盾构空推拼装管片过矿山法隧道施工工法

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1、盾构空推拼装管片过矿山法隧道施工工法中铁二十局集团莞惠城际GZH-6标项目经理部程义政1前沿目前我国城市地铁及城际轨道交通工程迅猛发展，城市地下隧道施工多采用盾构法及暗挖法进行施工，而盾构法施工以其对地层适应性强、安全性高、施工速度快等特点逐步取代传统暗挖法。而城市内地面环境复杂，建、构筑物覆盖率较高，且地质条件复杂，洞身地质以上软下硬及硬岩地层居多，在建项目盾构区间单向掘进长度普遍超过3km，而在长距离掘进导致盾构机维修保养、不良地质条件下换刀耗费时间、控制地面沉降进行加固等因素影响下，长大隧道贯通工期容易受到影响，在盾构施工工作面局限性受制情

2、况下，采取矿山法接应、盾构机空推的方案措施优化工期是独特、科学、成熟的新型工法之一。如何做好盾构机空推过矿山法隧道施工工法显得尤为重要。以莞惠城际轨道交通项目为例，莞惠线正线全长99.841km，其中隧道总长度为54.428km，占线路总长度54.51%，隧道主要下穿东莞市市区及东莞市部分城镇。该线路盾构标段中GZH-2标左线区间3290m、右线区间3260m；GZH-3标左线区间2563m、右线区间2475m（新增两台盾构机后左右线均分别划分为两个区间）；GZH-6标1#盾构区间1453+1461m、2#盾构区间2925m；GZH-6B标盾构区

3、间2932m。由于上述盾构标段均下穿城市、镇密集型居民厂房区，且地质条件极为复杂，严重影响盾构掘进进度，与盾构上场初期预估进度指标相差甚远，均采取不同措施优化工期。在莞惠6标段采取盾构空推拼管片过矿山隧道试验性成功后，3、6B标段相继采取该方案进行工期优化。视盾构区间地质条件，在盾构机继续向前掘进的同时，从盾构机吊出井处向盾构机方向进行矿山法开挖及初期支护，待盾构机掘进至盾构及矿山法交接面后，再进行盾构机空推拼装管片通过已施工矿山法段，直至盾构区间全部贯通。本文主要通过已实施的成功案例，总结相关施工经验的基础上形成本工法。2工法特点2.1目前在建

4、项目长大盾构隧道施工时，容易出现工期紧张、盾构机难以适应当前地质、盾构机出现严重故障且地面无法增加吊出井或需施工导洞处理刀盘前方孤石等情况，本工法可作为增加工作面的方案之一。2.2盾构机在已施工矿山法段稳定拼装管片，不受地面及地质条件影响，可有效大幅提高施工进度的目的。3适用范围本工法尤其适用于地质条件复杂需进行工期优化或接应盾构机的长大盾构隧道中，为确保安全，矿山法施工初支主要适用于洞身为坚硬岩地质的隧道中。4工艺原理根据盾构剩余段长度分别划分盾构、矿山法施工长度，盾构机继续向前掘进的同时，从吊出井处向盾构机方向进行相向矿山法开挖，开挖断面大于

5、盾构机刀盘,加强初期支护措施，根据任务划分完成矿山法开挖后，封堵接头端墙，矿山法段施工盾构掘进导台。盾构机到达端墙、步入导台后，进行空推拼装管片过矿山法隧道，同时进行背后回填及注浆，直至盾构机到达吊出井。盾构机开挖直径8.83m，盾构管片外径8.5m，管片厚度400mm，矿山法开挖断面9.78*9.54m，隧道初期支护参数如下表4-1：表4-1矿山法开挖初期支护参数表5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程盾构空推拼管片过矿山法隧道施工工艺流程如图5.1：图5.1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1测量复核矿山法开挖前及盾构掘进剩余50m时需反复

6、进行中线复核，确保盾构顺利贯通，减少盾构隧道与矿山法隧道贯通误差，减少盾构机步入矿山法隧道时的纠偏量。导台起点从端头墙开始,一直至吊出井内,在端头墙位置做10‰的坡度以便于盾构机顺利爬上导台。因盾构机中盾与尾盾之间是焊缝连接拆机时必须刨开焊缝，所以在吊出井内的导台需改变断面形式（亦可使用接受架），中心段之间预留1m长的缺口,使盾构机中尾盾在缺口处顺利刨开。同时在井内导台两侧1000mm的操作台上预埋400mm×200mm×20㎜厚的钢板以便于盾构机拆除，如下图：在施工矿山法段时要特别控制好隧道的中线，导台标高、弧度和导台的中心线，保证施工的精度。

7、由于盾构机刀盘外径比盾体外径大,在盾构机从端头墙端进入导台前,卸掉刀盘与导台面接触的边缘滚刀及周边刮刀,避免盾构机在导台上前进时刀具将导台混凝土刮起,破坏导台。5.2.4盾构掘进在到达段(实推最后15环)盾构掘进采用敞开式模式进行掘进。其掘进施工参数见表5-1。在贯通前的最后3环，需要减小推力、降低推进速度。其掘进施工参数见表5-2。管片注浆及防止浆液前窜，每环按照设计方量进行同步注浆，同时提高管片抗浮能力，在掘进拼装完成倒数第三环后，停止掘进，在倒数第10至倒数第6环进行二次双液注浆，确保连续5环全断面注满。为确保隧道贯通后的管片接缝防水要求，

8、在到达矿山与盾构分界里程后开始，安装每一片管片时，首先人工对每片管片连接螺栓进行初步紧固;待安装完一环后，用风动扳手对螺栓进行进一步的紧