盾構(gòu)分體始發(fā)技術(shù)在某地鐵施工中的應(yīng)用
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
皮景坤
（鄭州市軌道交通有限公司，河南 鄭州 450000）
[摘要]基于某地鐵1號線人民廣場站-解放大路車站施工空間有限的特點(diǎn)，采用分體始發(fā)盾構(gòu)施工技術(shù)。工程實(shí)踐表明，盾構(gòu)分體始發(fā)方案的制定與實(shí)施要根據(jù)始發(fā)井的結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境條件、盾構(gòu)主機(jī)與后配套設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸及始發(fā)的經(jīng)濟(jì)性綜合考慮。通過方案比選確定了最佳的施工方案。
[關(guān)鍵詞]地下工程；地鐵；盾構(gòu)；分體始發(fā)；施工技術(shù)
[中圖分類號]U455. 43 [文章編號]1002,8498(2016)09-0109-02
1 工程概況
某地鐵1號線一期工程人民廣場站一解放大路站區(qū)間，全線位于人民大街下面，始于人民廣場，終于解放大路，盾構(gòu)區(qū)間左線長690m，右線長632m。由于受人民廣場站及其周邊環(huán)境的限制，人民廣場站只能提供41m的明挖長度（車站全長230m，其余部分暗挖，由圍護(hù)樁將明暗挖部分隔開），本工程盾構(gòu)區(qū)間施工由1臺土壓平衡盾構(gòu)承擔(dān)，先始發(fā)左線，完成左線施工后，盾構(gòu)二次分體始發(fā)掘進(jìn)右線，完成施工。由于車站長度限制，兩次始發(fā)均采用分體始發(fā)方式，需對后配套臺車進(jìn)行局部調(diào)整改造，同時(shí)額外增加大量的液壓、電氣、流體（水、氣）管線，與臺車進(jìn)行連接。
2 盾構(gòu)及臺車
用于本工程的盾構(gòu)，原驅(qū)動考慮2×315kW，為了增大刀盤扭矩增加1臺315 kW電動機(jī)驅(qū)動的液壓泵，主驅(qū)動由5個(gè)驅(qū)動電動機(jī)，刀盤扭矩4 850kN-m，增加到6個(gè)驅(qū)動電動機(jī)，刀盤扭矩(1. 15r/min)5 150 k N．m，最大脫困扭矩(1.15r／min)由6 305kN-m增加到7 340kN .m。
土壓平衡盾構(gòu)由1節(jié)設(shè)備橋與7節(jié)臺車組成，其布置設(shè)備有：1號臺車左側(cè)為主控室，右側(cè)為同步注漿系統(tǒng)；2號臺車左側(cè)為油脂系統(tǒng)，右側(cè)為同步注漿系統(tǒng)的液壓泵站；3號臺車左側(cè)為空壓機(jī)，右側(cè)為主液壓泵站；4號臺車左側(cè)內(nèi)循環(huán)水增壓泵、泡沫原液泵及泡沫箱，右側(cè)為主泵站液壓油箱；5號臺車左側(cè)為動力電柜，右側(cè)為10kV變壓器；6號臺車左側(cè)為膨潤土泵，右側(cè)為儲氣罐( 2m3)、污水箱；7號臺車左側(cè)空置，右側(cè)為1臺400kV .A變壓器（原裝機(jī)容量1250kV .A，因增加1臺驅(qū)動電動機(jī)提高扭矩，新增加1臺400kV .A變壓器）及高壓電纜。
3 盾構(gòu)分體始發(fā)方案的選擇
3.1 盾構(gòu)分體始發(fā)方案選擇的依據(jù)
分體始發(fā)方案的確定會直接影響到盾構(gòu)始發(fā)的安全、施工效率、設(shè)備功能的發(fā)揮程度，通常遵循以下原則：盡可能利用原有配置設(shè)備，減少對原設(shè)備的改造、取消可暫時(shí)不用的設(shè)備；設(shè)備的布置空間滿足始發(fā)井的設(shè)計(jì)空間及垂直運(yùn)輸要求；便于分體始發(fā)完成后，后續(xù)設(shè)備的下井組裝；盡可能減少管線的延長以降低分體始發(fā)成本；減少場地的占用及滿足快速掘進(jìn)；盡可能利用門式起重機(jī)作為垂直運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。
盾構(gòu)始發(fā)車站井長41m，寬24m，隧道軸線間距16m，車站立面橫剖面如圖1所示，明挖車站頂板回填后的可利用空間（除去始發(fā)井口位置）沿隧道軸線長約30m，垂直隧道軸線長約50m，最長可達(dá)80m。
3.2分體始發(fā)方案比選
1)方案1 主機(jī)下井組裝，設(shè)備橋及7節(jié)臺車放于地面場地，全部液壓、流體及動力與控制線纜全部延伸約100m，主機(jī)試掘進(jìn)的同時(shí)延長管線；掘進(jìn)完成約80m時(shí)拆除負(fù)環(huán)，地面設(shè)備二次吊裝下井調(diào)試后進(jìn)入正常掘進(jìn)施工。在試掘進(jìn)期間由于沒有后配套設(shè)備，出土只能由小土箱在螺旋機(jī)出土口處接收渣土，此法出渣緩慢，掘進(jìn)一環(huán)需出渣多次，通常一班( 12h)只能掘進(jìn)1～2環(huán)。
2)方案2 以左線始發(fā)為例后配套下井次序?yàn)椋?號臺車，放于地面，暫不下井；6，5，4三節(jié)臺車放在右線車站底板，將3，2（因2號臺車只有同步注漿泵站與油脂系統(tǒng)，將同步注漿泵站與油脂系統(tǒng)放在臨時(shí)改裝的小拖車上，以減少空間占用），1號臺車、設(shè)備橋放入左線底板。此方法需改造皮帶機(jī)，皮帶機(jī)主動輥安裝在3號臺車上，開始掘進(jìn)時(shí)用1個(gè)渣土箱出土，隨著掘進(jìn)的進(jìn)行，可用電瓶車編組（1節(jié)管片車、1節(jié)砂漿罐車及2節(jié)渣土箱），延長管線。此臺車布置方案由于液壓油箱在4號臺車，需要延長約80m DN100液壓回油管，不但多用600多升液壓油，還會帶來管路延伸困難；大于30kW的電動機(jī)的啟動為Y-△啟動，需增加70mm2電纜約70萬元，同時(shí)電纜延伸量較多；400kV．A變壓器放于地面與新增加驅(qū)動油泵（電動機(jī)）需屏蔽，影響設(shè)備性能的充分發(fā)揮；設(shè)備的改造調(diào)整項(xiàng)目較多，施工
較繁瑣。
3)方案3 將2，1號臺車、設(shè)備橋吊入左線底板，2號臺車尾部安裝經(jīng)改裝的皮帶主動輥，由2號臺車尾出渣；其余3—7號臺車放在車站頂部且垂直于隧道軸線方向，同正常的整體始發(fā)布置一致；此布置方案，避免了3，4號臺車的DN100液壓回油管的延伸，同時(shí)省去了需增加的電動機(jī)延長線纜，不增加電纜的額外投資。3號臺車位于左線井口處，全部的液壓油管由此處引入始發(fā)井口，再通過固定在地下2層立柱上的管路支架延伸到2號臺車尾
部，實(shí)現(xiàn)與2號臺車的連接。此方案只延伸2號與3號臺車間的液壓管路（最大管徑DN40，35MPa，單條油管長度20m，用高壓球閥連接）、控制與通信電纜，全部管線按80m配置（盾構(gòu)總長約80m、地面臺車總長約48m），掘進(jìn)完成80m后，延伸的管線解除，地面臺車吊入井下，完成二次組裝與調(diào)試進(jìn)入正常掘進(jìn)階段。
通過以上比較，結(jié)合分體始發(fā)方案的確定依據(jù)，選用方案3為本次始發(fā)的方案。
4分體始發(fā)的實(shí)施
根據(jù)選定的始發(fā)方案完成設(shè)備的吊裝、組裝、皮帶機(jī)改造、始發(fā)基座及反力架加固、調(diào)試后即進(jìn)入始發(fā)試掘進(jìn)階段。根據(jù)管片寬度1. 5m及始發(fā)井的結(jié)構(gòu)尺寸，選用6個(gè)負(fù)環(huán)加1個(gè)零環(huán)，采用整環(huán)拼裝方式。根據(jù)車站長度41m，臨時(shí)出土口(6m×4m)中心距車站暗挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)12m，選用25t電瓶機(jī)車，土箱10m2其長度≤5m，在第4環(huán)出土?xí)r，2號臺車已全部離開臨時(shí)出土口；剛始發(fā)時(shí)用電瓶機(jī)車牽引一平板車即可運(yùn)輸土箱出土，也可運(yùn)輸管片，垂直運(yùn)輸由45t門式起重機(jī)承擔(dān)；同步注漿的砂漿在地面拌制后，由管路輸送到臺車的砂漿罐內(nèi)。當(dāng)掘進(jìn)超過20環(huán)時(shí)，砂漿改為儲漿罐運(yùn)輸，即每環(huán)掘進(jìn)開始時(shí)將砂漿儲罐吊入平板車上，先將砂漿送入隧道后，吊出砂漿儲罐，放入土箱開始掘進(jìn)出土，完成環(huán)掘進(jìn)長度后，吊出土箱進(jìn)行管片運(yùn)輸、拼裝作業(yè)，如此往復(fù)完成一個(gè)工作循環(huán)。
隨著隧道的掘進(jìn)，及時(shí)前移延長管線，在隧道內(nèi)利用管片螺栓架設(shè)1100，并安放滾輪支架，以便于支撐移動管線，同時(shí)利于提高施工效率。當(dāng)掘進(jìn)80m后，拆除負(fù)環(huán)，地面設(shè)備吊人井下組裝調(diào)試，再進(jìn)行二次始發(fā)，恢復(fù)電瓶車正常編組；安裝岔道，由始發(fā)井口出土，實(shí)行2臺電瓶車循環(huán)掘進(jìn)，完成分體始發(fā)掘進(jìn)，進(jìn)入正常掘進(jìn)階段。
5 結(jié)語
盾構(gòu)分體始發(fā)方案的制定與實(shí)施要根據(jù)始發(fā)井的結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境條件、盾構(gòu)主機(jī)與后配套設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸及始發(fā)的經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，同時(shí)要兼顧負(fù)環(huán)的安裝方式與反力架的結(jié)構(gòu)與固定方法；管線的延伸要保證安全可靠及經(jīng)濟(jì)合理，通過方案比選確定最佳的施工方案。
