盾构空推不拼管片过矿山法成型隧道施工技术

发表时间：2019-06-25T15:37:13.180Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：韩君

[导读] 摘要：针对长距离、超复杂地层中盾构法隧道施工，采用矿山法与盾构法相结合可以实现隧道安全、快速贯通，本文以Φ8830mm海瑞克土压平衡盾构机珠三角城际轨道交通建设莞惠GZH-6B标松大区间为例，对盾构空推过矿山法段施工工艺流程进行探讨, 并根据工程实际提出关键技术控制措施和工程重难点处理方法，为长距离、复杂地质盾构隧道施工盾构空推过矿山法段施工提供宝贵经验。

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摘要：针对长距离、超复杂地层中盾构法隧道施工，采用矿山法与盾构法相结合可以实现隧道安全、快速贯通，本文以Φ8830mm海瑞克土压平衡盾构机珠三角城际轨道交通建设莞惠GZH-6B标松大区间为例，对盾构空推过矿山法段施工工艺流程进行探讨, 并根据工程实际提出关键技术控制措施和工程重难点处理方法，为长距离、复杂地质盾构隧道施工盾构空推过矿山法段施工提供宝贵经验。

关键词：盾构空推；成型隧道；施工技术

1.引言

盾构法施工与矿山法施工方法都有各自的特点,同时其适用范围也具有一定局限性[1,2]。土压平衡盾构主要应用于地层较软，且地质连续的地层中。矿山法则主要用于连续性较好的岩石地层[3,4]，当前随着高速铁路隧道事业的快速发展，大直径盾构机施工技术在广东、安徽、福建、甘肃、河南等城际轨道交通建设中得到广泛应用。目前国内使用的大断面复合式土压平衡盾构机对于软土及岩石强度（单轴抗压强度在50～90Mpa之间）的硬岩地层施工是可以适应的，但对于地质情况比较复杂的地区，如富含大型卵石地层或长度超过100m、岩石强度（单轴抗压强度超过100Mpa）的岩层，单纯盾构法施工工艺及单纯矿山法施工工艺已不能满足当前高速铁路隧道施工的要求。为减少施工风险、拓展土压平衡盾构机在较长距离与超复杂地层中的综合施工技术，本文以Φ8830mm海瑞克土压平衡盾构机为例，采用矿山法开挖与初期支护，二衬施做接应隧道，盾构机空载推进不拼装管片通过的新工艺，并取得了圆满成功，同时也为后续长距离、复杂地质盾构隧道施工出现类似问题借以参考。

2.施工流程及要点

盾构机空推不拼装管片通过矿山法成型隧道工艺原理为矿山法隧道施工仰拱二衬、导台时提前埋设外径168mm，壁厚4mm无缝钢管预埋件，采用可重复使用的3根Φ150mm，45#实心圆钢柱插入预埋钢管中代替（节约）管片为盾构机空推提供反作用力，使盾构机整体往前移动。传力介质为两块焊接型钢体连接一块弧形型钢体（盾构空推传力装置），由盾构机推进油缸牵引反复循环实施空推推进。从而达到经济、工期、安全、质量最优，施工流程如图1所示。

其施工要点如下：

（1）因盾构隧道附属结构原因，盾构隧道线路中线与隧道中线设计上会做适当调整，两者存在一定偏差，盾构隧道是按照隧道中线为指导进行施工。矿山法隧道设计为线路中线与隧道中线重合，因此在施做矿山法隧道时，需在设计同意确认的条件下逐渐向隧道中线进行适当调整，以确保盾构机顺利、正确进入矿山法隧道。

（2）矿山法隧道二衬结构内仰拱处施做弧形素混凝土导台，是盾构机盾体依托的基础，是为了确保盾构机进入矿山法隧道后能够顺利空推出洞，减少盾体与二衬结构的接触面，从而降低相互之间的摩擦力。

（3）在施做矿山法隧道仰拱二衬与导台时，需提前埋设无缝钢管，矿山法接应隧道开挖至确定的接收里程后及时对掌子面进行喷锚封闭，盾构机进入矿山法接应隧道后停止刀盘掘进，后部管片在接应里程点后停止拼装，提供推动反作用力的载体消失，盾构机进入空推阶段。

3.结论

（1）矿山法隧道接应盾构机是采用矿山法与盾构法相结合的工法实现隧道安全、快速贯通的一种综合性工法。盾构机在长距离隧道、超复杂地质，如富含大型卵石地层或局部硬岩地段，岩石单轴抗压强度大于100Mpa的岩层中掘进时异常艰难，机械设备性能明显下降，有时会产生致命性损坏。采用矿山法暗挖施工初支二衬，盾构空推不拼管片通过，极大地拓展了盾构法施工的适用范围。

（2）在极硬岩地层中盾构实际掘进时间较短，采用矿山法暗挖爆破施工进度稳定可控，施工效率高。且盾构空推不拼管片过矿山法隧道可以达到平均每天约40m的施工进度。矿山法隧道二衬台车行走梁、仰拱二衬与盾构机接收导台采用一次成型模板浇筑，施工简便，质量可控。吊出井盾构机接收托架采用此模板回填浇筑为混凝土接收导台，打破常规的型钢托架接收方式，并满足矿山法隧道二衬台车无需洞内拆解从而整体吊出，有效加快了施工进度。

（3）矿山法隧道施工仰拱二衬、导台时埋设钢管，一管双用。一是便于实心钢柱插入后为盾构机空推提供反作用力，从而节约管片，施工成本很低；二是盾构机盾体经过导台后，钢管内壁与轨枕利用钢筋相连焊接稳固轨枕，确保盾构机台车顺利通过。与传统预埋钢板、焊接挡板或直接拼装数块管片以提供盾构机反作用力的工法相比，本工法能够大幅度减少工作量及施工成本。