盾构快速过井施工技术

严晓周/YAN Xiao-zhou

(广东华隧建设股份有限公司，广东 广州 510520)

1 工程概况

广州市轨道交通九号线5标段的区间线路自清布站沿迎宾大道东南向下穿106国道、机场高速北延线和机场高速后，在高增与三号线北延线高增站平行换乘，该标段2号中间风井为两层三跨箱型结构，风井长度为37.4m。

由于2号中间风井未能按照原计划移交场地，如果采用常规过站的方式（盾构主机和后配套解体过站）会对后续盾构的施工造成工期压力，因此项目部决定盾构主机和后配套不解体，采取拼装临时管片直接过站的方式。

2 过站施工工艺

图1 过站工艺流程图

过站工艺流程如图1所示。

1）浇筑混凝土托台 在2号中间风井底板浇筑时，需要浇筑混凝土托台，混凝土托台长度约为33.3m，高度与2号风井回填混凝土相同，至轨面下580mm（距离底板1030mm）处，凹槽弧度半径取R3175（线路中心为圆心），混凝土托台到达端（约8m）的凹槽底部取同一标高（由于2号中间风井左右线底板设计标高不同，左线凹槽底部厚度取383mm，右线凹槽底部厚度取295mm）。混凝土托台如图2所示。

图2 混凝土托台断面图

2）回填河沙 通过在中板位置的开孔，往2号风井混凝土托台凹槽内回填、摊铺适量的细沙，避免盾构直接接触混凝土托台，可起到减少盾构筒体与托台接触面摩擦力的作用，并能作为调节盾构姿态的辅助材料。洞门前1m帘板调整槽范围暂时不回填，避免盾构出洞时沙子对压板产生阻碍作用。当布帘包裹住筒体后再将调整槽范围填满细沙，细沙回填至托台凹槽深度1/2处，并适当加水夯实[1]。

3）拆除边缘刀具 为了防止盾构外缘刀具直接磨损混凝土托台，保证盾构顺利过站，盾构刀盘直径（包括外缘刀具为6280mm）稍大于筒体直径（6260mm）。盾构刀盘出洞之后，拆除刀盘与混凝土托台接触范围的外缘刀具（包括刮刀和保护刀）。

4）盾构过2号风井 盾构到达2号风井之后不进行检修，继续往前推进。盾构的后推力由盾构行进千斤顶提供。在盾构推进的过程中继续拼装管片，管片的拼装采取半环管片和全环管片交替拼装的方式，以便于负环管片的拆除。拼装半环管片时，主要拼装管片下半环，通过盾构下半圆的千斤顶顶推盾构前移。使用的管片均为常规始发的临时管片，过站需24环（单线）临时管片。拼装管片时应在盾尾管片的下部及两侧垫三角楔块和方木，以防止管片下沉变形。管片拼装方式如图3所示。

为避免盾构出现抬头的情况，在拼装半环管片时在上半环均布6道钢支撑为盾构顶部千斤顶提供反力，支撑采用∅200钢管,支撑长度约1.5m。管片拼装半环时用钢支撑代替管片，钢支撑两端焊接钢板，钢板上开孔与相邻管片上半环的螺栓孔对接。钢支撑与管片对接如图4所示。

图3 管片拼装示意图

图4 管片支撑示意图

3 防变形及侧移措施

盾构始发时的反力由管片提供，由于过站时拼装了转弯环管片，转弯环管片受到向外分力的影响。

设始发时推力为800t,则侧向最大分力为800 t×sin(0.3629°)=5.1t。式中 0.3629°为转弯环的最大转弯角度。由于转弯环管片前后均受力，则实际侧向最大力应为10.2t。转弯环管片受力情况如表1所示。

根据上述分析，在盾构过站拼装的转弯环处水平方向需设立钢支撑，并且拼装管片时尽可能选择在靠近中间风井立柱位置拼装转弯环，通过在立柱位置设立支撑平衡转弯环所受的偏心力。考虑到施工存在误差，为提高安全系数，在每环转弯环位置安装5道钢支撑，钢支撑通过往侧墙及顶板打膨胀螺丝固定，设置方式如图5所示。

表1 转弯环管片受力分析

图5 转弯环管片钢支撑示意图

4 结 论

目前广州市轨道交通九号线5标段的区间隧道已经完工，2号中间风井采用直接拼装管片过井的方法实现了盾构快速过井施工，施工情况较为顺利。

地铁施工中，中间风井相对于车站的长度较短，如采用常规的过站方案（盾构主机和后配套分离），所耗用的时间较长，且不经济。采用盾构拼装管片直接过风井的方法是一种有益的尝试，对于实现盾构快速过井，缩短施工周期方面具有创新性，为以后的盾构过站、过井施工提供了新的思路和方法。

[1] 朱劲锋.盾构平衡始发施工技术的应用[J].中国城市经济，2011，(17)：287.