盾构施工准备工作-隧道工程

盾构法施工内容包括施工准备，盾构的始发和到达，盾构的掘进，衬砌、压浆和防水等。

1．修建盾构始发井和到达井

盾构法施工的隧道，在盾构掘进前必须先修建始发井，盾构机各个组成部分先在始发井内拼装，拼装好后的盾构机也是从此开始掘进的，故在始发井内尚需设置临时支撑结构，为盾构机的推进提供必要的反力。在盾构出洞前，必须先修建到达井，以便在其中拆卸盾构、附属设备和后续车架，以及出渣和运料等。当盾构需要调头时，需要设置调头的地下空间。

盾构始发（到达）井的平面形状多数为矩形，平面净空尺寸要根据盾构直径、长度、需要同时拼装的盾构数目及运营时的功能而定。拼装井的长度和宽度在能满足盾构推进时初始阶段的出渣，运入衬砌材料、其他设备和进行连续作业与盾构拼装检查所需的空间要求的情况下，越小越好，一般可取长度A =L+(0.5～1.0)L ，宽度B=D+(1.5～2 m)，这里L为盾壳总长，D为盾构外径。如果地下铁道车站采用明挖法施工，则区间隧道的盾构拼装（拆卸）室常设在车站两端，成为车站结构的一部分，并与车站结构一起施工，但这部分结构暂不封顶和覆土，留作盾构施工时的运输井。

盾构拼装井内设置拼装盾构的盾构拼装台，一般为钢结构和钢筋混凝土结构。台上设有导轨，承受盾构自重和盾构移动时的其他荷载。

在盾构始发（到达）竖井的端墙上应预留出盾构通过的开口，又称为封门。这些封门最初起挡土和防止渗漏的作用，一旦盾构安装调试结束，盾构刀盘抵住端墙，要求封门能够尽快拆除或打开，使得盾构机可以掘进。根据始发（到达）竖井周围的地质条件，可采用不同的封门制作方案。一般情况下，封门有现浇钢筋混凝土封门、钢板桩封门和预埋H型钢封门。

盾构中间井和到达井的结构尺寸和要求与盾构拼装井基本相同，但应考虑盾构推进过程中出现的蛇行而引起盾构起始轴心线与隧道中心线的偏移，一般是将拼装井开口尺寸加上蛇行偏差量作为中间井和到达井进出口开口尺寸。

竖井的施工方法取决于竖井的规模、地层的地质水文条件、环境条件等，常用的施工方法有明挖法、沉井法、地下连续墙法等。但施工中要注意以下问题：一是必须对盾构的进出口区段地层采取注浆加固措施，以稳定地层；二是当地下水较大时，应采取降水措施，防止井内涌水、冒浆及底部隆起；三是随着竖井沉入深度的增加，对井底开挖工作要特别小心，以防地下水上涌，造成淹井事故。

2．盾构拼装

盾构拼装必须遵照盾构安装说明书进行，一般在拼装井底部的拼装台上进行，小型盾构也可在地面拼好后整体吊入井内。(www.xing528.com)

盾构在拼装前，先在拼装室底部铺设50 cm厚的混凝土垫层，其表面与盾构外表面相适应，在垫层内埋设钢轨，轨顶伸出垫层约5 cm，可作为盾构推进时的导向轨，并能防止盾构旋转。若拼装室将来要作他用，则垫层将被凿除，费工费时，此时应改用由型钢拼装的盾构支撑平台，其上亦需要有导向和防止旋转的装置。

由于起重设备和运输条件限制，通常将盾构机拆成切口环、支承环、盾尾三节运到工地，然后用起重机将其逐一放入井下的垫层或支承平台上。切口环与支承环用螺栓连接成整体，并在螺栓连接面外圈加薄层电焊，以保持其密封性；盾尾与支承环之间则采用对接焊连接。

在拼装好的盾构后面，尚需设置由型钢拼成的、刚度很大的反力支架和传力管片。根据推出盾构需要开动的千斤顶数目和总推力进行反力支架的设计和传力管片的排列。一般来说，这种传力管片都不封闭成环，故两侧都要将其支撑住。

拼装完毕的盾构，应做外观检查、主要尺寸检查、液压设备检查、无负荷运转试验检查、电气绝缘性能检查、焊接检查，并满足相应要求方可投入使用。

3．洞口地层加固

当盾构工作井周围地层为自稳能力差、透水性强的松散砂土或饱和含水黏土时，如不对其进行加固处理，则在凿除封门后，必将会有大量土体和地下水向工作井内塌陷，导致洞周大面积地表下沉，危及地下管线和附近建筑物。目前，常用的加固方法有注浆、旋喷、深层搅拌、井点降水、冻结法等，可根据土体种类（黏性土、砂性土、砂砾土、腐殖土）、渗透系数和标准贯入值、加固深度和范围、加固的主要目的（防水或提高强度）、工程规模和工期、环境要求等条件进行选择。加固后的土体应有一定的自立性、防水性和强度，一般以单轴无侧限抗压强度为0.3～1.0 MPa为宜，太高则刀盘切土困难，易引发机器故障。

4．地面辅助措施的准备

为了确保盾构正常施工，应根据盾构的类型和具体施工方法，配备必要的地面辅助设施，涉及的方面及工作内容主要包括：① 进行控制测量；② 平整场地，并通路、通电和通水；③ 设置管片堆场、拌浆间、充电间、空压机房、水泵房等设施；④ 形成地面运输系统，配备出土配套设施；⑤ 配置其他生产设备，一般包括油库、危险品仓库、设备料具间、机械维修间等；⑥ 提供通信设备；⑦ 确定和优化隧道断面布置；⑧ 确定车架转换工艺；⑨ 布置井底车场。