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1、地铁盾构维修通道施工方法分析 摘要:盾构法施工因其含有安全、快速、环境保护等优势在城市地铁施工中发展迅猛，但盾构施工过程中存在发生故障的风险。介绍了石家庄地铁区间盾构维修通道施工方法，由已完工右线区间向左线开挖导洞。维修人员在正洞内进行盾构维修。该方法结合工程实际并充足研究现场施工环境，达成了对故障盾构立即维修的目标。对盾构施工相关技术人员有所参考和借鉴。关键词:石家庄地铁盾构，维修通道，施工方法 当今在中国城市建设中，地铁工程建设发展在一定程度上代表了城市当代化发展水平。因盾构施工在地铁区间施工中安全、快速、对地面环境无影响等优势特点在多数地铁区间施工中采取1。因为盾构掘进施工过程中存在技术
2、复杂等风险原因，地质条件不确定性或盾构机本身机械方面及刀盘磨损等原因，所以盾构机发生故障的风险在施工中是客观存在的，故障盾构维修是必须的。结合石家庄市城市轨道交通 3 号线地铁工程东广场站孙村站区间左线盾构出现故障后，依据工程施工环境，在不影响地面环境下提出在区间右线开挖横导洞至左线隧道内，然后施作正洞维修空间，从而进行盾构维修，达成盾构快速维修和盾构继续顺利掘进的目标。1 工程概况 当地铁东广场站孙村站区间线路整体呈东西走向，沿线地表建构筑物为砖混结构类低矮房屋、高层商业及住宅楼。盾构机故障区间为东广场站孙村站区间左线，东西走向，该区间盾构机均从孙村站始发，东广场站接收。2 故障盾构机所处位
3、置及地质情况 21 盾构机故障位置 盾构机掘进时刀盘扭矩忽然增大，无法正常掘进，需要停机维修。该区间共 741 环，自东向西掘进至 575 环，剩下 166 环处盾构机因故障停机。该处上方地面为圣安驾校训练场，盾构机顶覆土厚度约 135m。22 地质情况 洞身及洞顶为粉质黏土，洞底为粉质黏土局部夹薄层细砂。粉质黏土:黄褐色，可塑坚硬，土质均匀，局部含少许姜石及钙质结核。细砂:褐黄色，中密密实，稍湿，以石英、长石为主，含云母。该地质情况描述依据经现场勘察后提供的区间地质剖面见图 1。3 方案选择维修通道土建施工及盾构机维修为区间左线盾构机。区间右线已贯通，左线盾构机掘进至第 575 环时出现机械
4、故障停机。因盾构机停机位置上方地面为圣安驾校训练场，在不影响驾校正常训练前提下经综合研究确定，采取在区间右线开挖横导洞至左线隧道内，然后施作正洞维修空间，进行盾构机维修的方案。维修通道由横向导洞及纵向主洞组成，导洞断面形式采取矩形，顶部设拱，由单层初支组成，无二次衬砌。正洞断面形式采取圆形，双层初支结构四面预留安全距离。正洞纵向长度为从盾构机刀盘前方沿盾构机推进方向 3m。盾构维修完成后进行盾构机调试、通道回填、盾构机推进及洞门恢复。4 维修通道施工方法 41 维修通道总体施工步骤 架设维修通道管片暂时支架导洞洞门两侧采取深孔注浆对土体进行加固扩大开挖断面正洞施工采取水泥水玻璃进行深孔注浆加固
5、，采取小导洞法开挖在早期支护全部封闭成环后进行背后注浆正洞土方开挖施工时进行刀盘暂时固定。待围岩及初支基础稳定后进入通道内进行盾构机维修安装盾体支撑架，盾构机带刀盘空推 1m，形成作业空间进行盾构机维修及调试施作盾构机导台，并进行正洞土方回填盾构机在正洞内进行空推，空推至正洞和导洞交界处(马头门处)停止破除导洞的暂时仰拱盾构机推进导洞回填及洞门恢复。42 维修通道开洞门施工 421 深孔注浆依据设计图纸说明和开挖掌子面素描，维修通道开挖断面关键为粉质黏土，局部夹薄层细砂，含少许姜石及钙质结核，土质均匀，土质条件很好。为了确保开挖过程中土体的稳定，确保周围道路安全，在管片割除之前，采取全断面深孔
6、注浆方案。422 洞门破除深孔注浆达成设计强度后，对洞门管片进行拆除。洞门破除使用取芯钻机分块切割，切割前将管片的切割范围用红油漆显著标识出来，切割时严格按标识线进行管片切割，切割时从上到下进行，将切割下来的管片运出隧道，然后清理管片切割面。洞门形状为矩形，总体切割宽度为 18m，高为 25m，进洞后进行扩挖。切割分 2 步进行:切割上台阶范围管片，切割宽度为 18m，高为 15m，切割完成后，拉除管片，进洞后进行扩挖，开挖上台阶，喷射 35mm 厚混凝土，打设超前小导管，进行 3 榀格栅拱架联立，完成拱部及边墙的早期支护，管片边缘和第一榀格栅间隔处，立即部署150150的HB400直径 22
7、mm 钢筋，完成喷锚支护。43 维修通道初支施工 431 土方开挖总体方案导洞采取台阶法进行开挖，按截面高度分 2 个4 个台阶进行，进洞时按两个台阶进行开挖，伴随截面高度变大，台阶数量变为 3 个4 个，其中，第2，3 个台阶以暂时仰拱为分界。导洞台阶分布图 2 所表示。正洞按小导洞法进行开挖，以十字中隔壁为界分 4 个小导洞进行，每个小导洞分别整体开挖，预留关键土。正洞小导洞按编号的次序分部进行开挖，详细开挖次序图 3 所表示。暗挖施工严格遵照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的十八字方针。严格控制每循环进尺，立即封闭早期支护，降低地层松弛。施作混凝土小导管前，上半部掌子面
8、应做喷锚封闭。遇掌子面不稳定时，应立即喷混凝土封闭;遇开挖面有水时，应进行掌子面注浆封闭。432 导洞初支施工步骤为:导洞土体上方打设超前小导管注浆加固导洞上部土方开挖初喷混凝土架设侧墙及拱顶格栅拱架打设边墙土钉挂网锚喷混凝土土钉注浆隧道导洞下部土方开挖初喷混凝土架设侧墙及底部钢格栅打设边墙土钉挂网锚喷混凝土(隧道土方开挖循环施作混凝土)土钉注浆。433 正洞初支正洞断面形式采取圆形，双层初支结构，外层初支结构厚度为 35cm，内层初支结构厚度为 30cm，内层初支形成的净空半径为 3440mm，盾构机半径为 3140mm，四面预留 300mm 安全距离。正洞纵向长度为从盾构机刀盘前方沿盾构机
9、推进方向 3m。施工步骤为:正洞开挖时以十字中隔壁为界分 4 个小导洞进行开挖，每个小导洞整体开挖，开挖过程中立即支护并封闭成环。每个小导洞开挖时，每步进尺 05m，同格栅间距，水平中隔壁上部小导洞(编号小导洞)开挖时需预留关键土，关键土两侧预留格栅及中隔壁安装、喷锚施工的工作空间。每个小导洞施工时首先架设外层初支格栅钢架并挂网喷射 35cm厚 C25 混凝土，施作混凝土竖向中隔壁并喷射 30cm 厚 C25 混凝土。随即挖除关键土，施作混凝土水平中隔壁并喷射 30cm 厚 C25 混凝土(编号小导洞施工时此步骤为施作混凝土外层底部初支格栅钢架并挂网喷射 35cm 厚 C25 混凝土)，使小导
10、洞外层初支立即封闭成环。随即架设内层初支格栅钢架并挂网喷射 30cm 厚 C25 混凝土。上一小导洞施工完成后进行下一小导洞施工。正洞中编号的小导洞进行外层格栅钢架架设时需打设锁脚锚杆，外层初支混凝土喷射完成后进行土钉注浆。安装外层初支格栅及中隔壁时预留连接筋，连接筋和外层初支格栅及中隔壁型钢焊接，作为内层初支施工时的连接方法。434 正洞十字中隔壁的安装和拆除 1)正洞十字中隔壁安装。十字中隔壁采取18型钢+连接筋+C25 早强网喷混凝土形式，厚度为 300mm，型钢和边墙格栅做可靠焊接连接。正洞外层初支施工时，格栅安装完成后，18 型钢和正洞外层初支格栅采取双层钢板+螺栓的形式进行连接，钢
11、板厚度为 10mm，两层钢板中间加设橡胶垫板，联接螺栓为 M24，螺母为 M24，每个螺栓螺母配两个平垫圈。型钢和钢板采取焊接连接，全部接触点均要满焊。详细图 4 所表示。连接完成后喷射正洞初支及中隔壁混凝土。18 型钢间距为 500mm，同正洞外层初支格栅间距，型钢外设置钢筋网，和型钢焊接固定。上下两段18 型钢采取焊接进行连接，同时采取 10mm 厚钢板进行帮焊。18 型钢和正洞内层初支格栅采取 HB400，直径 22 连接筋进行焊接连接。2)正洞十字中隔壁拆除。a搭设钢管简易平台并防护;b部署变形监测点，确保安全;c凿除暂时型钢间的喷混凝土及钢筋网;d拆除中隔壁钢架。5 盾构机预推进、二
12、次始发 盾构机维修调试完成后，盾构机在正洞范围内进行空推。空推过程中，盾体两侧及底部填充沙袋。盾构空推过程中初支和盾构管片之间空隙，可经过刀盘周围逆向充填或采取高压风从吊装孔填入细砂，充实空隙。加强同时注浆和二次注浆，确保回填密实。在检修通道区间正洞范围，在盾构推进前先对管片范围外侧采取黏土进行回填，并确保回填效果。导洞土方回填完成后，盾构机进行二次始发。6 结语 盾构维修通道施工方法应考虑实际工程地质和水文地质、地面施工环境等综合原因影响最终确定。经过对石家庄东广场站孙村站区间盾构机维修通道施工方法进行论述，在施工过程中监测数据和预计值相比较，判定前一步施工工艺和支护参数是否符合预期要求，以
13、确定和调整下一步施工，确保施工安全和地表建筑物、地下管线的安全。经过采取以上施工方法及方法并实施后，有效控制了维修通道施工进度、安全和质量，确保了盾构机顺利维修和继续掘进，为确保其地铁工程建设进度和质量起到一定作用。该施工方法既处理了城市地铁盾构施工检修占地难、影响地面环境等问题，又确保了盾构维修人员安全，为以后地铁施工类似地层中盾构维修通道施工方法积累了宝贵经验2。为在本施工方法上进行改善和提升打下基础，拓展了研究盾构维修施工通道处理方案思绪。期望对于类似工程地质和水文地质条件下的维修通道施工有所借鉴。参考文件: 1杨保琦，赵晓坤盾构检修井快速施工方法探讨J铁道建筑技术，2021(sup):72-73 2赵国，马安红浅谈小竖井法检修盾构刀具J市政技术，2021，5(9):74-76.
地铁盾构维修通道施工方法分析
