盾構(gòu)法區(qū)間隧道的施工及技術(shù)經(jīng)濟分析

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1、盾構(gòu)法區(qū)間隧道的施工及技術(shù)經(jīng)濟分析張建芳盾構(gòu)法是隧道暗挖施工法的一種。在地下鐵道中采用盾構(gòu)法施工始于1874年，當(dāng)時為了在倫敦地下鐵道東線的粘土和含水砂層修建內(nèi)徑為3.12m的區(qū)間隧道，采用了氣壓盾構(gòu)以及向襯砌背后注漿的施工工藝。20世紀(jì)40年代起，前蘇聯(lián)采用直徑為6.0m～9.5m的盾構(gòu)先后在莫斯科、列寧格勒等城市修建地下鐵道區(qū)間隧道，將盾構(gòu)法施工水平推進到一個新高度。60年代以來，盾構(gòu)法施工在日本得到迅速發(fā)展，在東京、大阪、名古屋、京都等城市的地下鐵道施工中都廣泛地被采用。???1989年我國上海地下鐵道一號線工程正式采用盾

2、構(gòu)法修建區(qū)間隧道，并已于1994年投入運營。廣州地下鐵道區(qū)間隧道的盾構(gòu)施工已在1996年1月正式開始，1997年完工。深圳地下鐵道區(qū)間隧道的盾構(gòu)施工預(yù)計2000年正式開始?，F(xiàn)結(jié)合本人在深圳地鐵一期工程初步設(shè)計中的工作經(jīng)歷介紹一下盾構(gòu)法區(qū)間隧道的主要施工方法及技術(shù)經(jīng)濟分析。???1盾構(gòu)法施工的適用范圍???盾構(gòu)法施工具有施工速度快、洞體質(zhì)量比較穩(wěn)定、對周圍建筑物影響較小等特點，適合在軟土地基段施工。深圳地鐵一期工程初步設(shè)計有三處采用盾構(gòu)法施工，即羅湖-國貿(mào)區(qū)間，皇崗-福民區(qū)間，福民-金田區(qū)間。這幾處均為軟土地段，且具備盾構(gòu)法施工的

3、基本條件。盾構(gòu)法施工的基本條件：（1）線位上允許建造用于盾構(gòu)進出洞和出碴進料的工作井；（2）隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不小于6m；（3）相對均質(zhì)的地質(zhì)條件；（4）如果是單洞則要有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m，豎直方向1.5m；（5）從經(jīng)濟角度講，連續(xù)的施工長度不小于300m。???2盾構(gòu)法施工工藝???2.1施工準(zhǔn)備???主要包括修建工作井、盾構(gòu)基座和支承平臺制作、安裝以及洞口地層加固。???2.2盾構(gòu)掘進???為了增加開挖面的穩(wěn)定性，在盾構(gòu)未進入加固土體前

4、，就需要適當(dāng)?shù)叵蜷_挖面注水或注入泥漿，因此洞口要有妥善的密封止水裝置，以防止開挖面泥漿流失。目前常用的密封止水裝置有滑板式和鉸鏈?zhǔn)絻煞N。盾構(gòu)拼裝出洞的順序，如圖1所示：3盾構(gòu)法結(jié)構(gòu)防水???目前，盾構(gòu)法修建的隧道絕大部分采用由單層鋼筋混凝土管片拼裝而成的襯砌結(jié)構(gòu)，其防水工作包括管片防水、管片接縫防水、螺栓孔和注漿孔防水、充填注漿、盾尾密封和滲漏處理等。???3.1管片防水???管片防水包括管片本體防水和管片外防水涂層。管片本體防水一般要求其抗?jié)B標(biāo)號不小于S8，滲透系數(shù)不大于1011㎝/s。管片外防水一般采用焦油氯磺化聚乙烯涂料為

5、底層，環(huán)氧類樹脂為表層。???3.2管片接縫防水???管片接縫防水包括管片間的彈性密封墊防水、隧道內(nèi)側(cè)相鄰管片間的嵌縫防水以及必要時向接縫內(nèi)注入聚氨酯藥液等。其中彈性密封墊防水最可靠，是接縫防水重點。???4盾構(gòu)施工組織???4.1施工前的準(zhǔn)備工作???主要包括盾構(gòu)制造、管片生產(chǎn)、盾構(gòu)工作井的施工、盾構(gòu)運輸、盾構(gòu)下井安裝調(diào)試等工作。???4.2與盾構(gòu)施工有關(guān)的工序???（1）開洞門???盾構(gòu)從工作井（或車站基坑）向區(qū)間掘進以及從區(qū)間掘進到工作井（或車站基坑）都必須穿過圍護結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土連續(xù)墻和護壁稱為開洞門。???開洞門是盾構(gòu)

6、施工中難度大、工序較復(fù)雜的施工階段。???（2）盾構(gòu)調(diào)頭???盾構(gòu)從區(qū)間掘進到工作井時，將盾構(gòu)平移調(diào)轉(zhuǎn)到另一條線位上，再做反向掘進準(zhǔn)備的過程稱為盾構(gòu)調(diào)頭。盾構(gòu)調(diào)頭與工作井的地面場地條件無關(guān)。盾構(gòu)無需解體，也不存在因再次拆卸而影響盾構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命的問題，且有降低工程費用與縮短工期的優(yōu)點。因此，在盾構(gòu)轉(zhuǎn)換時盡可能考慮井內(nèi)調(diào)頭方案。???（3）盾構(gòu)轉(zhuǎn)場???盾構(gòu)轉(zhuǎn)場一般是指盾構(gòu)從一個工作井掘進到另一個工作井時，將盾構(gòu)在井下解體，采用大型起重機械將解體后的部件吊放到地面的大型運輸設(shè)備上運到另一個工作井旁，再通過大型起重機將上述部件吊

7、放到井下，然后再將解體后的部件重新組裝調(diào)試的過程。盾構(gòu)轉(zhuǎn)場的優(yōu)點是盾構(gòu)施工與車站施工基本上互不影響，缺點是施工工期長、盾構(gòu)壽命短。???（4）盾構(gòu)過站???盾構(gòu)過站是指盾構(gòu)從區(qū)間掘進到車站端部時不通過地面運到車站另一端的井下工作面，而是將盾構(gòu)通過車站基坑底部拖至車站的另一端。這樣做可以省去大型起重運輸設(shè)備二次進場吊裝運輸過程，免除了盾構(gòu)的解體、吊裝、運輸、安裝、試調(diào)以及車架轉(zhuǎn)換等幾道繁重工序，車架與盾構(gòu)可以同時安裝，因而可以縮短盾構(gòu)施工工期、延長盾構(gòu)的使用壽命。???（5）車架轉(zhuǎn)換???盾構(gòu)車架由地面轉(zhuǎn)至井下的過程稱為車架轉(zhuǎn)換。

8、由于受工作井尺寸的限制，車架無法同時下井，通常在盾構(gòu)主機下井組裝時，車架只能放在井口附近的地面上，其它設(shè)備如液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)則用轉(zhuǎn)換軟管和轉(zhuǎn)換電纜與主機聯(lián)結(jié)。盾構(gòu)從進洞到掘進30m～35m范圍內(nèi)，車架不能隨主機前進，出土也由于皮帶運輸機未安裝，只能采用臨時設(shè)施