冯耕琨
中咨工程管理咨询有限公司，北京 100085
摘要：随着经济的迅速发展，城市轨道技术也有了较快的发展，但由于技术的限定，轨道建设也遇到了许多问题，本文分析了小半径曲线中地铁隧道盾构法施工易发生的问题，并提出了一些解决措施。
关键词：盾构小半径；始发与掘进；注意事项；质量控制
一、工程概况
上清桥站为昌南线与M19号线的换乘站，两站同台换乘，同期实施。车站为岛式站台，西侧负三层为昌南线右线，负四层为昌南线左线；东侧负三层为M19左线，负四层为M19右线。昌南线和M19有效站台长度分别为118m、186m,车站总长352.1m，标准段宽28.9m、高29.98m，加宽段34.38m、31.8m、高31.6m、31.2m。昌南线车站有效站台中心位置轨面标高13.9m、23.3m，覆土约2.63m，底板深约34m。车站负一层为综合管廊层，负二层为站厅层，负三层、负四层为站台层。车站采用四层三跨构形式，共设置6个出入口、4个风道、3个紧急疏散口及3个无障碍电梯口（如图1）。
图1 上清桥站规划图
二、工程特点
（一）盾构始发为叠落始发，增加了难度
处置措施：叠落段先施工下方隧道后施工上方隧道。叠落始发应在下层左线始发完成后施作钢支撑，待浇筑负一层中板完成后，进行右线始发。
（二）穿越小营西路下拉挡墙，浅覆土掘进安全风险大
处置措施：盾构下穿高挡墙之前，应在地面对挡墙基础周围土体进行超前深孔注浆加固，以减少整体沉降及不均匀沉降。加固范围为挡墙两侧3m，基础下3m，纵向长73.4m。浆液采用单液水泥浆，注浆前应先探查道路下方管线并对浆液配比参数进行室内试验和现场试验。注浆过程中严格控制注浆压力，注浆压力建议控制值为0.2～0.5MPa，具体控制值应以现场试验结果为准，注浆过程中加强人员现场巡视及监控量测，避免注浆压力过大造成挡墙倾斜。根据施工经验严格控制在此处时盾构掘进参数，土压保持在1.0～1.3bar，刀盘转速保持在1.0～1.1r/min，推进速度保持在30～40mm/min，允许沉降控制值≤10min；位移最大速率控制值1mm/d。
（三）盾构贯通掘进后进入接收井需进行解体平移吊出接收
处置措施：清河站设置1座施工竖井及横通道作为接收吊出井，横通道南侧昌南新增暗挖段右线65m，左线35m，轨面标高33.97m。左线采用板门式框架梁的施作形式，按照接收扩大段断面（宽8500，高8950），施作完初支及二衬结构后正常掘进，右线施作完二衬结构后，盾构空推过该段区间。与横通道斜交部分进行深孔注浆加固。
三、主要施工方法
（一）技术准备
1）编制实施性施工方案：在施工前熟悉并复核土建及盾构机相关设计图纸、资料，熟悉项目合同有关技术标准、规范的要求，在此基础上组织编制实施性技术方案，并对施工方案进行充分论证和优化。
2）制定现场作业管理办法：制定现场施工的技术管理办法以及有关质量、安全、进度管理办法。
3）进行施工前培训：对所有人员进行技术培训、操作规程培训，以提高作业人员技术和操作水平，从而保证施工质量，并确保工程施工顺利进行。
（二）施工前周边环境管线及建（构）筑物调查
指定专职工程师负责调查工作，主要调查盾构区间沿线管线及建（构）筑物情况，以便提前制定相应的保护措施。盾构始发前，对盾构施工影响区域既有地面建（构）筑物进行裂缝、沉降、倾斜及其它结构缺陷等情况展开全面调查，并通过文字、摄影和摄像等方式进行详细记录。在盾构施工对该区域影响基本消除后请相关单位进行对比复查及评估，以掌握盾构施工前后的影响情况。
（三）设备与材料准备
本工程所需的机械设备、材料按计划提前准备、采购，确保工程需要时可及时运送到场。盾构机组装所需的工具应提前购入，特制工具提前测试，并熟悉其使用方法。
（四）现场施工准备
1）做好盾构始发场地内的临建规划及施工，包括搅拌站、渣土池、轨道梁、循环水箱、充电池等，并接入施工用水、用电；
2）做好盾构施工相关人员的进场工作；
3）做好盾构始发场地内的清理及地面硬化工作。
4）盾构区间曲线始发，盾构在基座上以近似中线的角度顺直掘进，并与坡度垂直，反力架设置垂直于中线。
（五）端头加固
1）端头加固范围及方法
盾构进洞时，洞口段地层预先进行地层加固处理，以保证盾构机进洞的安全，采用双重管水泥旋喷加固，高压旋喷桩水平加固范围为北侧端墙纵向6m+横向13.284m的矩形，竖向加固范围为从盾构洞门顶以上3米的标高至结构底板以下3米的地层，洞门两侧加固范围为各向外延伸3米，共需旋喷桩336根。
2）加固要求
加固土体无侧限抗压强度不小于0.8MPa；
加固土体渗透系数不大于1.0×10-6cm/s。
3）洞口加固合格要求
对洞门加固区域进行抽芯检测：根据加固抽芯情况，判定其加固强度是否满足设计要求，特别要注意加固体连续性是否良好。当加固检测效果不佳时，应进行补充加固。
（六）洞口围护结构处理
（1）洞门凿除的条件
1.盾构机已经下井并安装调试验收合格。
2.端头井加固已经完成，加固效果满足设计要求。
3.洞门探孔情况良好，无水、沙流出。
4.始发验收通过。
（2）盾构始发、接收洞门破除施工工艺流程
洞门凿除的原则：合理分块，快速凿除，确保安全，洞门凿除采用高压风镐结合人工修凿方式，由下至上进行凿除，洞门共分为12块，最大分块小于4m2（分块详见图4.10连续墙洞门凿除分块图）。
（3）盾构始发洞门破除应在盾构始发前5天进行，分为四个步骤进行破除，分别为：
①破除地连墙背土面120mm混凝土，割除内侧钢筋。
②凿除360mm素混凝土。
③凿除200mm素混凝土，直至露出地连墙外侧钢筋。
④待始发盾构调试完毕后，利用刀盘磨除外侧钢筋，破除剩余混凝土。
（4）盾构接收洞门破除应在盾构机距接收井20环位置时进行破除施工，施工步骤与始发洞门破除相同，但在进行最后一步破除前，应根据盾构机推行速度，盾构机刀盘处在距接收井30cm位置。
（5）盾构始发、接收洞门破除施工工艺流程图。
（6）脚手架的搭设
洞门凿除平台用脚手架搭设。脚手架采用Ф48钢管，高度为7.6m（含顶部1.2m护栏），设置5道竖撑，4道横撑，间距均为1.5m，宽度1.5m。脚手架需下部垫实，脚手架侧面须用斜撑将其撑实，正面与盾构机撑实。上人横撑上面均铺设木板，并与横撑固定。凿除洞门时应在洞圈内搭设脚手架，可以不考虑风荷载，计算公式如下：
Sd=1.1(SGk+1.15SQk)<=Rd/γm
式中：Sd——荷载效应设计值
SGk——恒荷载标准值产生的作用效应
SQk——施工荷载标准值产生的作用效应
Rd——脚手管强度设计值（此处采用冷弯薄壁型钢管）
γm——材料强度附加分项系数,钢管脚手架取值如下：
γm=1.1705*(SGk+SQk)/(SGk+1.15SQk)
此处恒荷载自重标准值SGk=0.35kN/m2,施工荷载标准值SQk=3kN/m2,钢管抗压强度Rd=0.205*106kN/m2,γm=1.0319。
经计算：
Sd=4.18kN/m2
Rd/γ＝0.199*106kN/m2
Sd<=Rd/γ
四、结语
对小半径的隧道施工中，既有和一般情况下的隧道施工的相同特点，也有其独特性和难以控制的困难，所以在施工过程中，我们要重点研究和掌握它特殊的一面，取得良好的施工效果。
参考文献：
[1]贺晓鹏.小半径曲线段盾构过区间风井施工技术[J].施工技术，2015，S1：185-188.
[2]杨福坤.6m直径土压平衡盾构机长距离下穿浅覆土河道施工技术[J].山东交通科技，2015，01：67-68.