淺談電力隧道小型土壓平衡盾構(gòu)分體始發(fā)技術(shù)

陳竟毅

（廣東廣州510000）

淺談電力隧道小型土壓平衡盾構(gòu)分體始發(fā)技術(shù)

陳竟毅

（廣東廣州510000）

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，時代的進(jìn)步，城市也不斷發(fā)展和繁榮，在城市的建設(shè)過程中，電力隧道工程對于城市的現(xiàn)代化建設(shè)有著重要意義，在現(xiàn)階段，電力隧道工程的施工逐漸采用小直徑盾構(gòu)施工，通過小型盾構(gòu)施工使得工期大幅度地縮短，工程建設(shè)成本也得到普遍降低。但是電力隧道始發(fā)井長度通常較小，無法滿足整機(jī)始發(fā)，故常采用盾構(gòu)分體始技術(shù)。本文以航云輸變電廣州電力隧道盾構(gòu)始發(fā)施工為例，對電力隧道小型土壓平衡盾構(gòu)分體始發(fā)技術(shù)進(jìn)行了分析。

電力隧道工程；小型盾構(gòu)；分體始發(fā)

1　工程概況

本工程為220kV航云輸變電廣州電力隧道工程（第二標(biāo)段）位于廣州市白云區(qū)，白云新城，東臨白云大道，西靠機(jī)場路，南接廣園路，北為黃石路。盾構(gòu)機(jī)從4#工作井南邊下井始發(fā)，1#工作井吊出；二次始發(fā)從4#工作井北邊始發(fā)于5#工作井吊出，區(qū)間全長2533m。北4#井做為盾構(gòu)始發(fā)井，長42.6m，寬10.6m，采用一臺直徑4340mm的海瑞克土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工，盾構(gòu)機(jī)全長76m，因此，需采用分體始發(fā)方式。始發(fā)井以4#～1#區(qū)間為例，平面布置如圖1。

圖1　北4#～北1#區(qū)間始發(fā)井平面布置圖

2　地質(zhì)概況

據(jù)相關(guān)區(qū)域地質(zhì)資料及勘探深度范圍所揭露的地層，自上而下依次為第四系人工堆積層（Qml）；第四系沖洪積層（Qal+pl）；第四系殘積層（Qel）；下伏基巖為二迭系粉砂巖、頁巖、炭質(zhì)灰?guī)r及石炭系灰?guī)r等，本工程隧道埋深5～10m，穿越的地層主要為④-1軟塑粉質(zhì)粘土、⑥全風(fēng)化粉砂巖和⑦強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁巖，局部為③-2中粗砂和⑧-1中風(fēng)化灰質(zhì)灰?guī)r，地層比較復(fù)雜，局部可能產(chǎn)生流砂、坍塌等巖土工程問題.地下水主要有三種基本類型，分別為松散巖類孔隙水、碳酸鹽類裂隙溶洞水和碎屑巖類裂隙水。北4#～北1#井盾構(gòu)區(qū)間始發(fā)端頭采用φ900mm@750mm的三管旋噴樁進(jìn)行加固，加固范圍為沿隧道方向10m長，端頭方向10m寬，豎直方向從隧道上方3m加固至隧道底2m，加固完成后按照設(shè)計要求進(jìn)行檢測，滿足盾構(gòu)始發(fā)要求。

3　分體始發(fā)前準(zhǔn)備工作

在采用分體始發(fā)之前結(jié)合本工程特點(diǎn)做了如下準(zhǔn)備工作，始發(fā)井反力架及后部支撐頂管基座、始發(fā)臺預(yù)埋鋼板定位與加固，洞門鋼環(huán)定位安裝，在地面上把洞門簾幕橡膠板和折葉壓板安裝先安裝于700mm鋼套筒上后整體吊下井與預(yù)埋鋼環(huán)用螺栓連接成一體；然后始發(fā)井后部軌道鋪設(shè)，始發(fā)井始發(fā)臺下部工字鋼墊高，始發(fā)臺下井定位和700mm鋼套筒內(nèi)后端至前焊接300mm長斜坡軌，始發(fā)臺上鋪設(shè)型鋼、墊塊和鋼軌；而有電瓶車從始發(fā)井下井后移，一號拖車從始發(fā)井下井移至后部，一號管片車從始發(fā)井下井，連接橋從始發(fā)井下井放于1號管片車上后移，2號管片車從始發(fā)井下井，螺旋輸送機(jī)從始發(fā)井下井放于2號管片車上后移，始發(fā)井軌道及后部4m范圍內(nèi)拆除，始發(fā)臺后部4m用200mm型鋼加工一個4m始發(fā)臺；盾尾下井后移，10.2m始發(fā)臺精確定位，前盾下井，中盾下井與前盾連接，刀盤下井與前盾連接后前移進(jìn)洞距掌子面100mm，安裝機(jī)下井與主機(jī)連接，螺旋輸送機(jī)前移安裝，盾尾前移與主機(jī)連接，反力架下井定位安裝加固，盾構(gòu)機(jī)防扭裝置焊接，地面上拖車間管線連接，地面拖車與井下一號拖車管線連接，盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)調(diào)試，1號管片車吊出，-9和-8環(huán)管片從二次始發(fā)井下井前移并安裝，準(zhǔn)備盾構(gòu)推進(jìn)始發(fā)。鑒于始發(fā)場地局限，盾構(gòu)機(jī)始發(fā)不能按照正常始發(fā)方案進(jìn)行，盾構(gòu)機(jī)的2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#拖車排成兩列放置于管片存放場地內(nèi)，通過管線延長與1#拖車連接起來。

4　分體始發(fā)前的注意事項(xiàng)

在分體始發(fā)準(zhǔn)備階段：①應(yīng)該注意要對始發(fā)臺架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性做出保證，保證這些指標(biāo)都能符合施工要求。在準(zhǔn)備過程中，保持始發(fā)臺架導(dǎo)軌的順直性是不可避免的重要環(huán)節(jié)，標(biāo)高和中心軸線也應(yīng)該得到嚴(yán)格控制。在始發(fā)正式開始之前，應(yīng)該將硬質(zhì)潤滑油均勻涂抹于在臺架軌道上，從而減少盾構(gòu)推進(jìn)過程中的阻力，提高施工效率。②在準(zhǔn)備階段，還應(yīng)該在刀盤邊緣和密封裝置上涂抹油脂，從而有效防止在始發(fā)過程中刀盤刀頭與密封裝置之間的磨損和破壞。③在正式分體始發(fā)開始之前，還應(yīng)該將防盾構(gòu)轉(zhuǎn)動牛腿焊接到盾體上，相鄰兩個連轉(zhuǎn)牛腿之間的距離應(yīng)該控制在3m左右。在其即將離開盾構(gòu)始發(fā)托架前將其割除，并對焊接處的盾體進(jìn)行打磨，確保焊接處處于平滑的狀態(tài)。④將手抹盾尾油脂涂抹在盾尾刷上，直至油脂填滿盾尾刷的內(nèi)部空隙，充分做好分體始發(fā)的準(zhǔn)備工作。

5　盾構(gòu)分體始發(fā)各階段施工組織

根據(jù)場地條件限制，本工程盾構(gòu)分體始發(fā)分四個階段進(jìn)行。4-1第一階段：盾構(gòu)機(jī)采用始發(fā)托架始發(fā)時編組為主機(jī)、連接橋、1#拖車、5m自加工皮帶機(jī)架；出渣采用兩個各2方小斗放置于管片平板車上裝滿碴后運(yùn)至二次始發(fā)井利用35t門吊出碴，翻碴時采用35號門吊小勾提碴斗底部鋼絲蠅倒碴，列車編組為機(jī)車、一節(jié)管片車（列車編組如圖2）；因始發(fā)井口長度受限，管片小車先不下井，管片從二次始下井下井放置于管片車上運(yùn)至皮帶機(jī)下放后，只能使用卷揚(yáng)機(jī)拉動管片移動至安裝機(jī)下部；砂漿運(yùn)輸采用用一根150mm鋼絲透明軟管一端與負(fù)二層儲漿罐下料口連接，一端與洞門700mm鋼套筒上預(yù)留注漿孔連接后，開始罐漿，攪拌站邊上輸砂漿泵起動后，將砂漿輸送到地面3號拖車砂漿罐，掘進(jìn)時開始注漿。

圖2　第一階段列車編

4-2第二階段：在掘進(jìn)20m（此時+10環(huán)管片裝完）后，停機(jī)做雙液漿封堵洞門漏水漏氣口和2#、3#拖車從二次始發(fā)井下井后前移與1#拖車連接（2#、3#拖車下井前，自制皮帶架割除后從始發(fā)井混凝土支撐梁間利用35t門吊梁吊出），管片小車從二號始發(fā)井下放至井下兩個管片小車上前運(yùn)與主機(jī)連接，待2#、3#拖車從二次始發(fā)井下井與1#拖車連接，皮帶機(jī)安裝于3#拖車后方自制皮帶架上，盾構(gòu)機(jī)編組為主機(jī)、連接橋、1#拖車、管片吊機(jī)梁、二號拖車、三號拖車、5m自加工皮帶機(jī)架；出渣采用一個10方碴斗從二次始發(fā)井下井與機(jī)車和管片車連接，此時采用大斗出碴，列車編組為機(jī)車、一節(jié)10方曠車、一節(jié)砂漿車、1節(jié)管片小車（列車編組如圖3）；因始發(fā)井口長度受限，管片從始發(fā)井中部混凝土支撐梁預(yù)留孔下放于管片車上運(yùn)至皮帶機(jī)下放后，采用管片小車移動至安裝機(jī)下部；砂漿運(yùn)輸采用負(fù)二層儲漿罐砂漿放至砂漿車運(yùn)至3號拖車儲漿罐，開始罐漿。

圖3　第二階段列車編組

4-3第三階段：在掘進(jìn)60m后，拆除始發(fā)井上部負(fù)環(huán)管片和反力架中上部，盾構(gòu)機(jī)編組為主機(jī)、連接橋、1#拖車、管片吊機(jī)梁、二號拖車、三號拖車、5m自加工皮帶機(jī)架；拆除始發(fā)井剩余管片、始發(fā)臺及兩邊支撐、剩余反力架于始發(fā)井鋪設(shè)雙列車軌道后，采用雙列車出碴，列車編組為機(jī)車、3個10立方曠車、一節(jié)砂漿車、兩個管片車（列車編組如圖4）；管片下放采用16t或35t門吊從始下井下放于管片小車上；砂漿運(yùn)輸從負(fù)一層環(huán)寬梁上的砂漿車直接通過150mm鋼絲白色軟管流入砂漿車內(nèi)運(yùn)進(jìn)3號拖車儲漿罐內(nèi)。

圖4　第三階段列車編組

4-4第四階段（整機(jī)掘進(jìn)）：在掘進(jìn)90m后，盾構(gòu)機(jī)編組為主機(jī)、連接橋、1#拖車、管片吊機(jī)梁、二號拖車、三號拖車、四號拖車、五號拖車、六號拖車、7號拖車、8號拖車、5m自加工皮帶機(jī)架；拆除始發(fā)井剩余管片、始發(fā)臺及兩邊支撐、剩余反力架→始發(fā)井鋪設(shè)雙列車軌道后，采用雙列車出碴，列車編組為20t機(jī)車、3個10立方曠車、一節(jié)砂漿車、兩個7.5t管片車（列車編組如下圖5）；管片下放采用15t或35t門吊從始下井下放于管片小車上；從負(fù)一層環(huán)寬梁上的砂漿車直接通過150mm鋼絲白色軟管流入砂漿車內(nèi)運(yùn)進(jìn)3號拖車儲漿罐內(nèi)。

圖5　第四階段列車編組

6　結(jié)語

本工程采用盾構(gòu)分體始發(fā)技術(shù)很好的克服了因始發(fā)井長度不足，無法進(jìn)行整機(jī)始發(fā)掘進(jìn)的困難。隨著現(xiàn)階段城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城市電力隧道工程的建設(shè)也十分廣泛，以滿足城市生產(chǎn)和生活中對電能的需求。在實(shí)際施工過程中電力隧道工程在受到周邊環(huán)境及占地的影響，整體始發(fā)大多難以實(shí)現(xiàn)，所以，小型盾構(gòu)分體始發(fā)技術(shù)將在盾構(gòu)法施工電力隧道中得到了廣泛使用，極大地提高了電力隧道工程的施工效率和經(jīng)濟(jì)效益。

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[2]尹林杰.盾構(gòu)分體始發(fā)施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究，2014（10）.

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U445.43

A

1673-0038（2015）16-0042-02

2015-3-26

陳竟毅（1988-），男，本科，主要從事市政建設(shè)工作。