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1、盾構(gòu)隧道始發(fā)關(guān)鍵技術(shù)分析與對(duì)策一、前言城市地鐵盾構(gòu)施工具有快速、安全、對(duì)地面建筑物影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被越來越多的人們所認(rèn)可。我國(guó)地鐵隧道施工已開始使用盾構(gòu)法。隨著技術(shù)進(jìn)步、認(rèn)識(shí)提高、綜合國(guó)力的增強(qiáng)，特別是隨著該施工技術(shù)所顯現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，盾構(gòu)法越來越多地被國(guó)內(nèi)地鐵界所接受，上海、廣州、南京、北京、深圳、天津、西安、成都、沈陽(yáng)、杭州等城市都使用這種方法。上海地鐵是國(guó)內(nèi)最早采用盾構(gòu)施工的，且大部分工程都是利用盾構(gòu)完成的；南京地鐵一號(hào)線有3個(gè)盾構(gòu)標(biāo)段4臺(tái)盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)行施工，施工總量約占全線的30％。沈陽(yáng)地鐵一
2、號(hào)線有8臺(tái)盾構(gòu)進(jìn)行施工，二號(hào)線將有12臺(tái)盾構(gòu)進(jìn)行施工，占整個(gè)區(qū)間隧道的70%。雖然盾構(gòu)有許多成功的工程實(shí)例，但是使用這種方法也有較大的風(fēng)險(xiǎn)。如盾構(gòu)在隧道內(nèi)只能前進(jìn)，不可后退，一旦盾構(gòu)本身出現(xiàn)致命的故障，可能就會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。而且使用盾構(gòu)在對(duì)洞口進(jìn)行加固處理的始發(fā)時(shí)階段出問題的概率很高，即使是非常有經(jīng)驗(yàn)的承包商也常會(huì)發(fā)生類似事故。在城市地鐵施工中，盾構(gòu)始發(fā)作為盾構(gòu)施工的一個(gè)必經(jīng)階段。盾構(gòu)機(jī)始發(fā)是指盾構(gòu)機(jī)在施工豎井內(nèi)或車站結(jié)構(gòu)內(nèi)，自盾構(gòu)機(jī)主機(jī)開始定位，刀盤向前推進(jìn)貫入圍巖，沿設(shè)計(jì)線路向前掘進(jìn)，直至盾
3、構(gòu)機(jī)完全進(jìn)入?yún)^(qū)間隧道，洞口反力架與負(fù)環(huán)管片拆除為止。（地鐵定額中規(guī)定盾構(gòu)始發(fā)后40m為盾構(gòu)始發(fā)段，盾構(gòu)到達(dá)5倍盾構(gòu)刀盤直徑為到達(dá)段）。二、始發(fā)技術(shù)的重要性及關(guān)鍵技術(shù)由于在始發(fā)階段存在以下幾種特殊情況：（1）始發(fā)推進(jìn)前需鑿除車站的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（主要是處理鋼筋砼結(jié)構(gòu)），鑿除圍護(hù)結(jié)構(gòu)后的土體在一定的時(shí)間段內(nèi)必須保持自穩(wěn)，不能有水土流失；（2）始發(fā)階段盾構(gòu)機(jī)主體在始發(fā)導(dǎo)軌上不能進(jìn)行調(diào)向；（3）始發(fā)階段的姿態(tài)及地面沉降控制比正常推進(jìn)階段更困難；（4）始發(fā)期間一些設(shè)備如管片小車、管片吊機(jī)，包括出渣都不能正常使用。有
4、時(shí)也會(huì)存在盾構(gòu)機(jī)因?yàn)檐囌窘Y(jié)構(gòu)的原因而不能整機(jī)始發(fā)。綜上所述，盾構(gòu)在初始階段的施工難度很大。因此，盾構(gòu)隧道始發(fā)技術(shù)是盾構(gòu)法施工技術(shù)的關(guān)鍵，也是盾構(gòu)施工成敗的一個(gè)標(biāo)志，必須要全力做好。同時(shí)還應(yīng)確保盾構(gòu)連續(xù)正常地從非土壓平衡工況過渡到土壓平衡工況，以達(dá)到控制地面沉降，保證工程質(zhì)量等目的。三、盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)三、始發(fā)施工技術(shù)（一）始發(fā)階段工作內(nèi)容始發(fā)技術(shù)包括洞口端頭處理（在軟土無自穩(wěn)能力的地層中）、洞門砼鑿除（主要針對(duì)鋼筋砼圍護(hù)結(jié)構(gòu)）、盾構(gòu)始發(fā)基座的設(shè)計(jì)加工、定位安裝；始發(fā)用反力架的設(shè)計(jì)加工、就位；支撐系統(tǒng)、洞
5、門環(huán)的安設(shè)、盾構(gòu)組裝、盾構(gòu)始發(fā)方案、其他保證盾構(gòu)推進(jìn)用設(shè)備、人員、技術(shù)準(zhǔn)備等，直到始發(fā)推進(jìn)。在盾構(gòu)機(jī)始發(fā)階段，要完成盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的安裝與調(diào)試；始發(fā)輔助設(shè)備的安裝與定位，盾構(gòu)機(jī)初始定位與掘進(jìn)控制，盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)的安裝與調(diào)試以及區(qū)間隧道洞口的處理。（二）始發(fā)順序洞口地層處理→洞口始發(fā)準(zhǔn)備→盾構(gòu)主機(jī)定位、固定→反力架定位、固定→負(fù)環(huán)鋼管片的定位、安裝→主機(jī)、后配套連接→盾構(gòu)調(diào)試→刀盤、刀具檢查→負(fù)環(huán)管片安裝→盾構(gòu)推進(jìn)→下一循環(huán)→拆除反力架、負(fù)環(huán)管片→始發(fā)掘進(jìn)總結(jié)→正式掘進(jìn)。三、始發(fā)施工技術(shù)盾構(gòu)機(jī)始發(fā)基座三、
6、始發(fā)施工技術(shù)盾構(gòu)機(jī)始發(fā)反力支撐系統(tǒng)三、始發(fā)施工技術(shù)（三）始發(fā)洞口準(zhǔn)備1、始發(fā)洞口的地層處理在盾構(gòu)始發(fā)之前，一般要根據(jù)洞口地層的穩(wěn)定情況評(píng)價(jià)地層，并采取有針對(duì)性的處理措施。地層處理一般采取如“固結(jié)灌漿”、“冷凍法”、“插板法”等措施進(jìn)行地層加固處理。選擇加固措施的基本條件為加固后的地層要具備最少一周的側(cè)向自穩(wěn)能力，且不能有地下水的損失。常用的具體處理方法有攪拌樁、旋噴樁、注漿法，SMW工法、冷凍法等。選擇哪一種方法要根據(jù)地層具體情況而定，并且嚴(yán)格控制整個(gè)過程。2、始發(fā)洞口維護(hù)結(jié)構(gòu)的切除根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般在
7、始發(fā)前至少一個(gè)月開始洞口維護(hù)結(jié)構(gòu)的切除。整個(gè)施工一般分兩次進(jìn)行，第一次先將圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體鑿除，只保留維護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋保護(hù)層，在盾構(gòu)始發(fā)前將保護(hù)層混凝土鑿除。在鑿除完最后一層混凝土之后，要及時(shí)檢查始發(fā)洞口的凈空尺寸，確保沒有鋼筋、混凝土侵入設(shè)計(jì)輪廓范圍之內(nèi)。三、始發(fā)施工技術(shù)盾構(gòu)始發(fā)土體加固加固土柱的徑向范圍和土體強(qiáng)度。常規(guī)的做法為徑向?yàn)槎軜?gòu)外3.0米，強(qiáng)度在1MPa左右。從目前的施工的技術(shù)和設(shè)備能力，強(qiáng)度非常容易達(dá)到，且同時(shí)要滿足強(qiáng)度和滲透性的要求，也是最低的投入。三、始發(fā)施工技術(shù)取芯樣，芯樣的連續(xù)性，芯
8、樣的強(qiáng)度測(cè)試。取芯孔的觀察等，建議取樣孔的位置在樁與樁的搭接處。三、始發(fā)施工技術(shù)3、洞口密封洞口密封是為盾構(gòu)在始發(fā)時(shí)防止背襯注漿砂漿外泄所用，按種類分有壓板式和折葉式兩種，其中折葉式越來越被人們所認(rèn)可。洞口密封的施工分兩步進(jìn)行施工，第一步是在車站結(jié)構(gòu)的施工工程中，做好始發(fā)洞門預(yù)埋件的埋設(shè)工作，要特別注意的是在埋設(shè)過程中預(yù)埋件必須與車站結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起；第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，應(yīng)先清理完洞口的碴土，再完成洞口密封的安裝。4、洞口始發(fā)導(dǎo)軌的安裝在圍護(hù)結(jié)構(gòu)破除后，盾構(gòu)始
