周均立

(上海城建市政工程(集团)有限公司，上海 200065)

0 引言

近年来，大直径隧道施工技术日趋成熟。由于其具有节约地下空间及施工工期短等优势，国外采用大直径盾构施工的单管双线隧道已经得到了一定的发展，并且已有少量工程实例。如:荷兰绿色心脏高速铁路隧道［1］，采用φ14.87 m泥水盾构进行施工。隧道所处土层主要为中粗砂，上覆厚达15 m的黏土。利用混凝土隔墙将隧道划分出2个相对独立空间;西班牙巴塞罗那地铁9号线［2］部分区间采用φ12.06 m的TBM进行施工，隧道所处土层为岩层，为单管双层4轨道地铁隧道，上下2层之间采用0.4 m现浇钢筋混凝土隔板将整个空间分为相对独立的2个空间，并且承担上层的列车动荷载。上海市轨道交通11号线南段土建工程9标在国内首次应用单管双线地铁隧道，与荷兰和西班牙的2例隧道工程不同的是，采用φ11.58 m泥水平衡盾构施工，中隔墙采用预制结合现浇的方式施工。

国内方面，针对大直径隧道中隔墙施工方面的研究也有一些:文献［3］依托武广客运专线针对其上软下硬的复合地层且断面大等特点，提出台阶法+中隔墙的施工方法，分析其转换过程，探讨其力学机制，并给出了详细的施工工艺;文献［4－8］结合上海轨道交通16号线工程，对中隔墙“现浇+预制安装”施工工艺，中隔墙拼装机的使用要点及技术进行了阐述。本工程采用上海城建市政工程有限公司与专业机械制造商合作研发的拼装专用机械用于中隔墙拼装作业。

本文综述性地阐述上海轨道交通11号线中隔墙整体施工方案、预制件吊装施工技术、预制中隔墙安装临时支撑技术及预制件顶部传力杆安装技术。

1 工程概况

上海市轨道交通11号线南段土建工程9标分为2个区间隧道，盾构工作井—中间风井1区间隧道长为1 880.519 m，中间风井1—沪城环路站区间隧道长为1 518.25 m。隧道内径10.36 m，外径11.36 m，管片厚0.5 m，中心环宽1.5 m，采用2台φ11.58 m泥水平衡盾构施工。圆隧道内部结构由口型预制构件、弓形底板、承轨板及中隔墙组成，隧道断面布置见图1。口型预制构件随盾构推进同步安装;弓形底板、承轨板为现浇结构形式，待盾构推进一段距离后施工;中隔墙为半预制半现浇结构，待盾构推进结束后施工。

图1 圆隧道内部结构图(单位:mm)Fig.1 Internal structure of tunnel(mm)

2 中隔墙施工方案

中隔墙结构由底部现浇段、后浇带及预制段3部分组成，预制中隔墙顶部采用角钢固定(详见图1)。预制中隔墙尺寸为1.49 m×5.30 m×0.30 m(宽×高×厚)，相邻中隔墙预制块之间采用弹性防火密封胶嵌缝。中隔墙施工工序为:底部现浇结构施工—顶部钢构件安装—卸下单侧角钢—预制中隔墙安装—装上卸下的角钢—防火密封胶嵌缝—后浇带施工—安装岩棉及防火封堵漆喷涂。

3 关键技术

3.1 预制件吊装施工技术

国内地铁隧道首次采用单管双线形式，预制中隔墙拼装施工无工程实例参考，因此研发了拼装专用机械(见图2)，用于中隔墙拼装作业。拼装机采用履带式自行走、上车工作时能进行90°回转，采用大、小臂连杆机构来提升机械手，机械手可在各个方向进行微调。

图2 中隔墙拼装机械Fig.2 Separation wall assembling machinery

中隔墙拼装机利用传统的履带挖机改装而成，主要由夹钳机构、动臂机构、工作平台、摆臂机构及平移机构等部分组成。完成包括:抓取、起吊、转向及安装等动作(见图3)。

图3 中隔墙拼装示意图Fig.3 Assembling of separation wall

1)第1步:抓取。利用电机车将预制中隔墙运到工位后，先用人工把抓钩连接件(与管片吊装连接件类似)拧到预制中隔墙构件上预埋件的螺孔上。操纵机械手夹钳手柄，机械手上夹钳夹住抓钩连接件(夹钳操纵手柄上带有锁定装置，以防夹钳松开)，然后操纵提升手柄使预制中隔墙构件提升，待预制中隔墙构件提升至最佳翻转位置时暂停。

2)第2步:起吊。操纵机械手翻转手柄，使预制中隔墙构件旋转成90°竖起，随后继续操纵提升手柄和回收手柄(可交替联动)，把预制中隔墙构件收向回转中心。

3)第3步:转向。操纵拼装机回转手柄，使上车相对隧道纵向方向回转90°，上车对准预制中隔墙构件安装位置。

4)第4步:安装。操纵机械手手柄将预制中隔墙构件向前、上方向移动直到中隔墙安装位置。机械手沿隧道中隔墙安装位置上下、左右、前后、偏转几个方向微调，其中上下微调范围可达±400 mm，左右微调范围可达±200 mm，前后微调范围达±200 mm，还可进行偏转角度的微调。

3.2 预制中隔墙安装临时支撑技术

单块预制中隔墙安装到位后，处于“悬空”状态，在后浇带施工完成前，需要机械手吊住预制件，严重影响了拼装机械的施工效率。

为了实现快速拼装施工，必须在预制件吊装到位后，用临时装置替代机械手，固定悬空预制件，释放机械手，进行下一块预制件的吊装。经实践摸索，开发了一套简单实用的临时钢支撑进行临时固定，临时支撑形状如图4所示。单块预制件用2根外径0.07 m，长0.09 m的无缝钢管横穿，搁置于4根临时钢支撑上，通过活络顶托，方便调整拼装精度以及拆卸，最终支撑在牢固的现浇段上，为了加强临时支撑的稳定性，相邻侧2根临时钢支撑用剪刀杆连接。

3.3 预制件顶部传力杆安装技术

考虑到衬砌隧道的后期变形，为了确保中隔墙结构安全，中隔墙顶部与管片之间填充了120 mm厚的岩棉，并通过传力杆和角钢将预制件与管片连接起来(见图5)，这样可以提高拼装后的中隔墙整体稳定性。

根据实际施工情况，管片预留接驳器的位置与隧道中心轴线有一定偏差(Δ)，传力杆的安装有3种形式:当Δ≤0.03 m时，直接将5根φ32传力杆拧入预留接驳器;当0.03 m＜Δ＜0.15 m时，采用钢板转换器，间接将带有5根φ32传力杆的钢板与预留接驳器连接;当Δ≥0.15 m时，接驳器完全偏出预制件范围，则在隧道中线的管片上植入3根φ32螺纹钢，两侧再安装2只1 m长的角钢“夹住”预制件。安装形式见图6。

具体安装方法为:

1)测量每环管片顶部接驳器与隧道中轴线的偏差值，确定采用传力杆安装的形式。

2)根据测量统计结果，中隔墙预制时在顶部相应位置预留传力杆插入孔。

图4 临时钢支撑安装示意图Fig.4 Installation of temporary steel support

图5 中隔墙顶部节点图Fig.5 Details of top node of separation wall

图6 传力杆安装示意图Fig.6 Installation of dowel steel

3)利用专用的移动式平台架进行顶部钢构件安装及植筋施工，然后卸下拼装侧的单侧角钢。

4)传力杆(或转换器)在拼装前，事先放入预制件顶部的预留孔内，当预制件安装顶升到设计位置后，由工人将传力杆上提，拧入管片上预留接驳器，实现预制件与管片的连接。

5)传力杆安装完成后，在预留孔与传力杆金属帽之间的空隙中填充自流环氧砂浆，使传力杆只有上下活动的自由度，防止左右晃动。

6)最后顶部塞入0.12 m厚岩棉，并安装拼装时卸下的角钢，增加一道安全保障。

4 结语

本工程盾构工作井—中间风井1及中间风井1—沪城环路站区间隧道分别于2011年10月11日和11月24日贯通后，中隔墙于2012年2月底开始施工，单日最快拼装40块(60 m)，平均每日拼装25块(37.5 m)，2个区间隧道共历时3个月完成中隔墙施工。

通过不断地摸索和经验积累，中隔墙预制拼装施工技术在本工程中得到了很好的应用，达到了快速高效施工的目的，可为今后类似工程的施工提供参考。

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