淺析泥水盾構深井下組裝始發與到達施工技術

龔志凌

摘 ?要：為全面優化盾構施工效果，提出嚴格控制盾構組裝始發與到達施工過程，規范應用技術方法的建議。文章以應用泥水盾構施工方法的隧道工程為實例，較為詳細的介紹盾構深井下組裝始發與到達施工各自工序流程，總結工程施工技術與經驗，以供同行參考。

關鍵詞：泥水盾構;深井;組裝始發;到達施工;工序和技術

引言

泥水盾構建設階段，依靠持續循環的泥水漿去維持掌子面地層的穩定性，確保盾構掘進施工活動安全、有序推進。故而，在泥水加壓泥盾構的始發、抵達施工環節中，均要時刻維持泥水的密封加壓狀態，這是實現安全生產的重要基礎，也是泥水盾構和他類盾構在始發、抵達施工活動中表現出的不同點。

1、工程介紹

本隧道工程位于廣州市軌道交通十八和二十二線項目某標段，結合既有水文資料，斷面中地下水壓力0.6MPa。盾構隧道項目由如下幾部分構成：始發及達到豎井與盾構隧道。其中，豎井凈空尺寸10m×9m（長×寬），到達、始發豎井的井深分別55.7m、65.1m。隧道全長910.4m，利用泥水加壓平衡盾構法開展施工活動。C50S12預制鋼筋砼管片單層襯砌作為隧道襯砌，隧道內徑5.63m。

2、盾構組裝和始發

2.1組裝方案

本工程盾構始發井是獨頭井，為了使始發及后續施工進度得到保障，需要對盾構機進行一次性組裝始發：正式組裝前先施作70m正洞與10尾洞，在深井下規范組裝主機以后將其轉移到掌子面，按序拖入設備橋與配套拖車組裝，開展整機調試活動，在確認盾尾后方出現反力與密封裝置方可進行盾構掘進作業[1]。

2.2正洞與尾洞的施工作業

采用鉆爆法進行，在正洞處挖掘出的斷面要符合盾構主機順利通行的要求，決定應用馬蹄形斷面。尾洞挖出的斷面要符合運輸機車通行的要求，應用直墻隧洞（5.9m×5.6m）。

2.3組裝、調試盾構機級全機始發

2.3.1安裝始發基礎

具體是在豎井中施工制造出鋼筋砼條形基礎，在其上方預埋鋼板，對始發基座起到固定作用。組裝盾構前，要確保基座定位的精準性，焊接其和預埋鋼板，這樣在反力作用下盾構主機也能順利、可靠前移。

2.3.2組裝主機及洞中前移

組裝次序可以做出如下表述：前體—中體—刀盤—管片—盾尾。以上操作中因吊機回轉半徑形成一定制約，需要把組裝好的局部前移，使反力作用在始發基座上方。

正洞中施作鋼筋砼條形基礎，在其上方埋置鋼板與螺栓，把盾構主機移至鋼軌上前，將適量潤滑油涂擦在鋼軌上以減小阻力。連接反力裝置要條形基礎預埋螺栓，利用反力設備和預埋鋼板之間形成的摩擦阻力與螺栓抗剪力，使盾構前移過程有足夠的反力。

2.3.3組裝后配套及整機調試

在確認主機進入正洞中后，拆卸掉始發基座，在前移主機過程中，把適量軌枕和鋼軌道鋪設在豎井和正洞中。在地面上后配套拖車先組裝半側設備，而后在深井下完成連接。利用32t龍門吊組裝后配套組裝設施，按次把設備橋和1～4#拖車吊進井下安裝，規范連接不同拖車之間的管線，而后前移，最后連接設備橋和主機，此時盾構機組裝工作就整體結束。精準連接電氣、液壓管路，確定連接精準后開展調試工作。

2.3.4始發掘進

在設備調試成功，反力結構抵達強度要及密封裝置完善以后，依照設計施工次序及循環流程開展始發掘進活動（圖1）[2]。

3、盾構到達施工工序及技術方法

3.1安裝洞門密封裝置

在盾構刀盤外露洞門端頭前，清除洞口上的雜物，在洞口上安裝密封裝置。具體是先把簾布橡膠板完整的套在預埋鋼環上，配合使用扇形壓板穩固簾布橡膠板方位，待刀盤出洞口時，對扇形壓板進行二次調整，使橡膠板能緊壓住盾殼，通常能取得良好的密封效果。

3.2管片與圍巖之間的止水施工

首先，在掘進到和貫通面相距50m位置時，于盾尾后第 64環的管片內圓周每間隔50㎝鉆出一個內徑18mm孔洞，孔深450mm，而后利用高壓注漿裝置輸注水溶性聚氨酯去封堵管片后的環形空間[3]。其次，盾構到達掘進階段，嚴格控制注漿過程，調整同步注漿漿液的配比，并適度增加注漿量，確保環形空間填充密實度符合設計要求。最后，當盾構掘進到和貫通面相距10m處時，暫停盾構掘進操作，對盾尾后第4環管片處理形成的環形空間進行注漿封堵操作，且要在盾構到達段開展二次注漿作業。

3.3盾構到達掘進的方法

盾構最后幾米的掘進情況影響著隧道工程施工安全性、進度計劃落實情況。因為本工程應用的是泥水盾構掘進法，水泥循環時維持泥水壓力是安全施工的基礎，尤其是最后幾米的掘進施作中，建議在施工活動中應用蓄水保壓方法。

當盾構步入到達段后，使北岸豎井內蓄水高度達到30m，以上這種做法不僅能維持洞門位置的圍巖壓力，規避圍巖提前破壞的情況;還能確保泥水壓力符合設計要求，泥水循環過程持續推進，增加盾構機向前掘進里程，且會通過循環的方式把碴土運輸至地面。具體掘進階段，降低推力與推進速度，加速刀盤轉動速度，并且要密切監測控制泥水倉壓力值。盾構離開洞門以后，利用泥漿泵迅速抽吸北岸抵達豎井中的積水，使在底部維持一定液位，并應用豎井內抽水機把剩余水抽吸到底部，清除干凈洞門口的碴土，經豎井口吊運出去，確保井底作業面施工活動順利推進。

結束語：

盾構頂推前移階段，為規避局部預埋鋼板發生翹曲情況，需要牢固連接條形基礎預埋鋼板與鋼筋砼結構。洞門密封裝置安裝時要著重分析工藝安全性與有效性，可以分開布置反力結構和密封設備，把砂漿或砼材料填充至密封裝置之間的管片，能起到較好的防水作用。

參考文獻

[1] 梁興初. K4井泥水盾構始發施工技術和控制要點分析[J]. 工程技術研究， 2020，14（18）：14-15.

[2] 柳獻，楊振華. 盾構隧道始發與到達段環間縱向壓力空間分布規律研究[J]. 隧道建設（中英文）， 2020， v.40;No.244（11）：18-23.

[3] 王義鵬. 盾構機始發與到達端頭土體加固解析[J]. 設備管理與維修， 2020， No.478（16）：109-110.

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