程 枫

（中铁十六局集团地铁工程有限公司，北京 100100）

1 地铁盾构始发与接收施工风险

结合我国地铁盾构始发与接收施工实际情况，对其常见事故进行分析和总结，如表1 所示。

表1 地铁盾构始发与接收施工事故

结合分析上述事故不难发现，地铁盾构始发与接收施工中，地层条件、施工环境相对复杂，如：洞门凿除后存在突水、突泥等风险；施工空间受限，盾构机无法调向、姿态控制压力大等。因此，在工程实践中必须借助一定的辅助工法，落实端头加固以及相关安全保障措施，规范开展相关盾构施工作业，切实保证顺利始发和到达，最大限度减少相关施工风险[1]。

2 地铁盾构始发与接收施工加固要求

盾构始发、接收是地铁隧道施工的关键阶段，其端头加固的目的在于围岩自稳，具体施工加固要求如下。

2.1 端头加固方法要求

地铁盾构始发、接收施工端头土体加固方法众多，不同加固方法的适用情况与使用效果不同，具体需根据地铁隧道地层、施工条件以及施工安全性、经济性等进行综合分析，合理选择工法，保证项目顺利实施[2]。

2.2 端头加固范围要求

端头加固包括横向、纵向范围，前者较容易满足要求，后者则是重难点所在，一般分为无水地层、有水地层，具体分析如下。

1）无水地层 确定加固范围时，无须考虑水砂外流、渗流以及盾构机长度，只要强度、稳定性满足端头加固要求即可。

2）有水地层 考虑地下水的影响，需采取降水措施，地下水位低于隧道底板后，可按盾构无水加固，满足强度、稳定性要求。

3）始发、接收施工监测要求 盾构始发、接收施工需掌握周边土体、支护结构变形情况，做好施工监测。

4）防止事故 通过监测数据指导始发、接收施工工作的开展，及时发现相关施工风险，防止出现安全事故。

3 实例探析地铁盾构始发与接收关键施工技术

3.1 工程概况

本项目为北京地铁17 号线工程土建施工01 合同段，工程地址为未来科技城南区站―未来科技城北区站盾构区间。区间整体始发，由始发井向南掘进，至未来科技城南区站接收井接收；盾构法施工，右线起点里程YK48+095.033，终点里YK49+187.768，区间长1 092.735m；左线起点里程ZK48＋095.033，终点里程ZK49+198.193，区间长1 103.160m。

3.2 施工总体部署

本区间工程及其附属工程包括区间左右线隧道、2 座联络通道、4 个后浇环梁洞门、4 处土体加固等；后浇环梁洞门施工于盾构隧道掘进前后穿插进行，但端头土体加固施工需在盾构始发或到达前1 个月完成。本区间为1 台盾构机掘进，施工方案如图1 所示。

图1 盾构机掘进方案

3.3 盾构始发、接收端头土体加固施工

本项目端头加固采用 1 200mm@90mm 三重管高压旋喷桩，始发、接收加固10m（1 倍盾构机长度）和12m。始发端头加固高度应为盾构区间以上4m、以下3m，宽度为区间隧道左右3m；南区站北侧（接收端头）加固高度、宽度均为盾构区间以外3m。加固后进行效果检查，主要检查内容如下。

1）土体强度（≥1MPa）。

2）土体渗透性（＜10-7cm/s）。

3）地下水情况。

对于第1，2 项检测内容，利用取芯钻机对围护桩后面的土体进行取芯，然后对取下来的土芯进行强度测试；再向取芯钻孔里注水，检查加固土体的渗透性。对于第3 项监测内容，需在洞门桩间土位置打入水平孔，观测水平探测孔渗水情况。若发生透水现象，需采取封堵加固等措施，再凿除洞门混凝土，确保无地下水作业。

3.4 洞门破除与安全措施

本项目始发或到达前，需凿除4 个洞门，采用人工风镐凿除。

始发及接收端头洞门围护结构为围护桩，在洞门处钻孔灌注桩拆除前，在桩间开几个检查孔，以确认加固土体的状况。

1）始发洞门 由于始发端头地层含水丰富，在始发竖井及车站接收井开挖前已搭设降水井，在盾构始发及接收前进行持续降水。凿除步骤按照从外到内分层、由上往下分块、先两边后中间的原则进行。始发洞门凿除时，首先分块将外层的初支剥离，凿除桩体外露的混凝土钢筋，使其与混凝土分离。清理渣土后，盾构机前推，尽量靠近洞门脚手架。进一步确认盾构机状态完好后，快速割除钢筋，并迅速拆除脚手架、前推盾构机，使刀盘接触到洞门土体。

2）接收洞门 凿除流程与始发洞门相同，钢筋割除后前推盾构机至接收基座。

3.5 盾构始发施工措施

3.5.1 分段情况

本区间工程为DZ267 盾构机在盾构始发井左、右线分别始发。始发段共推进负环9 环（1.2m 宽直线环），正环83 环；负环掘进段共10.8m，正环掘进段共100m，长于本盾构机84m。根据本工程的特点，将始发掘进分为2 个阶段进行。

1）第1 阶段 是指盾构负环掘进阶段，此时盾构机在始发基座上。

2）第2 阶段 是指+1 环～+83 环的掘进，此时盾体穿过洞门，+4 环掘进完成后，盾尾逐渐进入土体内。待始发掘进结束后，进行正常掘进。

3.5.2 工艺流程

盾构始发工艺流程如图2 所示。

3.5.3 施工技术要点

1）确定始发轴线 始发前，须对盾构机的洞门中心位置进行复核，之后综合考虑洞门中心的偏差和规范对盾构机管片姿态的要求，确定始发轴线。

2）安装始发基座 本项目始发基座设计为3 段，每段长2.67m，两侧以H 型钢加固。每段基座都设计为两侧螺接的方式，解体下井后再从井下拼接。基座连接、调平后沿设计轴线焊接在底板预埋件上。

3）盾体下井、调试 ①安装洞口密封；②安装反力架，反力架与二衬结构预埋钢板焊接牢固；③安装负环管片，包括9环1.2m 宽直线环管片，负环采用在盾壳内拼装后再整体推出盾壳的安装方式。为保证负环的拼装质量，在拼装负环之前，在盾尾内焊接槽钢以保证盾尾间隙。负环安装完成后，采用下楔三角楔木并用 18mm 钢丝绳在管片外圈进行固定；④盾尾通过洞口密封后注浆回填。

图2 盾构始发工艺流程

3.6 盾构到达施工措施

3.6.1 工艺流程

盾构到达施工工艺流程如图3 所示。

图3 盾构到达施工工艺流程

3.6.2 施工技术要点

1）准备工作 ①盾构机定位，与接收井相距80～100m时复核接收洞门位置，及时纠偏；②加固进洞段土体；③洞门破除；④洞口止水橡胶帘布的安装与始发洞门基本相同；⑤安装导轨，本项目导轨长60cm，由δ＝20mm 钢板制作；⑥以盾构进洞方向+5‰坡度安装接收基座；⑦紧固近洞口20环管片。

2）盾构到达段施工 ①逐步纠偏；②盾构机与端头墙相距50m 时，掘进速度＜20mm/min；③盾构进入到达段落实地表沉降监测；④盾构机刀盘与贯通里程相距10m 内，实时观测洞口情况，调整掘进参数；⑤拼装管片进入加固范围后，盾尾后5～6 环处注硬性浆液；⑥完成最后一环管片拼装后，注浆封堵；⑦螺栓紧固、复拧紧，保证密封防水效果。

4 结语

目前各大城市交通发展中，地铁盾构施工技术的应用越来越广泛。区间隧道施工中，为最大限度地减小作业风险，必须注重始发、接收端头加固，规范落实洞门破除以及盾构推进工作，做好相关监测与管理工作，保证隧道顺利、安全贯通。