盾构管片拼装直接过站施工研究

许天财/XU Tian-cai（广东华隧建设股份有限公司，广东 广州 510620）

Shield Equipment& Project 盾构工程

盾构管片拼装直接过站施工研究

许天财/XU Tian-cai
（广东华隧建设股份有限公司，广东 广州 510620）

[摘 要]探索了盾构管片拼装直接过站施工工艺，分析了盾构二次始发风险控制，并介绍在广州市轨道交通九号线清布站-高增站盾构区间施工中的实际应用，针对完工车站的结构特点和场地环境，设计出管片加钢管的过站形式，有效地简化了施工工序，缩短了工期，降低了综合成本。

[关键词]盾构；管片拼装；直接过站工法

盾构施工中有时不具备地面过站条件，必须从已完成或部分完成的密闭车站或是暗挖隧道内整体过站后方可以进行下一区间的掘进。但由于已部分完成的车站空间狭小，盾构移动施工难度大、风险大，在这种情况下，我司结合工程实践，针对盾构过站存在的难点、风险点，研究制定了一套盾构管片拼装直接过站施工技术，通过设计和选用适合的设备机具，策划合理科学的施工流程，制定正确的操作方法，从而确保盾构安全、快速、高效、经济地完成过站。该技术更适合在已完成封闭车站或隧道并需要进行二次始发等较困难的工况条件下使用。

1 盾构管片拼装直接过站施工

盾构管片拼装直接过站的施工方法，包括盾构从出洞、前移、无反力架二次始发、后备台车的牵引以及其中设备材料输送、临时管片拆除的整个盾构过站施工过程。

1）托台施工 在明挖结构底板浇筑时，浇筑砼托台，砼托台长度约明挖风井除去两端各1m至水帘板调整槽的长度，高度与结构回填砼相同至轨面下一定高度处，凹槽弧度半径按施工实际施工，并保证施工精度。砼托台设置形式如图1所示。

2）回填河沙 如图2所示，通过中板位置的开孔往明挖结构砼托台凹槽内适当回填细砂并摊铺，避免盾构直接接触砼托台，起到减少筒体与托台接触面摩擦力的作用和作为盾构姿态调节的辅助材料。洞门前1m帘板调整槽范围暂时不回填，避免盾构出洞时砂对压板产生阻碍作用。当布帘包裹住通体后再将调整槽范围填满砂，砂回填高度至托台凹槽深度1/2处，并适当加水泵实。

3）拆除边缘刀具 由于盾构刀盘直径稍大于筒体直径，为了防止盾构外缘刀具直接磨损砼托台，保证盾构顺利过站，盾构刀盘出洞之后，拆除刀盘与砼托台接触范围的外缘刀具（包括刮刀和保护刀）。

图1 混凝土托台纵断面图

图2 托台填砂示意图

图3 管片拼装示意图

4）盾构过站 盾构到达明挖结构之后不进行检修，继续往前推进。盾构推进的后推力由盾构行进千斤顶提供。盾构往前推进的过程中继续拼装管片（图3），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，通过使用盾构下半圆的行进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。拼装管片时候在推出盾尾的管片下部及两侧垫三角楔块和方木，以防止管片下沉变形。

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六道钢支撑为盾构顶部千斤顶提供反力，支撑采用钢管,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的上半环的螺栓孔对接，钢支撑与管片对接如图4、图5所示。

5）后配套台车通过明挖结构 盾构主机和后配套台车整体通过明挖结构。在盾构主机过站的同时在临时管片铺设后配套台车的行走轨道，采用2层200H型钢（一层200H型钢轨道、一层200H型钢三角块）。具体形式与盾构常规掘进时管片内台车轨道的铺设相同。

2 盾构二次始发风险控制

盾构在封闭车站或者暗挖隧道这种狭小的结构空间内纵向平移到达始发端头时，后续管片拼装质量不佳容易造成反力不足进而影响二次始发的顺利进行。

图4 管片支撑示意图

图5 钢支撑大样图

由于盾构二次始发所需反力全部由后部拼装管片提供，在始发施工前和始发过程中，每推一环都需对风井内所有负环管片进行检查复紧螺栓，每环管片安装完后务必用钢丝绳及钢三脚架固定好。

在进洞前，由于盾构还没有完全与土体接触，始发推进时滚动角变化较大，导致在不做防护措施的情况下，盾构容易朝着一个方向滚动，在盾构砼托台始发端两侧铺设20mm厚钢板（与预埋钢板焊接），在盾构两侧焊接由钢板加工而成的防扭装置(图6），防扭装置钢板长2m，盾构左右两边各焊接3件。

图6 始发防扭装置示意图

刀盘触碰围护结构。此时刀盘完全进入布帘后，即可运行环流，利用送浆系统向土仓送泥浆，将渣土排出，随时关注调整止水装置，并通过盾尾注浆机同步注浆进行密封，至此，盾构始发基本完成，可进行盾构掘进及永久管片安装。

3 推广应用情况

在广州市轨道交通九号线清布站-高增站盾构区间施工中，三菱盾构从1#风井始发到达2#风井，过站后始发向高增站掘进，从高增站站前明挖段吊出。2#中间风井长度为37.4m。车站平面位置参见图7。

图7 2#风井平面示意图

由于2#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极大工期压力，如果2#中间风井中板不全部浇筑完成就提供盾构到达、过站及始发条件，2#风井后续的施工只能在盾构完成区间掘进之后进行，这同样会给2#风井施工造成困难，对整个盾构工期造成影响，故在中板完成封闭后进行施工。在封闭车站空间内，缺乏吊装设备的辅助，在反力架无法吊装、始发定位困难、拼装管片拆解困难的情况下，采取相应措施，克服各种困难，顺利完成了盾构的过站任务，确保了施工工期。

4 结 论

通过对盾构管片拼装直接过站施工技术的研究和应用，系统地策划出一套适合盾构整体通过已完工车站的过站工艺流程，依照其指导盾构拼装过站，有效提高盾构过站的施工效率。针对完工车站的结构特点和场地环境，设计出施工方便、通用性强、重复利用程度的高管片加钢管的过站形式，有效地简化了施工工序，缩短了工期，降低了综合成本。同时开展对盾构拼装管片过站的风险源进行识别和分析，制定相应的措施进行有效地预防和控制。在正在施工的广州轨道交通九号线清布站—高增站盾构区间项目左右线两次采用了上述技术，取得很好的效果，证明该研究课题的相关技术是有效的，其应用前景广阔。

（编辑 吴学松）

［中图分类号］U455.43

［文献标识码］B

［文章编号］1001-1366(2015)04-0058-03

［收稿日期］2014-12-16

Research of shield tunnel segment assembly through the station directly construction