盾构整体始发与分体始发工艺探讨

陈丽芳

摘要：结合厦门地铁1号线集诚区间工程实例，对盾构整体与分体不同始发方式的设备组织、生产工序以及存在问题及对策方式进行归类分析，总结其特点，为类似盾构施工选择不同的始发技术提供借鉴。

关键词：盾构施工;整体始发;分体始发;分析对策

中图分类号：U231.3;U455.43

文献标识码：A

文章编号：1674—3024（2019）06—0073—02

1 工程概况

厦门市轨道交通1号线一期工程集诚区间隧道全长1000.39m，线路出集美中心站后沿在建纵八路南北敷设，经新洲路、下穿在建钟楼后到达诚毅广场站。区间南端局部位于在建市民公园，北端位于纵八路下，为单一断面，不含配线。沿线现状为在建公园、在建高层房屋、下穿有新洲路共同沟、钟楼。区间含1段平面曲线，曲线半径450m，线间距约15m;纵断面为“V”字坡，最大坡度25.5%o，隧道埋深范围为9.6～31m。

轨道集团为了规范参建单位建设标准，在安全、质量、进度、文明施工等方面打造“国际领先、国内一流”品牌;甄选集诚区间为首件区间;同时为了加快全线地铁建设，在全线工筹会上明确5.20为集诚区间始发节点时间。由于工期紧迫，如何在车站结构未完成的情况下按节点工期始发、如何选择合适的始发方案是本工程的重难点。

2 盾构整体始发与分体始发方案对比分析

2.1 整体始发方案

整体始发是指盾构机下井組装后，将后配套台车与盾构机主体连接上后，一起出洞，出土由后方出土口进行出土，连成整体一起始发掘进方式。要达到整体始发条件，结构底板及中板至少完成100m，顶板至少完成50m（如图1所示）。

2.2 分体始发方案

分体始发是指在盾构机始发井空间不足的情况下，先将盾构机盾体和一部分主要的后配套台车吊人到始发端，之后通过延长管线将井下主机与地面台车相连接，出土靠小土斗在螺旋输送机出土口处出土运输，保证盾构机正常掘进的一种始发方式。当盾构隧道达到100m左右能使所有的后配套台车放人的长度后，恢复整机正常掘进。在车站选择分体始发，底板至少需要完成35m，中板及顶板完成17m（如图2所示）。

2.3 整体始发与分体始发分析对比

通过盾构始发与分体始发分析进行对比，具体如表1所示：

3 集诚区间始发方案选择

集诚区间是厦门地铁施工的第一条盾构隧道，建设单位要求第一台盾构尽早达到始发条件，为厦门地铁盾构在海陆交互复合地层首次掘进参数适用范围提供参考，并为后续的盾构刀盘及刀具优化、掘进、注浆等提供技术指导。

3.1 始发方案选择

结合诚毅广场站施工进展，为了满足建设单位的要求，综合考虑工期安排，从经济效益和设备安全等方面综合可虑，我们通过比选整体与分体方案，在保证安全、质量、进度及文明施工的前提下，如何在施工中确保安全不出事、质量无缺陷、文明施工达到厦门市标准、成本效益可控、尽早完成盾构始发;经过优化我们甄选盾构分析始发的方案，集诚区间右线采用分体始发方案，左线采用整体始发方案。

3.2 集诚区间右线分体始发

诚毅广场站车站主体工程尚未完工，能提供出的底板总长度约为40m（端头井13.5m、端头井后部约为26.5m），中板和顶板长度为6.5m，总长度远低于CTE6450盾构机整体长度（85m），地铁施工场地受到制约，盾构机采用分体始发。主机下井后，设备桥、1—6#拖车根据场地条件依次放在地面上，负环管片采用半环拼装，以方便后续施工垂直运输，管线依次，延长，直至掘进到63环时后配套拖车全部下井，实现正常掘进。3.3集诚区间左线整体始发

按照实施性施工组织设计的工期计划，诚毅广场站左线在9月份达到整体始发条件，但受车站结构施工进度影响（100m结构未完成），考虑到盾构租赁费、工期等因素，我们通过优化整体始发方案，采取在车站结构尚未满足的情况下，盾构整体始发方案。

4 盾构始发存在问题及对策

4.1 分体始发出渣困难

集诚区间左线始发时，诚毅广场站提供的工程作业面非常小，诚毅广场站提供出的作业面仅为6.5m，这给盾构机出土和下材料带来极大的不便。主机断开的分体始发没有输送带，需要将渣斗运输至螺旋机出渣口下方直接接渣。

解决措施：主机下井后，设备桥、1—6#拖车根据场地条件依次放在地面上，负环管片采用半环拼装，以方便后续施工垂直运输，管线依次延长，直至掘进到63环时后配套拖车全部下井，实现正常掘进。前10环采用2.0方小土箱从钢支撑中间出土，10环至63环编组运输电瓶车挂置一个平板车放置5.0方小土箱从负环上部的空隙处出土。采用16T龙门吊吊运管片，另配备75T履带吊吊运渣土以提高施工效率。

4.2 分体始发管线延伸长，施工费用较高、移动难度大

盾构主机与设备桥之间使用延伸管线进行连接，完成动力、控制信号和耗材传输。延伸的管线长度较大，费用较高。本次分体始发共需要加接49根120米的延伸管线，这49根延伸管线种类繁多，且油管大多过于笨重而隧道内又无机械设备可以利用，因而其布置、移动较为困难。

解决措施：我部通过与厂家沟通，分体始发所需的延伸管线均采用向厂家租赁方式来降低成本。为了保证延伸管线利用效率，盾构设备桥要尽量靠近始发井，液压和流体管路将2寸以下的整理绑成一捆以便拖拉延伸，电气线路绑成一捆，但是要与液压流体管路分开延伸，不能纠缠在一起。洞内管线平行成列走直线，管路布置于上方，电线布置于下部，不能影响电瓶车正常运行。尽可能将延伸管线规整布置在同一侧挂在管片上减少施工干扰，

4.3 盾构机姿态控制难度大、注浆工序难度大

分体始发采用小土箱出土，每次推进只能推进4cm—12cm，这导致盾构姿态调节的时间过短，盾构机姿态控制难度大。盾构同步注浆系统位于地面上，延伸管线过长，易堵管，导致盾构机同步注浆系统不能使用。

解決措施：严格控制始发台、反力架和负环的安装定位精度，确保盾构始发姿态与设计线路基本重合;优化盾构机掘进参数，适当减慢推进速度，为调节盾构机姿态争取时间。

因无同步注浆系统，需使用HJB—6双缸注浆机设备及时进行注浆作业，二次注浆设备可以布置于制作的托架小车上，勤洗管;加强对地面和隧道沉降监测，及时反馈，优化掘进、注浆参数。

4.4 分体半环推进难度大，管片易破裂

诚毅广场站车站主体还没完成，预留出土口还没完成，为了保证管片、材料下运及渣土吊出，—10环～—3环采用半环拼装;由于采用半环拼装方式拼装，上部推进油缸没法受力，盾构推进、管片拼装难度较大，且管片易破裂。

解决措施：—10环～—2环推进时，将上半圈7根油缸屏蔽;拼装管片时采用B1、B2、B3，L1、L2、K块的形式交替进行;为防止管片破损，在管片凹榫面加贴传力衬垫;在负2环上部用弯螺栓安装半圆钢环，并在其两侧各安装两根φ600mm的钢支撑，用以将盾构机推力传至反力架。

4.5 盾构机易发生侧滚

盾构机刀盘旋转时会产生一个反作用力矩，有可能使主机向相反的反向旋转，从而造成盾构机姿态产生偏差。

解决措施：在中盾中部、盾尾中部两侧焊接防侧滚挡块，用以防止盾构机产生旋转，控制左右两组油缸推力，推进过程中正反转平衡使用。到达洞门密封前，及时将防侧滚挡块割除，避免损坏帘布橡胶板。

5 结束语

土压平衡盾构法施工有5个关键工序：隧道掘进、管片拼装、渣土吊运、管片吊运、同步注浆，5个生产环节紧紧相扣，共同影响盾构生产效率。不同的始发方式会造成不同的生产工序组织特点。

经过集诚区间盾构施工的实践证明，针对类似工期紧、作业面小的盾构隧道工程，根据实际条件选择合适的始发方式，不但满足了业主对项目工期的要求，也给公司节省了大量的资金，为厦门地铁掘进参数提供参考依据，创造了良好的声誉。同时为分体始发在城市地铁施工中的大规模应用积累了经验，产生良好的效益。

参考文献：

[1]范延晓，浅谈土压平衡盾构几种不同的分体始发技术[J].城市建设理论研究，2015（9），804—805.

[2]齐敦典，无后置出土口的盾构始发方案[J].建筑技术，2012（2），134—136.

[3]李永安，盾构施工分体始发工效分析与对策[J].城市建设理论研究，2014（18），813—814.