盾構(gòu)起步是隧道盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié)，也是盾構(gòu)法施工隧道的難點(diǎn)之一，起步成敗對(duì)隧道施工質(zhì)量、進(jìn)度、安全、工期和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生決定性影響。曲線(xiàn)的開(kāi)始更加困難，更加重要，特別是R500m以下的曲線(xiàn)的開(kāi)始一直是盾構(gòu)施工界的禁區(qū)，設(shè)計(jì)和施工都盡量避免。盾構(gòu)曲線(xiàn)首次在北京啟動(dòng)，本工程R400m的小半徑曲線(xiàn)在國(guó)內(nèi)外也很少見(jiàn)。

2工程概況

XX地鐵五號(hào)線(xiàn)是XX市軌道交通線(xiàn)規(guī)劃中重要的南北向干線(xiàn)，本工程為XX地鐵五號(hào)線(xiàn)XX站~XX站區(qū)間隧道的一部分，位于XX地區(qū)。盾構(gòu)從XX盾構(gòu)工作井開(kāi)始，該盾構(gòu)工作XX區(qū)間暗挖隧道，西接區(qū)間盾構(gòu)法隧道位于R400m曲線(xiàn)上，長(zhǎng)15000mm，寬9200mm，盾構(gòu)開(kāi)始孔門(mén)和隧道軸成950夾角。盾構(gòu)始發(fā)段平面為R400m曲線(xiàn)，鉛垂面為24‰下坡。盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)為單層組裝式鋼筋混凝土預(yù)制管，結(jié)構(gòu)截面為圓形，管外徑6000mm，內(nèi)徑5400mm，厚度300mm，環(huán)寬1200mm，每環(huán)6張，管之間用φ24mm彎曲螺栓連接。 始發(fā)段隧道洞身主要通過(guò)地層為粉土、粘土和粉質(zhì)粘土，具體水文地質(zhì)條件見(jiàn)圖1所示。 本工程采用日立造船株式會(huì)社設(shè)計(jì)制造的土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)。

3盾構(gòu)小曲線(xiàn)半徑開(kāi)始的難點(diǎn)和要點(diǎn)

3.1開(kāi)始路徑的合理選擇盾構(gòu)開(kāi)始段包括盾構(gòu)開(kāi)始井在R400m的小半徑曲線(xiàn)段，但由于開(kāi)始時(shí)條件的制約，盾構(gòu)開(kāi)始路徑的合理選擇是盾構(gòu)開(kāi)始路徑的合理選擇，盾構(gòu)開(kāi)始路徑的合理選擇

3.2負(fù)環(huán)管件和反力架設(shè)置的盾構(gòu)曲線(xiàn)開(kāi)始時(shí)，特別是小半徑曲線(xiàn)段開(kāi)始時(shí)盾構(gòu)推進(jìn)反力的大小和方向有很大的不確定性，負(fù)環(huán)管件和反力架能否穩(wěn)定可靠地將其巨大的反力傳遞給地層是曲線(xiàn)開(kāi)始成功的另一個(gè)難點(diǎn)和關(guān)鍵。

3.3 盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)各參數(shù)的合理選擇 本工程盾構(gòu)始發(fā)段不僅處于R400m的小曲線(xiàn)段，而且處于24‰下坡段，盾構(gòu)姿態(tài)的控制至關(guān)重要，推進(jìn)時(shí)各參數(shù)的合理選擇成為關(guān)鍵。

4 盾構(gòu)曲線(xiàn)始發(fā)方案

盾構(gòu)始發(fā)時(shí)，從始發(fā)洞門(mén)開(kāi)始其中心路徑前8.5m（盾構(gòu)主機(jī)長(zhǎng)8.405m）沿隧道設(shè)計(jì)中心線(xiàn)（R400m曲線(xiàn)）的內(nèi)弦線(xiàn)（它通過(guò)始發(fā)洞門(mén)中心線(xiàn)，偏離隧道設(shè)計(jì)中心線(xiàn)最大值為31mm）推進(jìn)，待盾尾脫離基座后逐步調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)使盾構(gòu)沿隧道設(shè)計(jì)線(xiàn)路推進(jìn)。負(fù)環(huán)管片全部采用閉環(huán)管片并對(duì)負(fù)環(huán)管片實(shí)行立體加固，確保負(fù)環(huán)管片具有足夠的剛度，不發(fā)生上浮、下沉及左右偏移，穩(wěn)定可靠地將盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)的巨大反力傳遞給反力架。反力架的承載力按1800t考慮，具體配置如圖2所示。圖2盾構(gòu)曲線(xiàn)開(kāi)始配置圖(單位mm)

5盾構(gòu)曲線(xiàn)開(kāi)始施工技術(shù)

5.1開(kāi)始準(zhǔn)備

5.1開(kāi)始加固孔門(mén)土體

為了確保盾構(gòu)開(kāi)始孔門(mén)圍護(hù)樁除后孔門(mén)土體的安全和盾構(gòu)開(kāi)始階段其姿勢(shì)的穩(wěn)定，結(jié)合該階段的水文地質(zhì)狀況，采用了旋噴和φ800mmC10素混凝土樁結(jié)合的聯(lián)合加固方案。同時(shí)，考慮到始發(fā)孔門(mén)與隧道軸線(xiàn)不垂直，為了防止盾構(gòu)始發(fā)時(shí)刀盤(pán)受力不均引起盾構(gòu)偏移，采取了孔門(mén)加固體與盾構(gòu)始發(fā)路徑垂直的措施。

5.1.2孔門(mén)密封本工程盾構(gòu)始發(fā)孔門(mén)采用通常的橡膠快門(mén)密封方式，孔門(mén)注入采用盾構(gòu)同步注入裝置注入式，不單獨(dú)埋入注入管。

5.1.3?。??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????基座與始發(fā)井底板的埋入材料焊接牢固，側(cè)面設(shè)置鋼支撐，確保盾構(gòu)始發(fā)時(shí)不滑動(dòng)。

5.1.4????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

5.1.5????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????本工程負(fù)環(huán)管片均采用閉環(huán)管片，立體加固，隨施工加固，保證盾構(gòu)始發(fā)推進(jìn)的巨大反力可靠、穩(wěn)定地傳到反力架，不發(fā)生相對(duì)位移和超限變形，確保正環(huán)管片的錯(cuò)誤量和密封質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

5.1.6導(dǎo)軌為了防止盾構(gòu)開(kāi)始時(shí)磕頭，在開(kāi)始孔門(mén)上設(shè)置了足夠強(qiáng)度和剛性的導(dǎo)軌。

5.2開(kāi)始推廣控制

5.2.1.1.盾構(gòu)開(kāi)始時(shí)姿態(tài)盾構(gòu)開(kāi)始時(shí)其鉸接角度為零，盾構(gòu)中心軸線(xiàn)位于隧道設(shè)計(jì)中心線(xiàn)的外側(cè)，即在盾構(gòu)開(kāi)始路徑的延長(zhǎng)線(xiàn)上，其坡度與隧道設(shè)計(jì)坡度一致，即24‰。但比設(shè)計(jì)高程抬高了15mm。

5.2.2 盾構(gòu)離開(kāi)基座前姿態(tài)控制 盾構(gòu)離開(kāi)始發(fā)基座前基本沿預(yù)定始發(fā)路徑直線(xiàn)前進(jìn)，必要時(shí)可通過(guò)對(duì)推進(jìn)千斤頂?shù)倪x擇來(lái)對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)作微量調(diào)整，在此期間盾構(gòu)須切割洞門(mén)加固體，以慢速、低壓為推進(jìn)原則，以確保盾構(gòu)姿態(tài)的穩(wěn)定。經(jīng)計(jì)算在盾構(gòu)工作井盾構(gòu)始發(fā)處土壓力為0.11Mpa，加固段推進(jìn)時(shí)由0逐漸增至0.11MPa左右，盾構(gòu)機(jī)出加固區(qū)前為克服地層土體強(qiáng)度的突變，防止地面沉降過(guò)大，必須將土壓力的設(shè)定值逐漸提高到0.14MPa，并根據(jù)地面監(jiān)測(cè)反饋的信息對(duì)土壓力設(shè)定值及時(shí)做出調(diào)整。盾構(gòu)推進(jìn)速度控制在5mm/min以?xún)?nèi)，刀盤(pán)轉(zhuǎn)速控制在0.5r/min。

5.2.3盾構(gòu)離開(kāi)底座后的姿勢(shì)控制盾構(gòu)離開(kāi)底座后的盾構(gòu)處于比較自由的狀態(tài)，一般通過(guò)盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂?shù)暮侠磉x擇來(lái)調(diào)整盾構(gòu)的姿勢(shì)，必要時(shí)可以同時(shí)使用鉸接功能進(jìn)行調(diào)整，使盾構(gòu)沿隧道設(shè)計(jì)軸線(xiàn)推進(jìn)。盾構(gòu)在曲線(xiàn)段施工時(shí)具有一定的盾構(gòu)離心現(xiàn)象，特別是R400m的小半徑曲線(xiàn)段更加明顯，刀尖一般應(yīng)向內(nèi)偏離設(shè)計(jì)軸線(xiàn)20mm左右。30環(huán)以前盾構(gòu)推進(jìn)速度應(yīng)控制在30mm/min以?xún)?nèi)，刀盤(pán)轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在1r/min以下，以后盾構(gòu)推進(jìn)速度可逐步提高到40~60mm/min，刀盤(pán)轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在1~1.2r/min，土壓穩(wěn)定在0.1~0.15。在此期間，有必要加強(qiáng)地面監(jiān)控測(cè)量和隧道施工的人工審計(jì)測(cè)量，并根據(jù)此及時(shí)調(diào)整各參數(shù)。

6盾構(gòu)曲線(xiàn)開(kāi)始施工效果

根據(jù)業(yè)主委托的專(zhuān)業(yè)測(cè)量機(jī)構(gòu)的檢查結(jié)果，本工程的小半徑、大下坡盾構(gòu)曲線(xiàn)開(kāi)始非常成功，隧道軸線(xiàn)水平偏差最大為42mm，高度偏差最大為31mm，管道偏差基本在2mm以?xún)?nèi)，最大為5mm，該段隧道沒(méi)有發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)和管道頂部裂紋現(xiàn)象，地面最大隆起為1mm，最大沉降為12mm該段開(kāi)始完成后，許多國(guó)內(nèi)外同行和專(zhuān)家到現(xiàn)場(chǎng)參觀，肯定并贊揚(yáng)其施工質(zhì)量。