淺談地鐵區間隧道盾構法施工的技術

葉劍滔

摘 要：由于城市交通規劃的特性，大城市市區內地鐵大部分為地下結構，地鐵車站的施工技術已成熟，而連接地下車站的是區間隧道，區間隧道的施工質量至關重要。本文結合深圳地鐵區間隧道的盾構施工現狀和實際施工，闡述盾構法施工技術要點和施工控制要點。

關鍵詞：盾構；施工；技術

盾構是通常用來開挖土砂類圍巖的隧道施工機械，區間隧道的施工常采用2臺6280復合式盾構機，由中間車站向兩端進發，中間車站做為始發盾構井，到達另一車站時吊出。右線先行，左線隨后緊跟的施工工序。

一、盾構法施工準備

（一）始發設施的安裝。依據隧道設計軸線定出盾構始發姿態的空間位置，然后反推出始發臺的空間位置，對始發臺兩側進行必要的加固，始發臺的安裝高程可根據地質情況適當抬高2～3cm。

（二）反力架安裝。在盾構主機與后配套連接之前，進行反力架的安裝，反力架腳板有足夠的抗壓強度。

（三）洞門密封。始發洞門預埋件必須與端墻結構連接，并在盾構正式始發之前，清理完洞口的渣土后及時安裝洞口密封翻板及橡膠簾布板，洞口密封采用折頁式密封板。

（四）洞門鑿除。第一步：從上至下分五個層次鑿除外部混凝土和鋼筋，保留內層鋼筋，做到在始發或達到之前對端頭地層的保護。第二步：待盾構機組裝調試完成和到達時盾構機抵攏維護結構式，割除圍護結構內層鋼筋，再開始掘進。

二、盾構掘進各階段的技術要點

（一）盾構始發。盾構自基座上開始推進到盾構掘進通過洞口土體加固段止，為始發施工。

1、盾構基座、反力架與管片上部軸向支撐的制作與安裝要具備足夠的剛度，保證負載后變形量滿足盾構掘進方向的要求。必須保證其真圓度，并采取措施防止其受力后旋轉、徑向位移與開口部位（臨時管片安裝時通常不形成封閉環，在其上部預留運輸通道）變形。2、盾構進入土層通過土體加固段，要慢速掘進，以便減小千斤頂推力；盾構到達洞口土體加固區間的中間部位時，逐漸提高土壓倉設定壓力，出加固段達到預定的設定值。3、盾構機盾尾進入洞口后，拼裝整環臨時管片（負一環），并在開口部安裝上部軸向支撐，使隨后盾構掘進時全部盾構千斤頂都可以使用。

（二）初始掘進。初始掘進的主要任務：收集盾構掘進數據及地層變形量測量數據，判斷土壓力（泥水壓）、注漿量、注漿壓力等設定值是否適當，并通過測量盾構與襯砌的位置，及早把握盾構掘進方向控制特性，為正常掘進控制提供依據。

施工中初始掘進長度L必須滿足一下條件：

L>F/2πrf

式中 L---從始發井開始的襯砌長度（m）

F---盾構千斤頂推力（N）

r---襯砌外半徑（m）

f---注漿后的襯砌與地層的摩擦阻力（N/m2）

若L大于后續臺車長度，則取L為初始掘進長度；若L小于后續臺車長度，則可綜合權衡利弊后，確定L或后續臺車長度為初始掘進長度。結合該項目情況，初始掘進的長度定位90m。

（三）貫通掘進。轉換后進入正常掘進階段。正常掘進是基于初始掘進得到的數據，采取適合的掘進控制技術，高效掘進階段。當盾構正常掘進至離接收工作井一定距離（通常50～100m）時，盾構進入到達掘進階段。

1、盾構暫停掘進，準確測量盾構機坐標位置與姿態，制訂到達掘進方案。繼續掘進時，及時測量盾構機坐標位置與姿態，并依據到達掘進方案及時進行方向修正。掘進至接收井洞口加固段時，確認洞口土體加固效果，必要時進行補注漿加固。進入接收井洞口加固段后，逐漸降低土壓（泥水壓）設定值至0Mpa，降低掘進速度，適時停止加泥、加泡沫（土壓式盾構）、停止送泥與排泥（泥水式盾構）、停止注漿、并加強工作井周圍地層變形觀測、超過預定值時，必須采取有效措施后才可繼續掘進。2、拆除洞口圍護結構前要確認洞口土體加固效果，必要時進行注漿加固，以確保拆除洞口圍護結構時不發生土體坍塌、地層變形過大。盾構接收基座的制作與安裝要具備足夠的剛度，且安裝時要對其軸線和高程進行校核，安全接收。3、拼裝完最后一環管片，千斤頂不要立即回收，及時將洞口段數環管片縱向臨時拉緊成整體，擰緊所有管片連接螺栓，防止盾構機與襯砌管片脫離時襯砌縱向應力釋放。4、盾構機落到接收基座上后，及時封堵洞口處管片外周與盾構開挖洞體之間空隙，同時進行填充注漿，控制洞口周圍土體沉降。

三、盾構施工控制要點

（一）開挖控制。開挖控制的根本目的是確保開挖面穩定。開挖面的控制值，按地下水壓+土壓+預備壓設定。土壓式盾構，以土壓和塑流性改良控制為主，輔以排土量、盾構參數控制。

（二）排土量控制。該項目盾構隧道水平運輸采用43kg/m鋼軌鋪設單線，45T變頻電機車牽引重載編組列車運輸，隧道盾構每掘進一環，由一列編組列車完成材料和渣土的運輸。垂直運輸采用一臺10T龍門吊下料，兩臺45T龍門吊提升與翻卸渣土。

（三）管片拼裝控制。區間盾構隧道通常采用裝配式鋼筋混凝土管片襯砌，為3+2+1型（3塊標準塊，2塊鄰接塊和1塊封頂塊），拼裝時采用錯縫拼裝、彎曲螺栓連接。管片接縫采用三元乙丙橡膠止水條止水。

（四）注漿控制。根據對隧道變形及地層沉降的控制要求選擇同步注漿，一次壓漿。推薦采用注漿壓力和注漿量雙控方法。

（五）盾構隧道線形控制。線形控制的主要任務是通過控制盾構姿態，使構建的襯砌結構幾何中心線線形順滑，且位于偏離設計中心線的容許誤差范圍內。

四、小結

盾構施工隧道的應用在國內已相當普遍，本文僅根據深圳地鐵某區間隧道的施工進行表述，希望與同行共勉。

參考文獻：

[1]吳俊.項目信息門戶在大型建設項目中的應用探討[J].建筑經濟，2007（10）：56-58.endprint