粤水电轨道交通建设有限公司
摘要：针对珠江三角洲水资源A2标盾构施工项目存在始发井为超深圆形竖井，结合现场的施工条件、盾构机尺寸和始发井的特点，由于井口内空间狭小，要求制定的超深圆形竖井的盾构下井和始发专项施工方案。基于此，本文结合上述工程现场情况对盾构机下井吊装及分体始发方式进行探索，并在提出了具体的专项施工方案，以期能够为相关人士提供参考借鉴。
关键词：超深圆形竖井；盾构机；下井吊装；分体始发
前 言：
随着我国经济的不断发展，当前输水干线建设规模正不断扩大，超深圆形竖井的盾构机施工正随着科学技术的发展而不断完善，将其应用在实际施工中能够提高建设效率，其相较于常规盾构机，但进场、下吊、组装、始发到吊出离场的难度更大，因此需要提高施工人员的技术应用要求，以此快速地完成盾构机的吊装下井施工作业。在此基础上，必须探索符合实际需求的始发专项施工，在保证施工质量与安全的条件下，将施工的步序进行调整，以更加合理、经济的吊装顺序进行施工及始发，从而提高工程建设效益。
1 超深圆形竖井工程概况
珠江三角洲水资源配置工程由输水干线、深圳罗田水库至公明水库、南沙支线组成，输水线路总长度113.2km。A2标LG03～LG02盾构工区线路长2.943km该段最大坡度0.5%，埋深41.66m～60.72m，盾构从LG03#井下井始发，从LG02#吊出。本工区采用两台直径均为6280mm土压平衡盾构机施工，盾构管片混凝土强度等级C55，抗渗等级w12，盾构管片外径6m，管片厚度0.3m，管片内径5.4m，建筑物级别为1级，盾构隧道建筑物设计基准期为100年，结构抗震设计烈度为7度，整体建设符合规范要求。
2 始发井情况分析
LG03#工作井围护结构的平面布置为圆形如图1所示，外直径35.9m，内直径30.5m，地连墙厚度1.2m，洞门深度2.2m，嵌入基坑底6m，地下连续墙成槽深度达77.98米，基坑开挖深度达73.98米。但井内了实际可用空间只剩两条线路的洞门边线之间，尺寸为22.5m*5.54m，井深为66.78m，基坑开挖采用地下连续墙支护，建设区域地表空旷，且周边无重要建（构）筑物。
因为LG03#工作井较深，井内空间小，要同时完成2台盾构的始发工作。按照常规的盾构台车放置地面的始发方式，则造成管线长度太长，管线堵塞时处理难大等缺点，项目通过充分考虑，制定在井内完成盾构分体始发工作的任务[1]。
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图1 始发井示意图
3 超深圆形竖井的盾构下井吊装及分体始发布置
3.1盾构机参数
LG03#工作井～LG02#工作井盾构区间盾构机直径均为6280mm，包括主机、设备桥、7节台车，整机长度约100m。最重部件前盾为125t，台车最重为35t，具体如表1.所示。
表1.盾构机运输参数表
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3.2地面吊装区域布置
本区间两台6280土压盾构吊装区域均为始发井端头，采用400t履带起重机进行吊装。地面现浇一块C30钢筋混凝土板，周边无影响吊装建筑物或管线。吊装区布设两层Φ20@200钢筋网，混凝土板长18m、宽13m、厚为350mm。
3.3盾构吊装
3.3.1 始发架下井
始发托架分为主架和副架，采用分片吊装，单片最重为6t，在井下进行焊接、拼装和连接。始发台架下井后的中心与洞门的中心在一线上，与始发线路完全符合。
3.3.2 盾体起吊翻身与试吊
使用400t履带吊作为主吊，自带额头副臂作为翻身辅助。主钩用4条Ф80mm×8m钢丝绳和4个85t卸扣连接盾体上的4个下井吊装吊耳，而副钩用2条Ф80mm×8m钢丝绳和2个85t卸扣连接盾体上的2个翻身吊耳。待主副钩抬吊起盾体到一定高度，然后保持副钩不动，主钩继续提升，慢慢翻转90°，以此方式完成盾体翻身工作。
盾体翻身完成后，解开翻身的卸扣，起重机缓缓起升，将吊绳蹦紧稍停试吊，试吊高度为100mm，井静置约5分钟以确定有无其他异常。试吊中，测量监测人员、指挥信号工、挂钩工、司机等各人员必须协调配合。发现吊物重心偏移或其他物件粘连等情况时，必须立即停止起吊，采取措施并确认安全后方可起吊。
3.3.3 中盾下井
中盾先在井上地面进行翻身，然后清理回转半径内地面及井下人员，通过起钩、回转、松钩、变幅等动作将中盾就位，用两条缆风绳缓慢调整盾体方位，缓慢平稳下放到井下始发架上[2]。
3.3.4 前盾下井平移
在前盾下井之前，用千斤顶将中盾整个往后平移，留出前盾安装空间。前盾重量为125t，前盾先在井上地面进行翻身，然后清理吊装作业区域内地面及井下人员后，通过起钩、回转、松钩、变幅等动作将前盾就位，用两条缆风绳缓慢调整盾体方位，缓慢平稳下放到井下始发架上。
3.3.5 刀盘下井安装
刀盘下井组装之前用千斤顶将盾体整个往后平移，留3m刀盘安装空间。刀盘的翻身同盾体翻身一致。刀盘完成翻身动作后，通过起钩、松钩、回转、变幅等动作将刀盘下放至前盾处对位安装螺栓。检查刀盘的安装固定情况，确认正确安全可靠之后松钩解除钢丝绳和卸扣，起钩回转吊机，刀盘吊装入井完成[3]。
3.3.6 盾尾下井拼装
根据现场实际情况，此次盾构机尾盾分为上下两块，所以吊装顺序为：尾盾底块→拼装机→螺旋机→尾盾上块。
在主钩上挂4条Ф42×6m钢丝绳和4个25T卸扣，利用盾尾上的4个吊耳，通过回转、变幅、松钩，将盾尾下放，并用揽风绳配合就位。
3.3.7 拼装机下井安装
在主钩上挂4条Ф42×6m钢丝绳和4个25T卸扣，将其中2个卸扣卡到管片拼装机的前端吊装吊耳上，后端2个吊点用短钢丝绳捆绑在悬臂上与卡环连接并限位，30t电动葫芦配合调整就位。
3.3.8 螺旋机下井安装
利用螺旋输送机上2个吊耳，用4条Ф42×6m钢丝绳和2个25T卸扣，采用2点倾斜起吊方式，用30t电动葫芦配合调整，并用揽风绳配合调整就位。
3.3.9 连接桥下井拼装
在主钩上挂4条Ф42×6m钢丝绳和4个25T卸扣，分别连接到已焊接好的4个吊耳上，通过回转、变幅、松钩，将盾尾下放，并用揽风绳配合就位。
3.3.10 反力架及支撑吊装
在盾体往前移3.5m始发托架副架拆除后，开始反力架下半部分吊装，并进行初步固定。在螺旋机、盾尾、连接桥下井后再将上半部分吊装下井，与下半部分进行连接，并作最后的固定及支撑安装焊接。
3.4 提高超深圆形竖井的盾构吊装及分体始发效率的措施
3.4.1 第一阶段
本工区首先始发掘进左线，为此先将掘进右线盾体的1～4号台车吊装下井两两叠放，5～7号台车暂存地面。1与2号台车下井放置后，在台车四周用工字钢制作门字型支撑架，钢支撑上铺设10mm厚钢板，并与工字钢焊接牢固,在支撑架上在放置4与3号台车。（台车叠放顺序为1号下4号上、2号下3号上，如图2）此时，掘进左线盾体接入掘进右线的1～4号台车进行调试，进行分体始发工作。
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图2 1～4号台车叠放示意图
3.4.2 第二阶段
待掘进右线盾体出厂验收完成后，开始进行掘进右线盾构下井吊装及始发工作。在此期间，掘进左线盾构始发掘进50m后，将掘进左线盾构的1～4号台车下井与掘进左线盾构连接、组装、调试完成后，继续分体始发。
待掘进右线盾体下井吊装完成后，与井下掘进右线盾构的1～4号台车连接、组装、调试及分体始发。
3.4.3 第三阶段
待掘进左右线盾构始发掘进88m后，拆除隧道负环，将1～7台车分别下井组装调试，此时盾构分体始发工作已完成，恢复正常掘进。
结束语：
随着国内盾构施工对工期的要求不断提高，类似超深圆形竖井情况下的盾构施工不可避免。本文通过对盾构下井吊装及分体始发的施工工艺及施工步骤进行分析，减少盾构在吊装、始发过程中的施工成本，以此提高施工的经济性、效率性和安全性。
参考文献：
[1]马广强.盾构机下井方案分析[J].黑龙江交通科技，2018，41(3):130-131.
[2]洪伟，孔买群，祁海峰.大直径盾构吊装下井及组装施工技术[J].云南水力发电，2019，35(z2):85-89.
[3]蒋少武,高鹏,邱昌.超狭窄竖井盾构分体始发施工技术研究[J].施工技术,2020,49(1):79-82,112.
[4]田鸿泽，冯浩，翟志国，等.超深盾构接收井建造技术研究[J].浙江交通职业技术学院学报，2020，21(3):16-20.