48m长竖井条件下土压平衡盾构整体始发技术
李阳，蒋斌，陈杰，耿越
（中建一局集团第五建筑有限公司，北京100024）
【摘要】盾构法施工在城市地下工程中运用非常普遍，然面在建筑密集的城市中，盾构始发井场地狭小或不具备反构长68m，盾构始发井长48m，无法满足整体始发条件.南水北调工程工期紧、任务重，如果采用盾构分体始发将占 向隧道盾构机整体下井成为普遍存在的现象.北京市南水北调配套工程东干渠工程输水隧洞采用盾构法施工，盾用更长时间.结合始发竖井的条件及盾构的现实状况，对盾构台车进行反复研究、模拟，并进行精简改造，使盾构不失去原有性能的情况下可以在48m长竖井内进行盾构机整体始发、掘进，使其完成一次性始发，此方法有效缩短了工期且降低了工程造价.
[关键词]隧道工程：盾构：竖井：整体始发
[中图分类号]U455 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498（2015）21-0085-03
Overall LaunchingTechnology of theEarthPressureBalance Shield in 48m Shaft
Li Yang Jiang Bin Chen Jie Geng Yue
( China Consruction Firt Disisios Group the Fijfh Co. Ld. Bejing 100024 China)
Abstract;Shield construction is mon in urban underground engineering. However in the city of thedense buildings shield launching shaft of narrow space or do not have the reverse tunnel shield machineoverall well bee a mon phenomenon.The water conveyance tunnel of east main canal of theauxiliary project of Beijing’ s South-to-North Water Diver Project employs shield method in itsconstruction shield length is about 68m while the shield launching shaft length is only 48m it can' 1 meet the overall initial conditions. The project has tight construction time and large work quantity butthe separation of the shield machine will take longer time. Based on the condition of the starting shaft andthe reality of the shield machine the repeated research and simulation of the shield machine trolley arecarried out. Authors simplify the shield machine to sucessfully launch in the 48m shaft without losing theoriginal performance. This method can save the construction time effectively and reduce the cost.
Key words:tunnels; shields; vertical shaft; overall launching
1工程概况
北京市南水北调配套工程东干集工程第九标段盾构区间北起13号盾构始发井，南止于14号盾构始发井，线路长约2.77km.盾构从14号盾构井 始发，沿五环路由南往北掘进，在13号盾构接收井吊出解体.14号盾构始发井为1.2m厚地下连续墙结构，平面设计为哑铃状，深度26m，长48m，两侧扩大端宽度为14m，中间段宽度为8.2m（见图1）.
图1盾构始发井平面Fig.1 Shield launching shaft plan
48m，按现有始发井的结构尺寸和盾构的长度不具 备整机始发的条件，需要采取分体始发方案，常规做法是盾构主体下井，台车部分在地面组装后延长管线路使盾构台车部分与井下主体部分进行连接，盾构掘进至满足台车长度的距离后再对地面台车进行解体、下井、组装、调试.盾构采用分体始发速
土压平衡式盾构，盾构全长68m，盾构始发井全长 本工程使用的是北方重工集团制造的维尔特
2盾构整体始发
2.1盾构改装方案
万方数据
度缓慢，工序繁，且因管线路加长会造成机器本 身的性能不稳定，延长了施工工期且工程造价加大.南水北调工程工期紧、任务重、压力大，始发速度缓慢将严重影响后续施工进程.再考虑到现场场地狭小、盾构分体始发加长管线所增加的费用等情况，经过对始发竖井的条件及盾构进行精心计算 和反复论证，最后决定将盾构机进行改装完成整体始发.
度10m，后配套台车7节，每节台车长度7m，盾构总 本工程所使用的盾构主体长度8.8m，连接桥长长67.8m.盾构始发井平面设计为哑铃状，深度26m，长48m，两侧扩大端宽度为14m，中间段宽度为8.2m
部下井施工，盾构整体需缩减到48m之内，盾构后 1）此次盾构始发改装需要考虑满足盾构能全配套共有7节台车，其中2号台车上的辅助设备是3台油脂泵，1号和3号台车的可利用空间分别可以加放1台和2台油脂泵，经过延长电源和气管使其2号台车的油脂泵分别放在1号和3号台车上，这 样2号台车就可以撒出，整机长度上减少1节台车的长度.6，7号台车则采用两侧折叠的方式进行缩短.
2）6号台车上的主要设备为2台高压水泵、回水箱、高压变压器、空压机，平均分布在台车的两侧，压缩距离方案是将6号台车中间部位连接梁切 除，分为两部分移动到5号台车两侧进行焊接固定.
3）7号台车上的主要设备是风机和高压电缆，将7号台车中间部位连接梁切除，分为两部分移动到4号台车两侧固定，并与改装后的6号台车相连接.
盾构始发井长度48m，此时盾构经过改装后整体长度为47m，始发井长度满足盾构整体下井要求.盾构掘进出土之前需破除洞门，洞门厚度为1.2m地下连续墙，加盾构始发井二衬结构0.8m，共计可用长度为50m.改装完成后盾构长度为47m，破除 洞门后盾构机掘进土体1m左右时可将盾构土仓填满，此时盾构尾部已经有4m的有效空间进行出土、吊出和管片下井运输（见图2）.
4.2m，其中中间部位为连接梁1.8m，两侧放置设备 盾构始发井中间部位宽度8.2m，台车宽度各1.2m.改装后台车宽度为6.6m，两侧各0.8m满足人行宽度要求.改装后台车需要在轨道旁边增加两道副轨，以满足台车行走安全，主轨间距2m，副轨距离主轨道1.2m（见图3）.
图2台车布置平面
Fig. 2 Layout plan of the trolley
图3改装前后台车构造示意
Fig.3The trolley structure before and after refitting
2.2盾构始发方案
吊装总体顺序为：始发基座安装、施工轨道铺设一安装改装方案将盾构及后配套台车下井组装 调试→安装反力架→安装洞门密封圈→润门凿除一负环拼装一掘进15m后将改装台车恢复原样→正常掘进.
2.2.1始发基座安装、施工轨道铺设
盾构的自重，以及调整盾构中心达到设计标高；在 始发基座用于盾构始发时固定盾构方位、承载负环管片拆除前，始发基座还起着固定负环管片的作用.台车轨道沿盾构始发井隧洞方向铺设，轨道采用38kg/m，主轨道间距2m，副轨距离主轨1.2m，利用H型钢铺设底板达到设计高度，H型钢横向间 距1m，H型钢之间用槽钢连接.
2.2.2盾构下井组装及调试
2.2.2.1电瓶车吊装下井
电瓶车用起重机车从14号盾构始发井吊装下井，并通过施工轨道行走.
2.2.2.2盾构主体及后配套台车吊装下井
盾构始发采取改装整体方案，即在盾构井内组装盾构主体，1，4~7号台车在井下改装，2，3号台车井上改装吊装下井，待盾构掘进15m后，6，7号台车 重新组装.吊装顺序为：连接桥一1号台车→3号台车→4号台车→5号台车→6号台车→7号台车→中
盾一前盾一刀盘一螺旋输送机→盾尾.
2.2.2.3盾构调试
盾构机始发据进前进行全面系统调试，确保盾构处于完好待机状态，并经监理进行调试验收.
2.2.3反力架安装
构构件，便于组装和拆卸.反力架提供盾构推进时设一1-4号台车下井一连接桥下井一盾构主体下 反力架依据土建结构进行设计，采用组合钢结所需的反力，因此反力架须具有足够的强度和刚井一安装反力架一安装洞门密封圈一洞门凿除→度；反力架支撑系统将盾构推力作用到竖井结构上，支撑提供的反力应满足要求，且支撑有足够的稳定性，盾构始发时反力支撑需提供最大20000kN 的反力.
2.2.3.1洞门防水装置安装
注浆浆液从预埋钢环和管片的间隙处流失，在盾构改装后整体始发方案比盾构分体始发方案缩短工始发时需安装洞门密封装置，密封装置由圆环形帘期17d.止盾构推进时刀盘损伤帘布橡胶板，在盾构向前推进前应在帘布橡胶板外侧及边刀上涂抹黄油.
2.2.3.2洞门凿除
洞门围护结构地下连续墙凿除前应打水平探孔，探孔主要分布在盾构范围边缘处，孔深穿透地水作业.凿除完最后一层混凝土后，及时检查始发省这笔费用.轮聊范围之内.
2.2.3.3负环管片安装
盾构调试完毕后即可开始进行负环管片的安装.负环管片拼装前，应首先将反力架端面焊缝、经济及社会效益上比较，造价更低.盾构始发需要毛刺等打磨平整，在反力架端面调平完毕后，开始进行-8~-1环混凝土管片的安装.
2.2.3.4始发掘进
6，7号台车依次从5，4号台车拆下还原，组装完成后开始正常掘进.
2.2.3.5盾构出土
盾构掘进过程的土料由电瓶车运输到盾构井尾部，采用门式起重机将渣土倒人盾构井旁的渣土坑.渣土坑中渣土每天外运至渣土消纳场.
3盾构机分体始发施工方法
盾构主机、连接桥、1-4号台车总长约46.8m.破除端头墙（0.8m）及地下连续墙（1.2m）后将土仓装
4.1工期比较
布橡胶、圆环板、钢翻板、垫片和螺栓等组成.为防4.2效益分析
润口的净空尺寸，确保没有钢筋，混凝土侵人设计5结语
参考文献：
满（掘进1m），末端留有4.2m空间，可以保证管片 吊装及出土要求.按照盾构分体始发方案，现将设备摆放如下：盾构主体、连接桥、1~4号台车摆放在竖井下；5~7号台车摆放在地面上，井下台车与地面台车之间采用约100m的管线连接.
吊装总体顺序为：始发基座安装、施工轨道铺负环拼装→掘进25m后，5~7号台车下井，整体连接调试→正常掘进.
4盾构改装后整体始发与盾构分体始发比较
将本工程按照盾构改装后整体始发和盾构分为了防止盾构始发掘进时泥土、地下水及同步体始发两种方案进行工期计划分析，比较得出盾构
盾构采用分体始发方案时，有5-7号台车后配套台车放置在地面.其中5号台车主要设备是变频柜、泡沫装置；6号台上的主要设备为3台水泵，1个污水，1台空压机；7号台车上的主要设备是风机和 高压电缆.盾构分体始发需将空气管、水管、油管、下连续墙，确认地下连续墙的隔水情况，若发生透电缆延长100m，总改造费用将增加100万元人民水现象，采取封堵加固等措施，确保始发时无地下币.本工程采用盾构改装后整体始发方案直接节
该技术在本工程成功运用，盾构经改装后在48m长竖井条件下进行了土压平衡盾构始发，安全可行，施工进度工期相比盾构分体始发更短，且在的短竖井与狭小场地优势明显，适用于繁华城市内 狭窄地段，可为今后类似工程提供借鉴.
盾构向前推进15m时，开始盾构还原工作，将[1]张俊英，盾构机分体始发施工技术[M].北京：铁道建筑技[2]张风样，傅德明，杨国祥，等.盾构隧道施工于册[M].北京： 10*人民交通出版社[3]杨若，三菱盾构机分体始发技术[J].隧道建设，2006（S2）： 85-87.[4]未英伟，郑立波，张洪涛，新整盾构机刀具磨损检测技术研究[5]唐卫平，城市中心区大直径泥水平衡盾构机到达吊装施工技 [J].施工技术 2014 43（1）：121-123.本工程盾构始发井长度48m，盾构总长约68m，[6]王振飞.北京砂卵石地层大直径泥水加压平衡盾构适应性分 术[J].施工技术，2014 43（S1）：385-390.析[D].北京：北京交通大学，2014.
