狭小竖井内小盾构高效双向分体始发技术

谷海华 刘开扬 苏长毅 周 浩

中建三局基础设施建设投资有限公司 湖北 武汉 430073

目前国内关于盾构分体始发的研究中，路建民[1]对同类型双盾构交叉分体始发关键技术进行了研究，介绍了2台盾构先后交叉分体同向掘进的方法；樊福发[2]对狭小空间盾构分体始发技术分析进行了研究，介绍了一种采用移动式反力装置进行分体始发的方法；卜星玮等[3]对狭小空间条件下盾构分体始发施工技术进行了研究，介绍了一种竖井尺寸小于盾体长度，采用前导洞进行分体始发的方法。然而，在对盾构分体始发的研究内容中，未见狭小空间双向分体始发的研究。

本文以武汉大东湖核心区污水传输系统工程（以下简称“武汉大东湖深隧工程”）主隧3#、8#竖井盾构双向始发为例，对该工程所开创的狭小竖井内小盾构高效双向分体始发技术的七大施工阶段和所采取的合理施工阶段划分、空间布置优化、台车下井顺序调整、部分台车调换等措施进行了介绍，以期为类似情况盾构始发提供参考。

1 工程概况

武汉大东湖深隧工程位于湖北省武汉市武昌区、洪山区、东湖风景区和青山区，全长17.5 km，建设内容包括污水深隧系统和地表完善系统两大部分，其中污水深隧系统包含主隧工程及支隧工程两部分。

主隧工程包括10个竖井，9个盾构区间，其中3#、6#、8#竖井为双向盾构始发井，竖井平面净空尺寸为10 m×48 m，深34～45 m。

9个区间共投入7台土压平衡盾构机进行施工，盾构机主机长度约为9.9 m，由于隧道断面小，共设置18节后配套台车，整机长度约128 m。

2 双向分体始发施工

2.1 工艺流程

为保证施工安全，避免盾构长时间停机，提高盾构分体始发掘进效率，节约总体工期，根据竖井尺寸、后配套功能、长度，并按照及时实现同步注浆功能、尽早实现满编组掘进、第2台盾构机尽早插入始发及双编组掘进的原则，将2台盾构双向分体始发划分为七大阶段，具体工艺流程阐述如下[4-6]。

2.2 1#盾构下井组装

1）依据现场总平面布置，安装井上台车与井下台车连接所需的分体始发管路。为方便双向分体始发，避免管路重复布置，管路宜布置在竖井中部靠边位置，并通过管夹固定在竖井内支撑上。同时布置搅拌站、冷却水塔等盾构配套设施。分体始发管路竖直段宜选用钢管，通过管卡与固定在竖井圈梁上的槽钢连接固定，水平及转弯段选用软管，软管及电缆通过绑扎带绑扎在管卡上，井底软管通过吊带与轮滑连接挂在滑槽管线支架上，方便移动，提高 效率。

2）采用龙门吊将始发托架吊装下井安装定位，待1#盾构机进场后，采用龙门吊将液压泵站、油脂系统台车（对应6#、7#、8#台车）吊装下井存放在一侧，避免存放在地面导致无法回油或增加中继泵站，然后采用吊车将螺旋机、中盾、前盾、刀盘、尾盾、反力架按顺序吊装下井，最后再将盾体控制柜、主控室台车、连接桥吊装下井存放在盾体正后方，剩余其他台车进场卸车按顺序摆放在地面并做好防护措施，通过布置好的分体始发管路与井下台车进行连接调试（图1）。

图1 1#盾构机始发组装平面布置示意

3）完成其他准备工作后，进行调试验收。

2.3 1#盾构机掘进至13 m

待1#盾构机掘进至13 m，此时主机全部进入洞门，采用龙门吊将摆放在地面上的1#盾构机同步注浆系统台车（对应3#、4#、5#台车）吊装下井进行连接，实现同步注浆功能进行掘进。此时，盾构机在2#台车设置出土口，出土采用1×机头＋1×管片车＋1×小斗的编组列车进行出渣（图2）。

图2 1#盾构机始发掘进13 m平面布置示意

2.4 1#盾构机掘进至64 m

待1#盾构机掘进至64 m，采用龙门吊将一侧存放的液压泵站、油脂系统台车（对应6#、7#、8#台车）移至同步注浆系统台车正后方连接。然后调整出土口位置，将出土口从2#台车移至8#台车，出土采用1×机头＋4×渣土车＋1×砂浆车＋2×管片车的编组列车进行出渣，此时实现满编组运输，即电瓶车一次可运输1环管片＋1环同步注浆浆液＋1环渣土（图3）。

图3 1#盾构机始发掘进64 m平面布置示意

洞内分体管路通过分体管路小车自动拖拽，减少管线拖拽时间，提高施工效率。

2.5 1#盾构机掘进至152 m与2#盾构机始发

1）1#盾构机掘进至152 m，拆除与地面台车连接管路，进场2#盾构机的9#～18#台车。直接将2#盾构机台车吊装下井与1#盾构机连接调试，避免后配套台车重复吊装及布置，节约时间，提高效率。

2）拆除1#盾构机负环、反力架、始发托架，并将反力架、始发托架用于2#盾构机，同步在洞口铺设不对称双开道岔，将1#盾构机电瓶车轨道偏移至一侧，出土采用1×机头＋4×渣土车＋1×砂浆车＋2×管片车。确保2#盾构机始发阶段，1#盾构机正常掘进。

3）2#盾构机剩余部件进场，将液压泵站、油脂系统台车（对应6#、7#、8#台车）吊装下井存放在一侧，避免存放在地面导致无法回油或增加中继泵站。然后采用吊车将螺旋机、中盾、前盾、单盘、尾盾按顺序吊装下井，最后再采用龙门吊将盾体控制柜、主控室台车、连接桥吊装下井存放在盾体正后方，连接1#盾构机布置好的分体始发管路接口，与存放在地面的台车进行调试，避免管路重复布设，提高效率。

4）2#盾构机调试验收完成进行始发掘进，1#盾构机保持满编组正常掘进（图4）。

图4 2#盾构机始发组装平面布置示意

2.6 2#盾构机掘进至13 m

2#盾构机掘进至13 m，采用龙门吊将摆放在地面上的2#盾构机同步注浆系统台车（对应3#、4#、5#台车）吊装下井进行连接，保证同步注浆功能进行掘进。在2#盾构机2#台车上设置出土口，出土采用1×机头＋1×管片车＋1×小斗出渣。1#盾构机保持满编组正常掘进（图5）。

图5 2#盾构机始发掘进13 m平面布置示意

2.7 2#盾构机掘进至64 m

2#盾构机掘进至64 m，采用龙门吊将一侧存放的液压泵站、油脂系统台车移至同步注浆系统台车正后方连接并调整出土口位置至8#台车，保证2#盾构机满编组（1×机头＋4×渣土车＋1×砂浆车＋2×管片车）掘进出渣。1#盾构机保持满编组正常掘进（图6）。

图6 2#盾构机始发掘进64 m平面布置示意

2.8 完成双向分体始发

1）2#盾构机掘进至152 m，采用龙门吊将摆放在地面的后配套台车吊装下井进行连接。

2）拆除2#盾构机的负环、反力架、始发托架，同步在洞内铺设不对称的双开道岔，设置2组轨道，布置在1#盾构机电瓶车轨道对侧，同时安装1#盾构机的另外一组电瓶车轨道，2台盾构机均采用满编组运输，完成双向分体始发（图7）。

图7 双向分体始发完成后竖井底部轨道设置示意

3 结语

武汉大东湖深隧工程为目前国内首次进行狭小竖井内的小盾构双向分体始发，2台小盾构完成双向分体始发总耗时仅为110 d，较目前国内常规盾构分体始发施工，节约了20～30 d的工期。

同时，工程通过合理的阶段划分和布置优化，分体管路及地面台车一次布置，两次利用，避免了重复工作，节约了管路成本和重复吊装布置的时间。

通过武汉大东湖深隧工程的应用证实，本文所介绍的狭小竖井内小盾构高效双向分体始发技术，具有良好的经济、工期、安全效益，可为后续类似工程的盾构施工提供借鉴和参考。

[1] 路建民.同类型双盾构交叉分体始发关键技术[J].建筑施工,2017, 39(7):1093-1095.

[2] 樊福发.狭小空间盾构分体始发技术分析[J].工程技术研究,2019 (7):34-35.

[3] 卜星玮,曾波存,万飞明,等.狭小空间条件下盾构分体始发施工技 术研究[J].隧道建设(中英文),2018,38(增刊2):292-297.

[4] 安克选.一种无连接桥的盾构分体始发施工技术[J].中国高新科技, 2019(10):115-117.

[5] 钟航,刘国栋,何普鑫.盾构机分体始发施工技术应用研究[J].工程 技术研究,2019,4(9):54-55.

[6] 张俊英.盾构机分体始发施工技术[J].铁道建筑技术,2013(9):44-47.