4无主体结构下的盾构机到达和吊出

中铁隧道集团有限公司广州指挥部 06年度第一次片区生产技术交流会 －29－ 无主体结构下的盾构机到达和吊出 黎 峰 (中铁隧道集团有限公司猎潭项目部)

摘 要 在无主体结构的情况下完成盾构机的到达和吊出，在广州乃至国内尚属首次。广州地铁五号线大文区间顺利完成了文冲站无主体结构下的盾构机到达和吊出，取得理想的结果，为同类施工积累了成熟的经验。 关键词 盾构机到达 无主体结构 吊出

前言 由于大～文区间施工进度及文冲站的施工进程，要在文冲站没有施做出主体结构的情况下进行盾构机到达吊出，在局指和华南指的领导、专家的帮助和支持下，经过多次各种的会议讨论，制定了文冲站开挖完成后先不施做主体结构而是增加一道钢支撑满足盾构机先吊出的方案，待两台盾构机吊出后再进行文冲车站主体结构的施做。 由于到达端头地层较差，吊出井二衬未作，给盾构机的到达和吊出提出了较高的要求。

1. 工程概况 1.1 地质、线路概况 距端头50m范围内隧道洞身地层由上至下分别为淤泥或淤泥质土〈2－1B〉（如图一）、冲洪积土层〈4－1〉、冲洪中粗砂层〈3－2〉，硬塑状残积土〈5Z－2〉。隧道覆土厚度为10M。到达掘进段为直线，线间距均为13.0m。

1.2 地表及概况 到达掘进段地表原为大沙东路，现为文冲站施工场地，部分为办公用房，其余为空地。 图一 文冲站基坑开挖地层照片 中铁隧道集团有限公司广州指挥部 06年度第一次片区生产技术交流会 －30－ 1.3 文冲站结构情况 由于工期较为紧张，文冲站基坑开挖至底部仅浇注底板，即交付盾构到达施工使用。洞门防水装置无法正常在二衬墙上进行预埋。 1.4 本次到达主要控制点 （1）到达端头地层条件差，需做好端头地层加固，防止出现涌水涌泥。 （2）二衬结构未施作，洞门防水装置无法正常预埋，需在连续墙上焊接安装。 （3）为保证盾构机到达掘进时围护结构的安全，在隧道洞门范围架设有一道钢支撑，需在盾构机刀盘到达连续墙位置时才能拆除。 （4）由于二衬结构未做，无法按照常规形成洞门，需在盾构机刀盘到达连续墙位置后再破除连续墙形成洞门，实现盾构机推出到达接收小车。

2. 盾构到达施工 2.1 测量和姿态调整 2.1.1 盾构机姿态人工复核测量 在盾构贯通前严格按照业主要求在距贯通面150～200m时进行包括联系测量的线路复测。要对洞内所有的测量控制点进行一次整体的、系统的控制测量复核，对所有控制点的坐标进行精密、准确的平差计算。 在100m和50m处对SLS-T导向系统进行复核测量。在盾构到站前的最后一次导向系统搬站时，充分利用在贯通前150～200m时线路复测的结果，精确测量测站、后视点的座标和高程。同时，在贯通前50m时，进一步加强管片姿态监测与控制。 2.1.2 盾构姿态调整 根据盾构姿态测量和洞门测量结果，讨论制定盾构姿态调整方案，并逐渐

图二 洞门钢板安装示意图 中铁隧道集团有限公司广州指挥部 06年度第一次片区生产技术交流会 －31－ 将盾构姿态调整至预计的位置。 2.2 洞门钢环的安装 由于吊出井不施作二衬，因此需要在连续墙上安装洞门钢环，具体施作方法如下： ⑴ 待吊出井基坑开挖和底板浇注完成之后，在连续墙上放进洞门钢环中心位置坐标，然后以钢环中心为准按照原预埋钢环内外半径（3250mm、3450mm）向两侧放大50mm放出两个圆，作为在连续墙上开槽的范围。（同时放出半径为3310mm的洞门圈范围）。 ⑵ 开槽以人工持风镐进行，破除深度以露出连续墙钢筋为准。 ⑶ 对破除后的钢筋及混凝土面进行清理。 ⑷ 分块安装钢环，安装过程中在合适位置采用小钢筋把钢环与连续墙外层钢筋进行焊接。钢筋焊接必须牢固。如简图二。 ⑸ 洞门钢环安装完成之后，再次以高压风对钢板背后进行清理。 ⑹ 采用密封材料（微膨水泥+胶皇）对凿出的混凝土槽进行回填封堵。 2.3 到达段掘进施工 2.3.1 贯通前100m段掘进注意事项 盾构贯通前100m均位于直线段，左右线线间距为13.0m。该段施工注意事项如下： （1） 提前在到达段地面、吊出井连续墙及洞门埋设监测点。 （2） 根据贯通前100m段地质条件及隧道埋深情况，合理确定该段隧道掘进施工参数。 （3） 盾构机进入贯通前50m段时，需派人24小时在文冲站对连续墙及洞门处进行观察，观察人员以电话与工地调度或主控室直接联系。 （4） 盾构进入贯通前50m段时，需对地面监测点加大监测频次，每天四次以上。 2.3.2 距连续墙20m段的掘进 （1） 对车站围护结构及支撑体系进行全面检查，确认安全稳妥后开始推进。该段掘进需结合文冲站钢支撑轴力计及连续墙测斜等监测数据进行施工控制。 中铁隧道集团有限公司广州指挥部 06年度第一次片区生产技术交流会 －32－ （2） 盾构进入贯通前20m段掘进时，在加强地面监测的同时需对连续墙及洞门进行监测，监测频次每天四次以上。并及时将监测结果反馈至掘进施工现场，指导现场施工。 （3） 另外，在贯通前20m时，根据最后一次导向系统搬站测量结果确定的盾构贯通姿态进行盾构姿态调整，确保盾构按预计的姿态顺利贯通。 （4） 严格控制各项盾构掘进施工参数，土仓压力根据地面、车站连续墙及洞门监测结果进行适当调整。 （5） 由于油缸推力减小，为提高管片的稳定性，从倒数第10环开始对管片用角钢进行连接。 2.3.3 距连续墙6m段（加固区内）的掘进 （1） 盾构进入距连续墙6m段时，为保证车站连续墙的稳定，需逐渐降低土仓压力、总推力和掘进速度、刀盘转动速度，控制注浆压力等。 （2） 在距连续墙3m时，逐渐将土仓内碴土出空（即5号传感器显示为0bar），推进速度降低至10mm/min以下。 （3） 盾构在此段掘进时，遵循“低推力、低刀盘转速，减小扰动”的原则进行控制，确保盾构推进不对车站端墙造成影响。 （4） 安装管片时，伸油缸推力设定为50bar。管片螺栓必须进行两次紧固，一次在管片安装时，第二次在下一环掘进时。 （5） 该段掘进直至盾构机刀盘到达连续墙位置结束。 2.4 加固区外盾壳周边注浆止水 在盾构机刀盘到达连续墙位置后，盾构机壳体有2.3m位于加固区外，为保证加固区外的地下水及泥沙不随盾壳从洞门流出。在盾构机刀盘到达连续墙位置后，立即在加固区外（里程YDK31＋512.898处）对盾构壳体至其上3m范围进行压密注浆堵水。通过注浆形成止水环，达到防止水土流失的效果，确保洞门位置的安全。 注浆孔补设一排，间距1m，横向为中心线两侧各4m，孔底距离盾壳20cm。注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆。注浆孔在盾构到达前钻设完成。 中铁隧道集团有限公司广州指挥部 06年度第一次片区生产技术交流会 －33－ 2.5 洞门圈范围钢支撑拆除 在盾构机刀盘到达连续墙位置后，在围护结构及支撑系统监测无异常变化得情况下，开始拆除洞门圈范围内钢支撑。 2.6 洞门连续墙的凿除 2.4、2.5两项工作完成后，即可进行洞门连续墙的凿除，洞门凿除分两次进行：第一次先将连续墙外层混凝土与外层钢筋破除，保留连续墙的最内层钢筋及其保护层；第二次即割除内层钢筋。在割除钢筋时，需检查盾构贯通净空要求，确保没有钢筋侵入盾构贯通断面范围之内。 2.7 洞门导轨安装 导轨长度为洞门深度，高度根据盾构刀盘边沿与洞门圈之间的空隙确定。导轨安装分两步进行：第一步，洞门凿除完成后，根据洞门深度准备好材料；第二步，待盾构掘进通过连续墙，预留钢筋割除后，根据刀盘实际位置准确定位导轨并进行安装、加固。 2.8 盾构接收小车准备与安装 盾构接收小车由盾构始发台改造而成。盾构接收小车准备与安装分两步进行： 第一步：洞门凿除完成后，按照预计盾构贯通姿态对接收小车进行初步定位。定位后，做好加固材料准备； 第二步：待盾构贯通后根据盾构机实际姿态再次对接收小车进行准确定位。定好位后对接收小车进行加固（可与清碴同步进行）。 2.9 洞口密封装置安装 洞门密封装置安装分两步进行： 第一步：洞门连续墙凿除完成后，清完碴对洞门圈预埋钢环上双头螺栓孔进行攻丝清理。并安装圆心水平线以上半圆范围内的双头螺栓，将下半圆范围内

图三 洞门防水装置安装顺序图 中铁隧道集团有限公司广州指挥部 06年度第一次片区生产技术交流会 －34－ 螺栓孔以棉纱堵塞，防止碴土进入螺栓孔内； 第二步：盾构推至连续墙范围，碴土清理完后，安装下半圆双头螺栓，并安装防水装置。密封装置安装顺序为：帘布橡胶板→圆环板→薄螺母→翻板→垫圈→螺母。详见图三。 2.10 盾构上接收小车 盾构推进洞门前，需认真检查导轨、接收小车等的加固情况以及盾构刀盘底部与接收小车高差等情况。确认无误后可将盾构推上接收小车。盾构推进过程中必须密切关注接收小车以及接收小车加固与支撑的情况，一旦出现变形等异常情况，应及时停止推进并进行处理。

3. 到达段施工安全质量保证措施 ⑴ 在盾构到站前最后一次测量系统搬站中，以精密测设并经过平差的地面导线点和水准点为基准，精确测量测站 、后视点的坐标和高程。盾构到达前加强盾构姿态和隧道线形测量，及时纠正偏差确保盾构顺利从到达口进入车站。并根据实测的车站洞门位置进行必要的调整隧道贯通时的刀盘位置。 ⑵ 测量人员对洞门上方地表每2小时监测一次，并及时将监测结果反馈到掘进施工现场，指导现场施工。由公司派人24小时在文冲站吊出井附近值班，观察洞门内和连续墙结构的变形情况，并及时向调度汇报。 ⑶ 如发现加固的桩或连续墙有较大的震动时，立即通知主司机进一步降低盾构推力、刀盘转速以及推进速度，避免由于刀盘前部土体太薄，造成刀盘前部形成坍塌。主司机要密切关注盾构推进系统的推进速度和推进压力以及掘进出土情况，当发现推力突然降低，渣土粒径突然变大，推进速度同时加大的情况时，必须立即停机，在对现场进行和检查之后，再作出进一步的详细的掘进指令。 ⑷ 准备注浆材料（水玻璃、水泥、砂、水、电）、设备(注浆机)、人员等，以备紧急处理。 ⑸ 对接收小车进行全面的检查与修理，安装固定必须在定位完成后进行，接收小车必须通过加固挡块固定于地面上，近洞门端须支撑于吊出井侧墙上。 ⑹ 洞门防水装置安装时必须将连接螺栓栓接牢固，防止帘布橡胶板外翻影响防水效果；在进行洞门凿除、接收小车加固等施工操作时，注意对帘布橡胶板的保护；