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对地铁盾构始发试掘进施工技术的相关分析

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：吕春燕

[导读] 摘要：盾构始发及接收是城市轨道交通暗挖隧道施工的高风险工序，在盾构掘进始发和接收的过程中，施工工序繁杂，工作量集中，是城市轨道交通施工安全质量控制的一个难点，也是防止轨道交通施工安全事故发生的重要管控点，因此，加强盾构掘进施工始发及接收过程中的质量安全管理尤为重要。

        北京市政建设集团有限责任公司北京市 100000
        摘要：盾构始发及接收是城市轨道交通暗挖隧道施工的高风险工序，在盾构掘进始发和接收的过程中，施工工序繁杂，工作量集中，是城市轨道交通施工安全质量控制的一个难点，也是防止轨道交通施工安全事故发生的重要管控点，因此，加强盾构掘进施工始发及接收过程中的质量安全管理尤为重要。
        关键词：地铁盾构；始发试掘进；施工技术
        引言
        在整个地铁盾构建设施工过程中，需要施工技术人员能够在最短的时间内熟练地操作盾构机械设备，充分地了解、掌握盾构机械设备性能，精确盾构进展时施工数据设定范围，完成整个过程对于期限、质量和要求指标，保证施工顺利进行。
        1技术难点
        盾构机组装调试后，进行试掘进施工，受端头加固质量、设备姿态、反力架的稳定性、对地层的认识等原因的制约存在较多难点，主要如下：
        第一，端头加固质量控制，洞门围护结构破除后，盾构顶上掌子面前，及盾尾完前进入加固体且未进行同步及二次注浆时，端头土体的稳定，完全取决土体的加固质量。
        第二，始发姿态定位，盾构始发时其姿态不能调整，始发基座定位的准确与否决定了始发时的盾构姿态。反力架的支设稳定，决定负环拼装的质量。
        第三，地层的熟悉及设备操作的匹备需要一个过程，如可缩短这个过程，至关重要。盾构选型始终把地质因素放在第一位，一旦选型完成，盾构的使用则完全依耐司机对地层及设备的认识，如何通过参数选择、采取渣土改良等措施，始发段数据的摸索及提炼显得至关重要。
        2工程简介
        某市地铁10号线一期工程共包含12站（11区间和1个仁和车辆段）。其中，土建三工区含2站三区间，总长4.122km。区间沿线附近有运河村民居、农用地、荒地、新建高层住宅、河流、蔬菜批发市场等，工程周边环境条件复杂，施工安全风险高。
        3地铁盾构始发试掘进施工技术
        3.1挖掘面土质处理
        运用盾构始发技术之前，需要根据挖掘面土质情况对其进行适当的处理，需要加固的地方进行加固处理。一般情况下，我们对于加固的方法是注浆加固、支撑柱加固、冷冻土质加固。对于加固的长度一定要大于盾构设备连接的长度，对加固完成的地方进行土质抽样检测，从而保证加固过程能有效能够确保施工安全的，可以满足建设要求。有的地段存在大量积水，对于这些特殊地方，应当采用降水措施，确保施工顺利进行。
        3.2洞口护栏凿除
        在进行盾构机下井安装的同时，应当确认洞口护栏的结构情况，保证施工地段土质已经完成加固环节，确保不会存在漏水现象。如果发现完成加固后依然存在不足的地方，及时进行修补整改。洞口护栏结构凿除过程要严格把握好时机，根据洞口护栏进行科学、合理的分段拆除。当洞口护栏拆除后，根据地面土质情况、稳定性能和存在时间长短决定是否还要再次进行加固处理环节。在此同时，要检查好洞门的大小是多少，测量的数据应该不包括钢筋和混凝土组成的部分，严格要求测量纯尺寸。
        3.3盾构始发防漏、堵漏技术
        盾构始发防漏、堵漏控制措施包括：
        1）用连接螺栓、螺母及垫圈将帘布橡胶板和扇形环板固定在洞圈上做好出洞止水装置，阻止砂土外流。
        2）安装前应检查螺孔的位置，孔位偏差不可过大，采用钢丝刷逐一清理螺孔内螺纹，并在其内侧均匀涂抹黄油。安装时，先安装帘布橡胶板，再安装扇形环板，扇形板长度应与洞圈和盾构外壳之间的间隙相适应。
        3）出洞时，在4个注浆管位置采用可调整长度的插板代替该位置的扇形板，防止盾构外壳的同步注浆管拉坏密封圈。

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        4）盾构机出洞后，在掘进过3环时开始进行同步注浆，注浆量约为正常每环设计注浆量的2倍，其后根据监测信息适当调整。在掘进过5环后，用聚氨酯封堵第1、第2环管片背部与车站结构之间的空隙，形成内部密封环，同时，合理控制注浆压力，防止洞口止水装置因注浆压力过大而外翻。
        3.4盾构接收防漏、堵漏技术
        盾构接收防漏、堵漏技术措施包括：（1）盾构机头部靠上洞门后，做好第一道环箍挡水，从盾尾1~2环管片的注浆孔向外层的土层中注入双液浆。（2）接收端洞门地连墙磨除前，在洞门钢圈上焊接预先准备好的双层弹簧钢板，在洞门钢圈外侧安装进洞装置，避免盾构进洞过程中出现涌水涌砂现象，之后在扇形板上焊接螺帽，进行细钢丝串联并用5t手动葫芦抽紧紧贴管片外弧面上。（3）若出现渗漏水现象，须将密封橡胶帘布板外压板穿钢丝环向收紧，使止水橡胶帘布板紧贴盾构机外壳。若正常进洞，应快速封堵洞圈，用钢板将洞圈和进洞环钢板焊接封闭，及时充填注浆。（4）洞圈加焊盾尾刷以防止盾构进洞及施工期间土体从缝隙中流失，盾尾刷长度500mm，并嵌优质盾尾油脂，进一步加强盾构进洞的安全性。（5）现场配备钢封门装置，防止盾构靠上土体前出现突涌现象。
        3.5盾构始发、掘进、注浆安全技术
        盾构始发、掘进、注浆安全技术措施包括：（1）做好准备工作，洞门凿除后必须尽快将盾构推入洞内，使盾构切口环切入土层，减少土体暴露时间；（2）根据工程对隧道变形及地表变形的控制要求，合理选择注浆工艺，并实时做好监控量测，指导施工工艺选择，注浆时严守注浆安全操作规程作业。
        3.6防止盾构反力架变形
        防止盾构反力架变形，从以下几方面进行：（1）合理控制盾构机推进过程中的总推力，严格按设计方案要求编组千斤顶，确保受力均匀；（2）控制好各构件连接处的缝隙，确保填充密实，保证填充材料的强度和养护时间符合要求；（3）严格系统各构件的强度、刚度校验，对受压构件进行稳定性验算，确保连接强度和焊接质量满足要求；（4）为确保后靠支撑系统受力均匀，应尽快安装上部的后靠支撑构件，完善整个后靠支撑体系。
        3.7盾构接收安全技术
        盾构接收安全技术措施包括：（1）盾构接收期间加强对地面以及周边建筑物的动态监测管理；（2）特种作业人员必须进行培训考核合格后持证上岗；特种作业必须严格执行各种安全技术操作规程，确保安全施工；（3）班组在上岗前须进行班前安全教育、安全技术交底、上岗前检查并留有记录；（4）地连墙破除作业时，严格执行方案所要求的破除顺序及方法，破除过程发现土体异常应及时封闭工作面。盾构机在站内推进过程中出现推进困难，及时查明原因处理，禁止盲目推进。
        结语
        地铁盾构始发试掘进施工过程中，一定要做好充分的准备工作，保证设备、技术及技术工人对掘进工作的影响。及时分析数据，做好调整，所有的细节都将决定盾构始发试掘进技术的成败。本文依托地铁10号线一期工程对盾构机掘进始发和接收风险进行了简要分析，并提出了主要风险控制措施，旨在为后期类似工程安全管理提供有效的经验。
        参考文献：
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