王胜新
中铁二十五局集团第五工程有限公司266000
摘要：在城市地铁施工建设中，往往由于受交通条件限制和工期压力影响，盾构机在吊装下井始发时，已完成的车站主体结构的长度不足以提供盾构机盾体和后配套台车全部下井始发条件，或是车站预留的临时出土口与盾构始发端的距离小于盾构机整机长度，导致盾构始发前期出土和材料下井困难。
关键词：地铁施工；盾构始发；分体始发；施工技术
一、工程简介
（一）基本概况
中铁二十五局集团第五工程有限工程承建长沙市轨道交通3号线9标三区间施工任务，其中的四方坪站～丝茅冲站区间采用土压平衡盾构法施工，投入2台ZTE6250复合式土压平衡盾构机用于本区间施工，盾构施工场地设于四方坪站南段，盾构机由车站南端吊装下井、始发，沿着车站北路向南掘进，至丝茅冲站北端后吊出。
盾构推进示意图如下：
盾构始发井位于四方坪车站南端，车站主体结构横跨长沙市三一大道，受三一大道交通限制，车站施工分为三段，车站两头为明挖顺做，中间为盖挖顺做，车站全长148m，为满足南端盾构始发要求，先完成南端80m，南段与中段采用隔离桩分离，隔离桩距离盾构始发洞门钢环80m；始发井中板、顶板均设置11.5m×7.5m的盾构机下井口，靠近洞门钢环，用于盾构机和后配套台车的吊装下井组装；距离洞门钢环52m位置，中板、顶板均设置临时出土口，供盾构始发时渣土吊运、管片及材料下井，始发井结构形式如下图1.1：
图1.1始发井结构形式
（二）盾构分体始发原因
（1）由于车站目前只能提供80m底板供盾构机下井组装，而盾构机有82m长，如果所有配套台车下井需要90m左右，所以6号台车前期不能吊装下井；
（2）受三一大道交通限制，设计的临时出土口到始发围护桩最大距离为52m，而盾体加5节后配套台车已经超出52m，临时出土口恰好位于4#台车上部，采用皮带机出土，则土箱无法由临时出土口吊出。
二、盾构吊装下井、分体始发施工
（一）盾构吊装下井工序
由于四方坪车站南段已完成结构情况，而盾构机总长82m长，已完成的底板只有80m，并不满足盾构机全部吊装下井，则考虑将盾构机6#台车放置于地面，暂时不吊装下井进行连接。6#台车上布置只布置有水管卷盘及风筒，盾构始发前期可以先不接风筒和水管卷盘，不影响盾构正常运转，盾构机其余构件按照正常顺序吊装下井组装，下井顺序为：
组装始发台架及临时托架→组装（5#～1#）台车→连接桥组装→吊装螺旋输送机→吊装中盾→组装前盾与中盾→组装刀盘→组装管片拼装机、盾尾→组装螺旋输送机→设备连接、安装反力架→管线连接、调试
盾构机始发常规方法是将盾构机和后续台车全部下井连接后，开始掘进。管片和掘进所产生地渣土则利用台车尾部的临时出土口进行垂直运输。由于本工程始发站四方坪站南端只完成了约80米长度，但盾构机按照正常连接方式全长需要82米，在这种情况下，四方坪站盾构始发需采用了分体始发技术。
（二）盾构机后配套的改造原则
1.盾构设备改造盾构机的改造直接影响到盾构机的始发安全、效率和功能，故对盾构机改造应根据以下原则进行：
1）最大限度利用盾构机原有设备，减少对原有设备的改造和取消不必要的设备；
2）满足始发竖井的空间和材料垂直运输通道的要求；
3）有利于盾构机的下井安装及始发阶段掘进完成后其余台车的下井；
4）能够快速完成始发阶段掘进，不占用地面必要的工作面；
（2）分体始发注意事项根据盾构设备各部件结构尺寸与车站尺寸进行施工安排
（三）分体始发施工步骤
1.盾构机分体始发具体实施步骤
（1）盾构吊装下井前由于车站底板提供的长度不满足盾构6节台车全部下井组装条件，所以先将6#号台车放置于地面上，暂时不吊装下井，将其余5#～1#台车、螺旋机、盾体依次吊装下井。
（2）由于4#台车恰好位于临时出土口下方，4#台车上布置有800KVA和1200KVA的高压箱变，3#台车与4#台车之间连接的电力电缆数量大，如果将3#台车和4#台车分离，则需要将所有的电力电缆加长30m，预计增加管线费用将达到50万，且工序复杂，对施工进度影响较大。考虑到电机车是在台车中部通行，而4#台车中部顶端只有部分水、气管路，则将4#台车中部顶端的管路改到台车顶部的两侧，这样管线只需要挪动位置即可，不需要进行加长，且土箱可以由4号台车中间起吊，可以解决盾构始发时出渣和材料下放的问题，施工如图2.1，2.2、2.3。
图2.1台车4#、5#分离，改迁4#台车顶部中间位置管路
图2.2台车4#顶部中间位置管路
图2.3台车4#中部进行管片下井
由于4#、5#台车断开，则皮带输送机也将断开，盾构不能采用皮带机出土，且受桥架位置空间限制，不能采用大土箱出土，所以盾构始发期间出土时，电机车只能通过管片小车携带两个小土箱至螺旋机尾部位置接渣土（提前将螺旋机底部的皮带机架拆除，并加工两个1.5*4m的小土箱），渣满后，小土箱由4#台车中间位置吊出。
当盾构机向前推进25米后，4#台车尾部与临时出土口距离达到5#台车总长，则将5#台车前拉，与4#台车连接，并将皮带架恢复，5#台车可以采用大土箱出土，并进行电机车重新编组，盾构继续往前掘进，施工如图2.4。（注：负环管片拆除完前，由于车站底板只有80m长，电机车在临时出土口出土时只能拉1个1.5*7.2m的大土箱，对施工进度影响大）。
图2.4台车5#通过临时出土口
（5）盾构累计掘进90米后，将负环管片与反力架拆除，安装道岔，采用50T门吊将6#台车（16T）吊装下井，与5#台车连接，并再次进行调试；将电机车编组5个土箱，开始正常掘进，施工如图2.5。
图2.5台车6#通过临时出土口
（三）分体始发注意事项
1.台车3#、4#分开，渣土由台车之间空间吊出，门吊在进行起重作业时容易刮到周边管线，所以司索人员必须时刻注意土箱起吊时，土箱与周边管线的安全距离，并使用钢筋网将管线与吊装区域隔开。
2.由于车站底板长度短，电瓶车司机在操作电机车时更因注意机车进入车站的长度，并在隔离桩位置设置醒目标识，以免电机车撞到对面隔离桩。
3.台车4#、5#只要前段距离足够两个台车，则应该及时将两节台车拉向前与3#台车连接，避免盾构掘进将管线拉断。
三、总结
本盾构分体始发优化技术适用于车站主体未完工，不能提供盾构整机下井所需长度的条件，且临时出土口与盾构始发端头距离小于盾构机长度，导致盾构始发前期渣土吊出和材料下放困难的特殊盾构始发情况。其避免了常规盾构分体始发需加长台车管线工作，极大的优化了盾构分体始发工序，在缩短了盾构分体始发工期的同时，也大大节约了分体始发的成本。
参考文献：
[1]陈馈洪开荣焦胜军.盾构施工技术第二版[M].北京：人民交通出版社，2016.3
[2]陈馈.南京地铁盾构掘进技术[J].北京：建筑机械化，2004（2）.
[3]张凤祥傅德明杨国祥.盾构隧道施工手册[M]．北京：人民交通出版社，2005.
[4]陈馈洪开荣.盾构施工技术[J]．北京：人民交通出版社，2009.
[5]伊旅超朱振宏.日本盾构隧道新技术[M].武汉：华中理工大学出版社，1999.
作者简介：王胜新，现就职于中铁二十五局集团第五工程有限公司，从事盾构一线施工生产十年，曾参与长沙地铁1、2、3号线，长春地铁1号线，广州地铁18号线施工，具有丰富的地铁盾构施工经验。