摘要：以北京地铁十四号线九龙山站~大望路站区间为工程背景，对九大区间盾构法与矿山法平行施工的工程筹划分阶段进行了介绍，对九大盾构区间施工的组织实施情况分盾构始发、盾构掘进、盾构调头三块并结合现场施工照片予以简要介绍，以助于行内工程技术人员了解该工程案例，从而为类似工程提供一定参考。
关键词：盾构法；矿山法；平行施工；九大区间
1 引言
盾构区间为采用盾构机开挖而成的隧道，矿山法区间即采用“人工挖土+喷射初支混凝土+二衬结构”施工的隧道。在城市轨道建设中，由于盾构法施工具有施工快速、安全等优点而得到广泛应用。但盾构施工需施做盾构始发井及接收井，这就决定要占至少两块施工场地。然而，轨道交通多在城市繁华区，交通导改难度大，难以实现施工占地，或者限于区间局部有锚索、锚杆侵入等不利盾构施工情况的存在，常有不能在理想地点建设盾构井的情况，这就决定区间不能全部采用盾构法施工，也就存在盾构法区间与矿山法区间交叉施工的问题。基于此，本文以九龙山站~大望路站区间（简称“九大区间”）为工程背景，对暗挖法与盾构法平行施工的工程筹划及组织实施情况进行简要介绍，以期为类似工程提供一定参考。
2 工程概况
图1 九大区间总平面图
九龙山站～大望路站区间从九龙山站出发，沿西大望路向北，至地铁14号线大望路站，区间线路呈南北走向，敷设于北京东三环与东四环之间的西大望路下方，九大区间总长1527m，九大区间总平面图见图1所示。由于九大区间地处北京商业核心区，上有高楼林立，下有管线密布，中有车人交织，施工占地极其困难。经项目部努力，终于在九大区间近九龙山站的一个十字路口实现施工占地，为九大区间施工创造了条件。因九大区间向北段长约1300m，需下穿国铁、通惠河、地铁1号线区间以及市政路、桥、管线等重要建（构）筑物，施工风险大，施工周期长，不宜采用矿山法施工。为保证施工工期，降低施工风险，决定此场地以北长约1300m区间采用盾构法施工，此场地以南长约230m的区间采用矿山法施工。因盾构向北施工至大望路站时无盾构井供调出，故需在大望路站1号风道内实现调头。九大区间盾构施工平面示意图见图2所示。由此可知，盾构法区间与矿山法区间、盾构法区间与矿山法施工的大望路站1号风道有交叉作业，做好工程筹划、降低相互干扰非常重要。
图2 九大区间盾构施工平面示意图
为降低盾构区间与矿山区间的相互干扰，在所占场地内新增临时施工竖井及横通道，以尽早实现矿山区间的施工，为盾构始发提供条件，进而节约工期。
3 工程筹划
总体工程筹划：首先进行盾构井、新增施工竖井及横通道施工，继而进行右线矿山区间施工、盾构机进场并实现右线盾构始发，之后进行右线盾构掘进、盾构井横通道及剩余暗挖区间的施工，右线盾构区间完成后在大望路站调头并着手九大区间联络通道的施工，然后开始左线掘进，左线完成后，在盾构井平移吊出，当盾构井顶板和新增竖井及横通道回填完成后实现九大区间竣工。
第一阶段：平行施工盾构井和新增竖井及横通道。其中，盾构井包括盾构初期支护、二次衬砌及区间预留洞的施工，新增竖井及横通道主要完成初期支护的施工。盾构井采用倒挂井壁法施工，因断面较大，初期支护采用钢筋格栅+型钢支撑+喷射混凝土支护形式。第一阶段施工示意图见图3所示。
图3盾构井和新增竖井及横通道平行施工示意图
第二阶段：盾构井初支及二衬施工（二衬顶板暂不施工）完成后，进行盾构始发端头10m加固。同时进行暗挖区间右线初支及二衬仰拱施工，为盾构机进场提供条件，因盾构井内空间狭小，需利用70m左右长度的暗挖区间才能实现盾构机及配套设施的进场。第二阶段施工示意图见图4所示。
图4 矿山法区间和盾构始发加固段平行施工示意图
第三阶段：待盾构机进场条件满足后，进行盾构机及配套设施的进场组装、调试等作业，一切就绪后，开始九大盾构区间的掘进施工。在实现九大区间正常掘进后，进行盾构井横通道和剩余矿山法区间的初支及二衬施工作业。此时，九大暗挖区间和盾构区间的施工作业可以独立进行，但盾构井横通道的二衬结构有工期节点，即保证在九大盾构区间左线洞通前完成盾构井横通道二衬的施工。另外，需强调的是，大望路站暗挖施工作业需在九大盾构区间右线洞通前满足盾构调头条件，即实现大望路站1号风道扩大段及站体单层段的结构施工。第三阶段施工示意图见图5所示。
图5盾构区间右线、盾构井横通道和剩余矿山法区间平行施工示意图
第四阶段：九大盾构区间右线施工完成后，进行盾构机的调头作业，并尽快实现盾构机的重新始发。同时组织联络通道的施工，做好盾构区间和联络通道暗挖平行施工。当联络通道开挖至左线时，若盾构区间左线已经掘进完成，则完成联络通道的施工；若盾构区间左线尚未掘进至此处，需对联络通道进行临时封端，以减少暗挖联络通道与盾构区间左线的相互影响。值得一提的是联络通道出土，应单独将一辆运渣车停在此处，待盾构机运渣车经过时将此车连带运出。在盾构区间左线实现洞通前，需保证盾构井横通道二衬结构施工完成，为盾构机平移调出提供条件。在盾构区间施工同时，九大矿山法区间一直处于施工阶段。最理想的情况是，当盾构机调出之前，矿山法区间已经完成该段结构的施工，包括二衬结构的施工和新增竖井及横通道的回填。第四阶段施工示意图见图6所示。
图6 联络通道、盾构区间左线和剩余矿山法区间平行施工示意图
第五阶段：九大盾构区间左线洞通后，盾构机及其配套设施经盾构井横通道平移调出，之后完成盾构井的顶板施工，若新增竖井及横通道回填也已完成，则九大区间土建施工实现竣工。第五阶段施工示意图见图7所示。
图7盾构法区间和矿山法区间平行施工示意图
4 组织实施
因盾构区间是九大区间施工之主要内容，矿山法区间主要保证盾构机进场时间节点和盾构区间左线洞通时间节点即可。故总体来讲，暗挖区间工期较为宽松，且实施过程中无明显难点，故本节只对盾构区间的组织实施过程进行介绍。盾构区间的施工流程图见图8所示。盾构区间施工流程图实施过程主要有盾构始发、盾构掘进、盾构调头几大内容，故本节据此简要介绍。
图8 盾构区间施工流程图
4.1盾构始发
在盾构井二衬结构完成后，即对盾构进洞段隧道周边土体进行注浆加固。盾构始发段加固既可保证盾构所需的推力，又可保证盾构井结构的安全。待盾构始发段加固及能容下盾构机配套台车所需长度的暗挖区间完成后，用吊车将盾构机及配套台车调入盾构井，并进行组装，配套台车存放在矿山法区间，盾构机在盾构井组装完成后前推至加固段区间，安装反力架，调试完成后分体始发。组装完成的盾构机见图9所示。
图9 已经组装完成的盾构机
4.2盾构掘进
盾构掘进过程中控制好土仓压力、刀盘转速等各项掘进参数，严格控制出土量，及时进行回填注浆，确保盾构机掘进过程中的作业安全并有效降低对周围土体的扰动，进而减小地表及管线的沉降。盾构掘进过程中，做好土方开挖、渣土运输、管片运输、管片拼装的协调作业对保证正常掘进非常重要。盾构掘进过程因下穿既有京哈铁路箱涵、通惠河、光辉桥、大望桥、地铁一号线等重大风险源，掘进过程中严格规范作业，为盾构下穿重大风险源积累了宝贵经验。盾构掘进已完成盾构区间见图10所示，盾构区间右线洞通见图11所示。
图10 已完成盾构区间 图11 盾构区间右线洞通
4.3盾构调头
待盾构机进入大望路站1号风道内，对盾构机旋转180°并推移至大望路站右线始发段。为保证盾构机顺利旋转，大望路站1号风道结构完成后，在底板铺设了钢板，以减小盾构机旋转过程中的摩阻力。采用两个额定推力均为100t的千斤顶推动盾构机，在推动过程中在盾构机下添加黄油以进一步降低摩阻力。盾构机在推移至盾构区间左线的过程中，完成180°的旋转。盾构机调头作业照片见图12所示。
（a）盾构机旋转 （b）千斤顶作业
图12 盾构机调头作业
盾构机后配套台车调头通过铺设在大望路站主体段的轨道完成，为盾构机配套台车及出渣车辆调头所铺设的轨道平面图见图13所示，现场铺设的轨道见图14所示。盾构机调头完成后即准备二次始发，从而启动盾构区间左线的掘进施工，盾构机的二次始发准备见图15所示。
图13 盾构机配套台车及出渣车辆调头轨道平面图
图14 现场铺设的轨道图
图15 盾构机二次始发准备
5 小结
工程筹划可提前规划施工，是现场组织实施的依据。现场组织实施又是对工程筹划的检验，利于下一步工程筹划更趋实际。总体来讲，九大区间现场组织实施情况和工程筹划基本吻合。本文对九大区间盾构法与矿山法平行施工的工程筹划分阶段进行了介绍，可对本工程情况有一个比较系统的认识。对盾构区间的组织实施情况分盾构始发、盾构掘进、盾构调头三部分并结合施工图片进行了简要介绍，可助于行内技术人员了解工程的具体实施情况。本文希望通过对九大区间盾构法与矿山法平行施工技术的介绍，为类似工程提供一定参考。
参考文献：
[1]九龙山站～大望路站区间盾构始发、正常掘进、到达安全专项施工方案，中铁十四局集团北京地铁十四号线17标项目部编。
[2].九龙山站～大望路站区间盾构法区间和矿山法区间相关图纸，北京城建设计研究总院。
论文作者:刘军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/20
标签：盾构论文; 区间论文; 九大论文; 矿山论文; 通道论文; 调头论文; 所示论文; 《基层建设》2018年第32期论文;