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1、盾構(gòu)始發(fā)及盾構(gòu)推進(jìn)施工技術(shù)中鐵四局城市軌道交通工程分公司李旭杰一、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(lái)越多的人們所認(rèn)可。我國(guó)地鐵隧道施工已開(kāi)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(lái)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。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
2、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(wèn)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(lèi)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(chē)站結(jié)構(gòu)內(nèi)，自盾構(gòu)機(jī)主機(jī)開(kāi)始定位，刀盤(pán)向前推進(jìn)貫入圍巖，沿設(shè)計(jì)線路向前掘進(jìn)，直至盾構(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(pán)直徑為到達(dá)段）。1.盾構(gòu)法的基本含義盾構(gòu)施工法是“使用盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)，在護(hù)
3、盾的保護(hù)下，在機(jī)內(nèi)安全的進(jìn)行開(kāi)挖和襯砌作業(yè)，從而構(gòu)筑成隧道的施工方法”。按照這個(gè)定義，盾構(gòu)施工法是由穩(wěn)定開(kāi)挖面、盾構(gòu)機(jī)挖掘和襯砌三大部分組成。二、盾構(gòu)法施工的原理及方法盾構(gòu)法施工的概貌如圖1所示。在隧道的一端建造豎井或基坑，將盾構(gòu)安裝就位，盾構(gòu)從豎井或基坑的墻壁開(kāi)孔出發(fā)，在地層中沿著設(shè)計(jì)軸線，向另一豎井或基坑的孔壁推進(jìn)。盾構(gòu)推進(jìn)中所受到的地層阻力，通過(guò)盾構(gòu)千斤頂傳至盾構(gòu)尾部已經(jīng)拼裝好的襯砌管片上。盾構(gòu)機(jī)是這種施工方法中主要的施工機(jī)具。圖1盾構(gòu)法施工概貌圖車(chē)站碴土儲(chǔ)艙和料斗龍門(mén)吊車(chē)泥漿處理設(shè)備豎井皮
4、帶運(yùn)輸機(jī)盾構(gòu)機(jī)螺旋輸送機(jī)管片運(yùn)輸車(chē)泥漿注入車(chē)斗車(chē)電瓶車(chē)2.盾構(gòu)法施工的原理和過(guò)程3.密封式(平衡)盾構(gòu)機(jī)的組成盾構(gòu)機(jī)組成(2)壓力艙壓力測(cè)試攪拌系統(tǒng)壓力控制加漿系統(tǒng)(3)排土、排泥系統(tǒng)排土器排漿管路攪拌裝置加漿裝置(4)推進(jìn)裝置千斤頂選型和配置工作速度安全鎖總推力千斤頂行程壓力墊盾構(gòu)機(jī)通用裝置軸承止水帶(1)刀盤(pán)超挖裝置刀盤(pán)開(kāi)口旋轉(zhuǎn)速度形式潤(rùn)滑裝置刀頭旋轉(zhuǎn)力矩支承方式(6)附屬裝置盾尾止水裝置壁后注漿裝置開(kāi)挖面崩壞探測(cè)裝置鎖定裝置測(cè)量裝置后方臺(tái)車(chē)接頭裝置起重臂真圓保護(hù)(5)管片組裝裝置油壓機(jī)油油壓
5、機(jī)油壓管路(7)油壓裝置KBBA管片AAA管片的組裝順序K管片(封頂塊)的嵌入半徑方向插入型BKKBBB盾構(gòu)機(jī)是根據(jù)每一施工區(qū)段設(shè)計(jì)的專(zhuān)用設(shè)備盾構(gòu)施工不可退后對(duì)施工的要求精度高占用的施工場(chǎng)地小對(duì)鄰近建筑物的影響小對(duì)周?chē)h(huán)境的影響較小4.盾構(gòu)施工的特點(diǎn)1、場(chǎng)地作業(yè)少，隱蔽性好，因噪音、振動(dòng)引起的環(huán)境影響??；2、隧道施工的費(fèi)用和技術(shù)難度基本不受覆土深淺的影響，適宜于建造覆土深的隧道；3、穿越河底或海底時(shí)，隧道施工不影響航道，也完全不受氣候的影響；4、穿越地面建筑群和地下管線密集區(qū)時(shí)，周?chē)刹皇苁┕び绊?/p>
6、；5、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工速度較快。盾構(gòu)法施工的優(yōu)點(diǎn)1、施工設(shè)備費(fèi)用較高；2、覆土較淺時(shí)，地表沉降較難控制；3、用于施工小曲率半徑隧道時(shí)，掘進(jìn)較困難。盾構(gòu)法施工的缺點(diǎn)三、盾構(gòu)法主要施工程序1、建造盾構(gòu)工作井2、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)安裝就位3、出洞口土體加固4、初推段掘進(jìn)施工5、掘進(jìn)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)換6、盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)施工7、接收井洞口土體加固8、盾構(gòu)進(jìn)入接收井，并運(yùn)出地面四、盾構(gòu)掘進(jìn)施工的豎井始發(fā)工作井:滿足盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)安裝和出洞施工的要求接收工作井:盾構(gòu)隧道掘進(jìn)完成后進(jìn)入接收井,滿足盾構(gòu)拆卸或轉(zhuǎn)場(chǎng)吊裝移位的
7、工作空間要求豎井施工方法:沉井法、地下連續(xù)墻圍護(hù)、鋼板樁圍護(hù)常見(jiàn)的洞口封門(mén)形式主要有：外封門(mén)形式內(nèi)封門(mén)形式特殊封門(mén)（井內(nèi)外封門(mén)）SMW工法施工洞口封門(mén)地下連續(xù)墻施工洞口封門(mén)鉆孔灌注樁施工洞口封門(mén)常見(jiàn)的洞門(mén)結(jié)構(gòu)形式在井內(nèi)或洞門(mén)口采取措施使之洞口外土體保持穩(wěn)定1、出洞時(shí)，洞口用外封門(mén)的技術(shù)封門(mén)一般采用鋼板樁，常用槽鋼組合，封門(mén)的實(shí)施有兩種方法：其一是在沉井下沉施工時(shí)將封門(mén)安裝在洞口，然后與沉井一起下沉到位，另一種方法是待沉井下沉到位后再緊貼井外壁打入封門(mén)板樁。（見(jiàn)圖）這外封門(mén)形式一般用于出洞施工，因受
8、到拔出板樁的難度及鋼板樁接長(zhǎng)接頭的構(gòu)造和接頭牢固等原因，當(dāng)工程洞口埋深較深時(shí)不宜采用。2、內(nèi)封門(mén)措施進(jìn)洞的封門(mén)一般采用內(nèi)封門(mén)的技術(shù)較為妥當(dāng)（見(jiàn)圖）。封門(mén)可用型鋼組合其有豎封門(mén)及橫封門(mén)兩種形式。內(nèi)封門(mén)進(jìn)洞示意圖3、井內(nèi)外封門(mén)形成（見(jiàn)圖）當(dāng)工程埋深深，井外是砂性土滲透系數(shù)大、地下水位高，要平衡地下水壓力較為困難，則可采用井內(nèi)外封門(mén)形式作為出、進(jìn)洞技術(shù)措施。井內(nèi)外封門(mén)示意圖4、用SMW工法作洞口封門(mén)（見(jiàn)圖）當(dāng)工程工作井用圍護(hù)開(kāi)挖施工工藝時(shí)，可在工作井出、進(jìn)洞口處用SMW工法作結(jié)構(gòu)施工圍護(hù)
