暗挖施工始发井和吊装井结合的盾构侧始发掘进施工方法及结构与流程

本发明涉及城市轨道交通工程中盾构施工的施工方法。

背景技术：

随着近些年政府加大对基础设施，尤其是城市轨道交通建设领域的投资，全国的建设浪潮如火如荼，如何能够安全、经济、高效的建设出一条条高质量的轨道交通，一直成为参建各方时时在考虑的问题。区间作为城市轨道交通工程的重要组成部分，也离不开安全、经济、高效等方面的选择，由于盾构工法具有地层适应性强，地面沉降可控，掘进施工时对环境影响小，安全性高等优点，作为区间施工的一种常用工法，愈来愈受到工程人员的青睐。

但是盾构机的始发需要在区间正上方通过明挖施工建设大体量的始发井，盾构掘进过程中还需要通过该井进行出渣、吊运管片等作业，造成始发井短时间内无法封闭并恢复环境。对于环境简单，如交通量小、管线少、且临近井位无重要建构筑物等影响因素的区域，施工始发井基本可行。但是，城市中的区间环境往往位于交通繁忙、管线众多、且布置有重要建构筑物的区域，根本无法设置传统的始发井，从而造成盾构这种安全、高效的工法无法使用。当我们无奈的选择长大区间暗挖施工时，需要采取降水、超前支护、注浆等措施来保证施工安全，但工程事故也时有发生。

如何能够在环境复杂的区域设置始发井采用盾构法施工，一直困扰着地铁参建各方。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种暗挖施工始发井和吊装井结合的盾构侧始发掘进施工方法及结构，以解决在环境复杂的区域设置始发井采用盾构法施工，有效地降低复杂环境对盾构施工的影响，大大增加了盾构工法的适应性，有效地提升地铁区间工程施工的安全性、高效性等技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种暗挖施工始发井和吊装井结合的盾构侧始发掘进施工方法，通过暗挖工法施工，在交通量小、管线少、且无重要建构筑物等影响因素的区域设置盾构始发井及吊装井，两者之间通过暗挖通道相连，在吊装井与始发井相连通道内设置岔线，将盾构机通过始发井吊装就位，通过始发通道将盾构机运送至环境复杂区域，后配套设备通过吊装井下吊至连接通道内，通过吊装井与始发通道之间的连接通道将盾构后配套设备就位，并与盾构机连接就位；而后，在始发通道内完成盾构机的始发，掘进过程中，通过连接通道及吊装井另一侧的折返通道完成出渣、管片吊运工作，直至盾构区间施工完毕。

一种暗挖施工始发井和吊装井结合的盾构侧始发结构，它包括：始发井1、始发通道2、吊装井3、连接通道4和折返通道5；始发井1及吊装井3均位于远离复杂环境的周边空地上，满足盾构机就位需求的始发通道2及吊装井3通过满足盾构后配套设备就位需求的连接通道4相连，在满足掘进的出渣、吊运管片需求的吊装井3另一侧设置保证运输车辆的折返需求的折返通道5。

本发明有以下优点和积极效果：

1)降低工程施工风险，减小施工造价及对地下水的抽排

以北京地铁某区间为例，通过暗挖、盾构方案的比选，结构造价单延米暗挖较盾构增加约1万，降水总量暗挖较盾构增加不小于30万方，暗挖施工需采取超前支护、注浆等辅助措施保证安全。

最终该段区间采用侧始发盾构法施工，减小了工程投资、地下水抽排以及降低了工程风险。

2)现场监测结果验证

区间安全贯通，且地面沉降均满足设计控制要求。

3)经济效应分析

标准断面单线暗挖区间较盾构区间每延米结构增加费用约1万，盾构井造价约1200万左右。通常一段标准区间的长度约1km(单线长度约2km)，则两工法差额约2000万，扣除盾构井费用后，盾构区间较暗挖区间减小投资约800多万，考虑降水费用后，差额会更大。

4)社会、环境效应分析

盾构法作为一种安全、经济、高效的工法，本应广泛采用，受制于地面复杂环境的影响，在一些区域，无法合理选用。侧始发技术的推出，可以为盾构法更广泛的使用创造便利的条件，从而创造更加环保、安全等的施工环境，更加有利的保证人民生命财产的安全。

附图说明

图1为本发明平面示意图；

图2为本发明始发井及始发通道展开剖面示意图；

图3为本发明盾构始发通道剖面示意图。

附图中编号：始发井1、始发通道2、吊装井3、连接通道4、折返通道5、盾构机6、盾构后配套7、待掘进盾构区间8、地面线9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

一种暗挖施工始发井和吊装井结合的盾构侧始发掘进施工方法，通过暗挖工法施工，在交通量小、管线少、且无重要建构筑物等影响因素的区域设置盾构始发井及吊装井，两者之间通过暗挖通道相连，在吊装井与始发井相连通道内设置岔线，将盾构机通过始发井吊装就位，通过始发通道将盾构机运送至环境复杂区域，后配套设备通过吊装井下吊至连接通道内，通过吊装井与始发通道之间的连接通道将盾构后配套设备就位，并与盾构机连接就位；而后，在始发通道内完成盾构机的始发，掘进过程中，通过连接通道及吊装井另一侧的折返通道完成出渣、管片吊运工作，直至盾构区间施工完毕。

一种暗挖施工始发井和吊装井结合的盾构侧始发结构，它包括：始发井1、始发通道2、吊装井3、连接通道4和折返通道5；始发井1及吊装井3均位于远离复杂环境的周边空地上，满足盾构机就位需求的始发通道2及吊装井3通过满足盾构后配套设备就位需求的连接通道4相连，在满足掘进的出渣、吊运管片需求的吊装井3另一侧设置保证运输车辆的折返需求的折返通道5。

如图1、2、3所示，本发明的技术方案的具体应用与特点如下：

1)始发井、吊装井自身施工对周围环境影响小

井位选址一般可设置在周边环境简单，施工影响小的区域，同时施工过程中通过搭设全封闭的施工棚可有效控制噪音对环境的影响，竖井开挖从既有工程中发现，地面沉降完全可控。通过井位选址、噪音控制、沉降控制等方面可有效减小井位施工对周边环境的影响。

2)各通道施工对环境影响小

通道施工均采用暗挖法，对地面管线、交通几乎没有影响，一般也不会产生噪音污染。在通道开挖过程中，严格管理各项施工措施的及时有效使用，连接通道、折返通道做到支护结构快封闭；始发通道依据周边环境选择合理的预加固措施，保证地面沉降可控。

3)盾构始发制约因素大大减小

由于始发井、吊装井可设置于环境影响小的区域，盾构始发主要是通过通道内转运实现就位，完全避免了传统始发方式的受制约情况，大大减小了盾构始发的制约因素。

4)盾构掘进安全、高效

如采用传统始发方式，一些受控因素较多地区域一般只能选择暗挖法代替盾构法，施工速度慢，安全系数较盾构法低。采用侧始发工法后，对于同条件区间，掘进施工的速度较人工暗挖的速度大大提高，同时安全性也更有保障。