西安地鐵一號線盾構過暗挖區間技術應用

摘 要：盾構過站技術一直是困擾盾構施工過程中的重要問題，在不同的施工環境下，有不同的過站方法。通過介紹西安地鐵盾構所采用的弧形導臺法過站實踐，總結出一套盾構機過暗挖區間的技術和經驗。對盾構施工中過暗挖區間、車站、明挖區間施工均具有一定的指導意義。

關鍵詞：暗挖區間；盾構機；弧形導臺；過站

1 工程概況

西安地鐵一號線紡織城-半坡區間F6地裂縫加固段右線全長163.66m，左線全長204.756m。左右線分別位于ZJD54及YJD55圓曲線、緩和曲線及直線上，線間距為13-15米，單洞凈空寬度為8.3（7.5米）。暗挖隧道采用馬蹄形斷面，二襯為復合式襯砌。

盾構機從紡織城始發，通過F6暗挖隧道，在盾構施工過程中，采用日本小松直徑6.14米的土壓平衡盾構機進行施工。

2 盾構施工工藝流程

3 施工工藝

盾構過站主要施工工藝有弧形導臺施工、過站準備、暗挖隧道的端頭加固、接收端洞門砼的鑿除、洞門止水裝置的安裝、盾構機出洞、盾構機過弧形導臺、盾構機姿態控制、盾構機推上始發托架、反力架及斜支撐安裝等。

3.1 弧形導臺施工

隧道仰拱、襯砌施工完成后，在隧道底部施工弧形導臺。導臺基本作用是支撐著盾構機并為盾構機前進起導向作用。弧形導臺采用C20混凝土澆筑，縱向每7.5m預留3個50×250×500的孔洞。預留孔洞內安裝22#工字鋼，長度1000mm，插入孔口500mm，上部留出500mm，為盾構千斤頂提供反力。同時導臺的高度和軸線必須控制在設計答應的誤差范圍內。導臺斷面弧長與隧道中心夾角為50°，以保證盾體與導臺有足夠的接觸面；導臺弧面施工必須滿足設計要求，使盾體與導臺保持均勻接觸。導臺起點從洞門開始，一直至隧道端墻前方，導臺與端墻之間預留0.5m寬的缺口，使盾構機刀盤在缺口處順利旋轉并切入端墻。

3.2 過站準備

3.2.1 對盾構機到達時的實際隧道中線及實際洞門中線進行測量，得出盾構姿態與設計隧道中線及洞門位置的偏差值。

3.2.2 根據盾構姿態與設計隧道中線及洞門位置的偏差值和實測車站底板高程等數據，計算出鋼板及接受小托架的理論安裝高程。

3.2.3 根據理論安裝高程和實際測量數據，得以把盾構機準確無誤地推上接收鋼軌上。

3.3 暗挖隧道的端頭加固

加固好盾構隧道和暗挖隧道的土體，以保證加固體的強度滿足盾構機出洞安全。

3.4 接收端洞門砼的鑿除

為確保圍護結構的穩定，洞門砼鑿除分兩階段進行，第一階段在端頭土體加固檢驗合格后鑿除墻厚的一部分；第二階段在盾構機到達前和接收準備工作完成后進行。

3.4.1 鑿除砼之前，先在豎墻上按設計尺寸畫出洞門的輪廓線。

3.4.2 鑿除時分兩層進行。先鑿除洞圈內約3/4厚一層的鋼筋混凝土，為確保鑿除作業安全進行，出現意外情況以便及時封堵，剩下厚1/4的一層采取分塊、由上而下的次序鑿除，共分九塊，直至鑿出最外排主筋為止。

3.4.3 分塊方法及鑿除順序見圖1（圖中①-⑨表示鑿除順序）。若土體壓力較大有坍塌危險時，迅速用木板和鋼管支撐迎土面，盡快在豎井圍護結構內外側進行加固注漿。

3.5 洞門止水裝置的安裝

接收端洞門內徑與盾構外徑之間存在環形建筑空隙，為了防止盾構掘進機始發掘進時土體或地下水從空隙處流失，盾構掘進機接受前在洞圈處安裝密封裝置，作為盾構接收施工階段臨時防泥水措施。

3.6 盾構機出洞

盾構機出洞后開始對盾構機刀盤、土倉內和盾殼上面的泥土進行清理，清理完成后直接把盾構機推到弧形導臺的43鋼軌上，進行接收端洞門的封閉處理。

3.7 盾構機過弧形導臺

3.7.1 在弧形導臺縱向每7.5m預留3個50×250×500的孔洞。預留孔洞內安裝22#工字鋼，長度1000mm，插入孔口500mm，上部留出500mm，為盾構千斤頂提供反力。

3.7.2 在工字鋼和盾構千斤頂之間通過管片傳力，每個管片長度為1.5m，在工字鋼后面焊接型鋼支撐，每推進7.5m就在下一個預留孔中插入工字鋼再加管片進行推定，使盾構機不斷向前移動。盾構機每推進7.5m就需在后面相應的鋪設后配套和臺車的鋼軌，以達到盾構機能夠整體前進。

3.7.3 盾構機是整體推過弧形導臺，為保證臺車能夠通過弧形導，將在弧形導臺上鋪設20工字鋼，43鋼軌固定在20工字鋼上，軌道從F6暗挖區間接收端一直鋪到盾構機始發端。

3.8 盾構機姿態控制

由于盾構機在導臺上前進阻力很小，并且導臺已經確定了盾構 機的前進方向，為了確保盾構機沿導臺軸線前進不偏離導臺，并在導臺上保持正確的姿態，在盾構機推進時采用交叉使用不同位置推進油缸向前推進。

由于該段隧道曲線半徑R=400m的緩和曲線，豎曲線僅是3‰的下坡，必須通過測量復核盾構機軸線與導臺軸線誤差，并根據誤差調整鉸接油缸和推進油缸的行程差，保證盾構機在導臺上的良好姿態，使盾構機沿導臺軸線往前推進。

3.9 盾構機推上始發托架

為了讓盾構機能夠更準確的再次始發，在暗挖區間西端始發位置布置了預埋件，在上面焊接9m長的43kg鋼軌和鋼板組成盾構始發托架。

盾構機推到暗挖隧道始發端始發托架后需對盾構機進行調整定位，在推進過程中盾構機會發生側滾。定位時把千斤頂的一端固定于隧道兩側的預埋件上，另一端頂在盾構機焊接板，然后分別用千斤頂逐個調節盾構機的位置。

3.10 反力架及斜支撐安裝

二次始發繼續使用原有的反力架，由于受到作業面的影響反力架不能采用整體安裝，將采用分塊吊裝安裝的方案，并在隧道二襯預埋鋼板及吊耳，為吊裝反力架提供掛點。反力架支撐與第一次始發支撐形式不變。

4 過暗挖所需物資準備（見表1、表2）

5 結束語

通過對西安地鐵一號線盾構過站技術的研究，結合現場實施，盾構過暗挖區間左線用時29天，右線用時25天，圓滿的完成了既定過站計劃。通過過暗挖區間操作，弧形導臺過站是一種行之有效的方法，為地鐵施工中盾構過站技術提供一種指導。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家標準.地下鐵道工程施工及驗收規范 （GB50

299-1999）（2003版），北京：中國計劃出版社，2004

[2]中華人民共和國國家標準.盾構法隧道施工與驗收規范 （GB5044

6-2008），北京：中國建筑工業出版社，2008

[3]麥宇豪.地鐵盾構施工中盾構機過站技術.西部探礦工程.2005，17（9）.

[4]李銘.盾構機過站技術.建設機械技術與管理，2007，20（8）.

作者簡介：王淼（1979，10-），男，西安市地下鐵道有限責任公司工程師。

付貴（1984.7-），男，西安市地下鐵道有限責任公司助理工程師。