李超 苑振辉 张雅晶
中铁隧道集团二处有限公司，河北 廊坊 065201
摘要：南水北调东干渠工程采用盾构法施工，由于8#盾构井条件限制，故对整体隧洞掘进进行优化，由9#盾构井始发的盾构机掘进至8#盾构井后，继续向7#盾构井掘进，并将9#盾构井内盾构机施工的配套设施改在8#盾构井内。过8#盾构井采用井内回填土模拟盾构机掘进的方式。采用此方法在盾构机过井方式上施工较为简单，能够较好的提高功效。
关键词：盾构机；盾构井；始发井；过井；过站
1 引言
南水北调东干渠五标段工程位于北京市东部地区，工程始于东坝路9#盾构始发井至八间房村南的8#盾构始发兼接收井,由8#盾构始发兼接收井沿五环路外侧穿越东坝河,沿五环路外侧穿越环铁桥京包铁路西北500m处7#盾构接收井。
两个盾构区段9#盾构井～8#盾构井1560m， 8#盾构井～7#盾构井2370m。根据施工优化将采用1台盾构机由9#盾构井直接掘进至7#盾构井，途经8#盾构井，过8#盾构井采用井内回填土模拟盾构机掘进的方式。
2 工程概况
2.1 8#盾构井竖井位置及周边环境
8#盾构井紧邻北京五环路外侧，位于将台村路与坝河之间，距离将台村路约200m，施工场地为绿化带，周边地表无重要建筑物。
8#盾构井桩号16+321.396～16+271.796，长度49.6m，井深26.84m，地面高程31.82m，地下连续墙厚度1.2m。基坑形式为哑铃型，两侧端部大小为14m×14.5m。（见图1）
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图1 8#盾构井平面示意图
2.2 工程地质及水文地质
2.2.1 工程地质情况
8#盾构井地面高程为31.82m，地层结构主要为（从上至下）：杂填土、素填土、粉质黏土、细中砂、粉质黏土、粉砂、粉质黏土、细中砂等。
盾构机掘进期间8#盾构井井内为后期施工回填土。
2.2.2 水文地质情况
8#盾构井工程区地下水埋藏类型为第四系孔隙水，工程区连续分布有两层地下水，第1层地下水埋深为2.47m，水位高程26.33m，含水岩组为粉质黏土层赋含层间水的砂土及粉土透镜体。第2层地下水埋深为24.6m，水位高程4.2m，含水岩组为细中砂，具有弱承压性，一般承压水头为2～5m。（见图2）
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图2 8#盾构井地质剖面图
3 施工工艺
盾构机常规过井的工艺为接收平移再次始发，此类工艺较为成熟，广泛应用于地铁盾构过井。但接收、始发所需吊运、安装、拆除的钢构件种类繁多，工序转换频繁、复杂，安全风险控制点较多，同时盾构需要分体，平移到位后需要重新组装联机调试，再次始发完成后还需拆除反力架、始发基座、负环管片等，最后再进行铺设双轨、道岔。
盾构机穿越8#盾构井，将已施工完成的8#盾构井内进行回填土方，盾构机模拟正常掘进进行施工。
盾构机刀盘直径6.28m，洞门中心到竖井标准段底部3m，按盾构机掘进正线姿态掘进，刀盘底部差140mm，导致刀盘受阻，无法通过8#盾构井标准段底板，故盾构机进井掘进时应调整好姿态，确保在标准段位置不卡刀盘。（见图3）
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图3 8#盾构井南侧端示意图
8#盾构井施工完成后，在盾构机到达前破除完洞门，并将洞门内外侧钢筋全部割除(内侧钢筋割除时，边割边填)，保留迎土侧的混凝土。分层回填夯实洞门顶上1倍洞径(即6m)。盾构机接近8#盾构井南侧端，复核掘进参数，调整姿态，掘进速度≤40mm/min。接近8#盾构井北侧端，复核掘进参数，调整掘进姿态，再次进入北侧洞门。继续掘进100m，停机。
开挖8#盾构井基坑土方，拆除基坑内的管片及轨道，并将坑内回填土方全部挖除，在8#盾构井北侧端及标准段进行轨道安装，同时将盾构机大电由9#盾构井改至8#盾构井，完成后，南侧端包含已掘进完成区段进入二衬施工阶段，北侧端继续进行盾构掘进。（见图4）
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图4 盾构井过8#盾构井施工流程图
3.1 进出洞端头降水
为确保盾构机进出洞安全，在8#盾构井南北两侧端头各打设6个降水井。位置距离隧道外边线1.5m，距离8#盾构井外边线2m，降水井间距3m。井深80m，成孔直径600mm，滤管采用内径400mm的无砂水泥滤管，外包滤料采用直径5～10mm的干净石子。
盾构到达8#盾构井前1个月开始进行抽水作业，24小时不间断抽水。同时每侧各备用1台潜水泵，出现故障及时检修或更换。确保盾构井端头水位控制在8#盾构井底板以下。（见图5）
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图5 8#盾构井降水井位示意图
3.2 洞门破除
3.2.1 洞门破除要求
1)端头土体加固完成。
2)洞门范围内，对地基加固情况进行垂直取芯检测，《混凝土芯样强度试验报告》达到合格标准。
3.2.2 洞门凿除顺序
破除竖井围护结构的地下连续墙壁的混凝土→割除地下连续墙壁的钢筋→清理废碴。
3.2.3 洞门凿除方法
在确认加固良好的情况下，共分两阶段进行洞门凿除，首先凿除地连墙外侧混凝土保护层，割除外侧钢筋，然后人工用风镐按照从上往下、从左往右的原则分层破除洞门位置连续墙的混凝土(先破除迎坑面一半的混凝土，再破除余下迎土面混凝土)，留出内侧钢筋及钢筋保护层，清理洞门凿除产生的废碴。然后边回填土，边割除洞门的钢筋，割除内层钢筋先横后竖、自下而上，严禁自上而下、一次性全部切割钢筋。
3.3 基坑回填
3.3.1 回填顺序
基坑底清理→检验土质→分层铺土→分层碾压密实→检验密实度→修整找平验收
3.3.2 回填方法
1)回填高度为洞门顶1倍洞径。
2)回填土不得含有杂草、垃圾、石块、碎砖等，分层夯实，碾压密实度≥93%；
3)基坑回填土采用机械碾压时，搭接宽度不得小于200mm。人工夯填时，夯与夯之间重叠不得小于1/3夯底宽度；
4)基坑回填应分层、水平压实；结构两侧应水平、对称同时填压。
3.4 盾构过井
3.4.1 盾构进井
盾构机接近8#盾构井南侧端100m时，通过前一个竖井(14#二衬竖井)，进行导线和高程测量的多次联测，同时测量复核8#盾构井南侧洞门。
盾构机接近8#盾构井南侧端前20m掘进原则：使用较小的推力，推进速度控制在40mm/mim以下，调整土仓压力略低于理论土压力，保证同步注浆质量，另外采取辅助措施加强管片环间连接，以防因盾构机掘进推力的减少引起管片环缝接触松弛、张开并造成漏水，从而引起环间松动而影响密封防水效果。
3.4.2 盾构机过井
盾构机进入8#盾构井后，进行全环拼装推进过8#盾构井。过8#盾构井过程中，调整好掘进姿态，匀速推进，为确保盾构机端头下沉及过标准段的不利因素，盾构机掘进姿态适当抬高。
(1)盾构机姿态控制
1)采用隧道自动导向系统和人工测量辅助进行盾构机姿态监测
随着盾构机推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位，为保证推进方向的准确可靠性，拟过8#盾构井进行两次人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态，确保盾构掘进方向的正确。
2)采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向
根据线路条件所做的分段轴线拟合控制计划、导向系统反映的盾构机姿态信息，结合隧道地层情况，通过分区操作盾构机的推进油缸来控制掘进方向。
在出8#盾构井南侧洞门掘进时，适当加大盾构机下部油缸的推力；在盾构机刀盘过8#盾构井标准段时，掘进时则适当加大上部油缸的推力；在标准段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力保持一致。
(2)盾构管片拼装
盾构机在8#盾构井掘进期间，为方便后期8#盾构井内管片拆除，将根据盾构机盾壳的长度，在8#盾构井南侧端进井后7.2m由错缝拼装改为顺缝拼装，截止到8#盾构井北侧端出井后7.2m，由顺缝拼装改为错缝拼装，恢复正常管片拼装方式。
(3)同步注浆
在8#盾构井内注浆主要以填充为主，为减轻同步注浆后，管片周边的固结的浆体对后期拆除造成影响，在注浆过程中，适当减少水泥用量，增加粉煤灰及膨润土的比重。
3.4.3 盾构机进洞
盾构机到达8#盾构井北端调整好进入8#盾构井北侧洞门的掘进姿态，进洞后逐渐加大土仓前端压力至设计压力，掘进完8#盾构井北侧加固区段后，按正常盾构掘进参数进行。
3.5 盾构井清理
8#盾构井基坑清理分为四步：
(1)盾构机盾体完全进入洞门后，对基坑回填土方进行开挖，开挖至隧洞中线以下位置停止开挖。开挖过程中同步对洞门周边间隙进行封堵。
(2)待盾构机掘进至100m停机后，上3环管片拆除完成后，开挖土体至管片下部，拆除剩余管片。
(3)最后开挖剩余土方，并将基底清理干净。
(4)重新在8#盾构井底部施工盾构机施工作业平台及轨道，将上一个盾构机工作井内电缆、泵等相关设施转接至8#盾构井。
施工完成后，将完成此次盾构机过井。
4 结语
整个穿越8#盾构井共分为4个阶段，第一阶段为施工前期准备阶段，第二阶段为盾构机过8#盾构井井内掘进阶段，第三阶段为盾构机出8#盾构井正常掘进区间阶段，第四阶段为8#盾构井清理及恢复阶段。关键节点二阶段6d，三阶段9d，四阶段7d，总计穿越共耗时22d。施工较为简便，确保了工程进度。
参考文献：
[1]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术.人民交通出版社，2012.
[2]陈馈，洪开荣，吴学松.盾构施工技术[M].人民交通出版社，2009.
[3]乐贵平，贺少辉，罗富荣.北京地铁盾构隧道技术[M].人民交通出版社，2012.
[4]王云江,曾益平.城市轨道交通工程盾构施工与管理[M].化学工业出版社，2013.
作者简介：
第一作者：李超，男，1991年12月，汉族，陕西省渭南市蒲城县，大专，研究方向：主要从事隧道及地下工程施工技术管理
第二作者：苑振辉，男，1989年06月，汉族，河南省周口市川汇区，大专，研究方向：主要从事隧道及地下工程施工技术管理
第三作者：张雅晶，女，1995年04月，汉族，陕西省渭南市蒲城县，中专，研究方向：主要从事隧道及地下工程施工资料管理