一种用于狭窄地段地铁盾构施工始发方法与流程

本发明属于盾构施工技术领域，具体涉及一种用于狭窄地段地铁盾构施工始发方法。

背景技术：

目前，我国对地铁隧道已经大规模采用盾构法施工，但是盾构施工对技术要求高，其中，盾构始发环节是盾构施工的第一步也是最为重要的一步。盾构机始发模式分为两种：整体始发技术和分体始发技术。

整体始发技术参见如图1所示，当盾构始发在车站或者大竖井内(盾构始发井2)时，将盾构机1盾体连同后配套台车一起吊入始发端，连成整体一起始发掘进。该技术始发流程简单，安全系数高，但要求施工场地较大。

分体始发技术参见如图2所示，当盾构始发不在车站且施工场地内竖井小(盾构始发井2)时，将盾构机1盾体和一部分主要的后配套台车吊入到始发端，另一部分台车安装在地面上，在盾构隧道够能使所有的后配套台车放入的长度后，再按整体始发的模式进次始发。该技术施工场地要求较小，能满足狭小空间下的施工要求，但是该技术需要管线和设备改造，技术要求高、增加额外费用、安全系数要求高。

目前我国地铁建设80％发生在城市内，能够用于大面积施工用地的区域非常少，导致车站或者始发井的面积受到制约，同时盾构始发是盾构施工中风险最大的环节之一，非常容易发生工程质量和安全事故，因此，盾构始发是必须重点关注安全和质量问题。

技术实现要素：

为了解决盾构始发井空间尺寸受限制的问题，本发明结合目前盾构整体始发技术和分体始发技术的优缺点，提供了一种用于狭窄地段地铁盾构施工始发方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于狭窄地段地铁盾构施工始发方法，包括以下步骤：

(1)端头加固及凿除：沿着盾构始发方向的反方向采用旋喷桩施工技术对端头进行加固，加固区域为工作井外边界的上下方向和左右方向，加固长度为5～6m，且加固后的土体无侧向抗压强度大于0.8mba，渗透系数小于1.0*10^-7cm/s；加固完成后，凿除洞门部分；

(2)工作井施工：采用预留核心土台阶法对工作井进行施工，先环形开挖上台阶4～5m，然后开挖下台阶，再初喷混凝土后架设下台阶格栅，施打锚杆，喷混凝土封闭，完成一个循环作业，接着进行下一个循环施工，直至完成整个工作井的施工；

(3)后配套系统吊装：先电瓶车机车下井，接着六号台车吊装下井并用电瓶车后移，紧接着五号、四号、三号、二号及一号台车依次吊装下井并后移连接；

(4)盾体吊装及组装：完成各盾体下井，并完成盾构系统组装，调试，使整个盾构系统在狭小空间下达到整体始发要求，进而按照整体始发技术进行始发施工。

在本发明的一实施例，步骤(1)中的加固区域为工作井外边界的上下方向各3～3.5m和左右方向各2～2.5m。

在本发明的一实施例，步骤(2)中预留核心土的正面投影面积大于上台阶开挖面积的一半。

在本发明的一实施例，步骤(2)中还包括：为了防止拱脚下沉，拱脚设置防治钢板和锁脚锚杆。

在本发明的一实施例，步骤(2)中还包括：对于局部松垮区域，开挖时采用c25喷射混凝土封闭掌子面，必要时采取对掌子面注浆的措施，以保证开挖面的稳定，防止拱顶沉降。

在本发明的一实施例，步骤(2)中还包括：预留核心土人工开挖，先拱顶后拱脚，人工翻渣至下台阶，上部每循环开挖进尺控制在0.5m内，轮廓线尽可能圆顺，以减少应急集中。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的一种用于狭窄地段地铁盾构施工始发方法，在盾构工作井始发方向的反方向使用暗挖法施工一段距离，满足盾构系统中的后配套系统安装要求，使整个盾构系统在狭小空间下达到整体始发的要求，进而按照整体始发技术进行始发施工，因此，本发明既能满足整体始发安全要求又能在较小空间始发，避免分体始发技术所带来的的管线和设备改造技术要求和费用增加，增加了盾构始发距离，使始发方式可以采用整体始发技术，该技术始发流程简单，安全性高，具有较好的经济效益。

附图说明

图1为现有整体始发技术的盾构系统结构示意图；

图2为现有分体始发技术的盾构系统结构示意图；

图3为利用本发明的一种用于狭窄地段地铁盾构施工始发方法施工得到的盾构系统结构示意图；

图4为沿图3a-a方向的剖面图；

图5为图3旋喷加固区的断面示意图。

图中标记：1-盾构机、2-盾构始发井、3-土体、4-工作井。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见如图3～5所示，本发明的一种用于狭窄地段地铁盾构施工始发方法，包括以下步骤：

(1)端头加固及凿除：沿着盾构始发方向的反方向采用旋喷桩施工技术对端头进行加固，加固区域为工作井4外边界土体3的上下方向3～3.5m和左右方向各2～2.5m，加固长度为5～6m，且加固后的土体3无侧向抗压强度大于0.8mba，渗透系数小于1.0*10^-7cm/s；加固完成后，凿除洞门部分；

(2)工作井施工：采用预留核心土台阶法对工作井4进行施工，先环形开挖上台阶4～5m，然后开挖下台阶，再初喷混凝土后架设下台阶格栅，施打锚杆，喷混凝土封闭，完成一个循环作业，接着进行下一个循环施工，直至完成整个工作井4的施工；

(3)后配套系统吊装：先电瓶车机车下井，接着六号台车吊装下井并用电瓶车后移，紧接着五号、四号、三号、二号及一号台车依次吊装下井并后移连接；

(4)盾体吊装及组装：完成各盾体下井，并完成盾构系统组装，调试，使整个盾构系统在狭小空间下达到整体始发要求，进而按照整体始发技术进行始发施工。

其中，还包括步骤(2)中预留核心土的正面投影面积大于上台阶开挖面积的一半。

还包括步骤(2)中为了防止拱脚下沉，拱脚设置防治钢板和锁脚锚杆。

还包括步骤(2)中对于局部松垮区域，开挖时采用c25喷射混凝土封闭掌子面，必要时采取对掌子面注浆的措施，以保证开挖面的稳定，防止拱顶沉降。

还包括步骤(2)中预留核心土人工开挖，先拱顶后拱脚，人工翻渣至下台阶，上部每循环开挖进尺控制在0.5m内，轮廓线尽可能圆顺，以减少应急集中。

工作井4的施工距离可按照常规始发井平面设计尺寸为35m*15m以及盾构机系统整体长度为90m的设计施工要求，同时预留5-10m左右施工范围，即暗挖法反方向施工距离为60-65m。

实施例

本发明的一种用于狭窄地段地铁盾构施工始发方法，包括端头加固及凿除、暗挖法施工、盾构系统的吊放及组装和盾构始发等步骤。其实施过程为：在始发井施工完成后，首先对端头进行加固与凿除，然后使用新奥法施工，施工长度为55m，具体为预留核心土台阶法施工；在完成暗挖段施工后，接着安装后配套系统；然后进行盾构机盾体吊放安装，进行整个盾构机系统组装与调试工作，完成始发准备工作；最后按照盾构始发技术开始盾构始发施工。

以下结合附图和制作过程对本发明做进一步详细描述。

(1)端头加固与凿除。

沿着盾构始发方向的反方向进行端头加固，土体加固采用旋喷桩施工，加固范围为外边界土体3上下各3m、左右各2m，加固长度为5m；加固后的土体无侧向抗压强度不小于0.8mba，渗透系数小于1.0*10^-7cm/s。土体具有良好的均匀性、自立性和止水性。加固区域范围见图4～5所示。

加固完成后，开始施工凿除洞门部分，为后续新奥法施工做准备。

(2)新奥法施工。

施工长度为60-65m，采用预留核心土台阶法施工。环形开挖上台阶土体，预留核心土，其正面投影面积不少于上台阶开挖面积的一半。进行初期支护施工作业。然后上台阶开挖4-5m时，开挖下台阶，初喷混凝土后架设下台阶格栅，施打锚杆，喷混凝土封闭，完成一个循环作业，接着进行下一个循环施工，最终完成整个暗挖段的施工。

(3)后配套系统吊装。

首先电瓶车机车下井，接着六号台车吊装下井并用电瓶车后移，紧接着五号、四号、三号、二号及一号台车依次吊装下井并后移连接。

(4)盾体吊装。

首先盾构机1中盾下井，然后盾构机前盾下井，并使用千斤顶将前盾后移使前盾和后盾连接，随后刀盘下井并连接，最后螺旋机前段下井并连接，完成盾构盾体的吊放与安装。

(5)盾构系统组装调式。

拼装平台前部下井并连接、螺旋机后半部下井并连接、拼装平台下井并连接、台车整体迁移并和盾体连接，连接所有管线路、皮带连接等工作，进行通电调式盾构机组装。

(6)调式成功后，按照整体始发技术进行盾构始发。

通过采用上述技术方案，使其与现有技术相比具有以下有益效果：

该技术结合整体始发技术和分体始发技术的优缺点，使用新奥法施工一段距离增加始发空间的长度，使始发方式可以采用整体始发技术，该技术始发流程简单，安全性高；避免分体始发技术所带来的的管线和设备改造技术要求和费用增加；具有较好的经济效益。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。