交通干扰小、对底层沉降控制好、无需降水等优点，在各隧道工程中受到越来越广泛的应用。而始发、接收是盾构施工中最重要、风险最大的关键环节，也是盾构法施工的难点之一。本文结合盾构工程实例，重点对盾构始发、到达的快速施工技术进行阐述。

2、工程概况

石家庄市城市轨道交通1号线体育场站～北宋站区间隧道全长936.54m，隧道内径5.4m，外径6.0m，采用直径6.28m的土压平衡盾构机进行施工。盾构始发洞门埋深为11m，接收洞门埋深为10m，主要地层为粉细砂及少量粉质粘土，无地下水。

3、盾构始发、到达关键施工技术

3.1、端头加固处理

由于该区间隧道结构内无地下水，洞门处无需考虑止水。但因该处主要地层为粉细砂层，自稳性极差，端头加固仍然不可忽视。目前国内盾构主要始发方法如图1中所示。

图1 盾构始发工法

在计划始发工法时，因石家庄市城市轨道交通1号线主要施工地层为粉细沙及粉质粘土层，设计施工盾构机均采用大开口率的全刮刀刀盘，该刀盘破岩能力差，故无法使用“直接切削临时墙法”始发。同时因拔桩法造价较高，最终选定了使用旋喷桩法对端头进行加固的始发方法。

图2 盾构始发旋喷桩加固范围

3.2、洞门凿除方法

洞门凿除是盾构始发、接收风险最大的环节，施工中需高度重视。

始发时因施工场地限制，一般采用人工破除的方式进行洞门凿除，为了避免洞门凿除对车站周边地层造成摇动而造成塌落，围护桩钢筋混凝土凿除分两部分进行（如图3所示）。第一次凿除的时间为盾构始发前5天，第二次凿除的时间为盾构始发前8小时。

同时，为了避免钻孔桩凿除时因土体失稳涌入车站而对作业人员造成伤害，钻孔桩的凿除顺序需由下向上进行凿除，如图4所示：

图3 围护桩分次凿除示意图 图4 围护桩凿除顺序示意图

接收时因施工场地较大，体育场站～北宋站区间采用了人工配合破机的方式进行凿除。首先盾构机刀盘需靠近钻孔桩后再进行凿除，以减少凿除过程中的安全性。再使用人工将钻孔桩上下两端进行凿除，使用破机配合放置在车站底板上。随后使用破机将放置在底板上的钻孔桩进行破碎、清理。这样既增加了施工效率，也減少了机械破除震动对底层的扰动，体育场站～北宋站区间接收洞门因采取相同的方式进行施工，接收洞门凿除仅用时2天，就完成了施工。

3.3盾构机托架安装

托架是盾构机始发的基础，它决定着盾构机始发时的姿态，是始发时需重点关注的要素之一。首先，在水平方向上，若是直线始发则托架应与线路轴线保持一致，若是曲线始发需根据曲线方向调整始发角度。在垂直方向上，为防止盾构机脱离托架后产生“栽头”现象，一般需将托架标高抬高2～3cm。而接收时为保证盾构机顺利驶上托架，需将托架降低2～3cm。

3.4反力架安装

盾构机反力架是盾构始发时的主要受力部件，其安全性至关重要，事发前需对其加固程度进行细致检查。具体要点如下：

①为保证反力架稳固，应在车站土体施工时预先在车站底板及中板处预埋相应的焊接钢板，加加固反力架时，将反力架支撑体系与之进行焊接以增加整体稳定性。

②需根据隧道长度计算0环管片的里程，从而反算出反力架的位置，确保了后浇环梁的宽度满足设计需求。

3.5洞门处注浆

盾构机在刚完成始发或刚进行接收作业时，一般会因洞门密封不严密，造成同步注浆量及同步注浆压力不满足施工要求的情况出现，从而造成进洞前10环或出洞前10环管片出现大幅上浮、下沉现象。在此段施工时，需加强盾构标高测量，并且根据测量结果及时调整同步注浆及二次注浆，确保成型隧道满足设计要求。

4、结语

影响盾构施工的因素较多，本文通过对部分案例的分析，梳理了盾构始发、接收作业的相关技术要点，为后续石家庄市的盾构施工组织提供里一定的参考。