推盾施工技术在未来城市地下隧道工程中的推广应用.pdf

轨道交通与地下工程器TrackTraffic＆UndergroundEngineering推盾施工技术在未来城市地下隧道工程中的推广应用申五刚(中煤矿山建设集团，安徽合肥230000)摘要：随着我国城市化建设的快速发展，城市地下隧道工程在建设过程中衍生出了路面反复开挖、地面塌陷、交通堵塞等一系列问题。因此，在1T程施工中如何减少道路开挖面积．降低对地面交通的影响以及如何解决隧道转弯及避让重要建筑设施等难题．是对现有施工技术的一种考验。推盾施工技术以始发工作井小、占地面积少，对地面交通影响小，可连续实现小半径曲线三维转弯，地面沉降小等优点，成为未来城市地下隧道工程建设的首选T法。关键词：隧道工程；推盾技术；应用；优点中图分类号：U455．43文献标志码：B文章编号：1009—7767(2016)05一0091—03ApplicationofShieldJackingTechniqueofinFutureUrbanTunnelEngineeringShenWugang1城市地下隧道施工技术简介1．1常用隧道施工技术目前国内成熟的城市地下隧道施工技术有明挖法、矿山法、盾构法、顶管法，这4种施工工法各有优劣，见表1。表l明挖法、矿山法、盾构法、顶管法对比1．2推盾施工技术推盾施工技术是集顶管推进与盾构推进为一体，结合了普通顶管施工技术与普通盾构施工技术的特点，吸收了顶管技术与盾构技术的优点．并做了进一步改进，采用了2组推进系统(顶管推进系统和盾构推进系统)：2组衬砌成形系统(混凝土成形管衬砌系统和混凝土／钢管片衬砌系统)；纠偏系统采用2组主动铰接灵活转换来实现小半径曲线三维转弯，并将隧道轴线偏差控制在规范范围以内：不需要中继间即可进行长距离顶管推进，最大连续推进距离达l000m：通过转换环与钢管片连接进行隧道内顶管一盾构模式转换，既可独立进行顶管、盾构施工，又可先进行顶管模式施工，然后通过转换环在隧道内进行模式转换，改为盾构模式施工．可在更大范围内满足各类复杂条件下的施工要求。20164t$5期(9一)第34卷辛荭故术91 器轨道交通与地下工程TrackTraffic&UndergroundEngineedng2推盾技术施工工艺及技术要点2．1施工工艺1)始发工作井施工：施工方法根据实际水文地质条件、地面环境确定。始发井长度按顶管施工所需长度确定，宽度为隧道外径(管节外径)+2xl500mm(两侧的安装间距)。2)洞门施工：洞门开凿一洞门钢筋绑扎一洞门钢圈、止水带安装一浇筑混凝土。3)始发托架安装：根据设计线路．始发托架按三维位置进行初步安装，然后复测并精确调整托架位置，使其轴线精度控制在误差范围内，固定后浇筑混凝土。4)后靠背安装：后靠背安装时中线需与始发托架及洞门中心一致，并保证始发托架与后靠背空间位置垂直。5)推盾机下井组装：①前段盾体吊装下井，用外部油缸推到洞口，盾体与反力墙间距不小于顶管油缸收回时的长度．且能确保顶管油缸的安装空间。②安装顶管油缸。下井前先将顶管油缸与前后两端的固定板用螺栓连接好．压轮的油缸连接环与顶管环连接好：将顶管油缸和顶管架以及压轮直接放人井内，按图纸位置调整好；用支架焊接固定好顶管油缸；将顶管油缸后端固定板与反力墙焊接好，前端固定板与压轮焊接好。③用顶管油缸通过顶管架推动前端盾体向前运动，至油缸最大行程。④下放预制管节。油缸缩回到初始位置，放下预制管节底部支架，支架间用合适的道木垫起，然后放下预制管节。⑤放下尾盾。利用顶管油缸通过顶管架和管节推动前端盾体，推至能够安装盾尾尺寸后，将顶管油缸收回，将顶管架、压轮、管节吊出井；将盾尾吊人井内。⑥拼接盾体。用外部油缸推进盾尾到指定位置与前端盾体对接，完成盾体拼接。⑦重新安装顶管。吊下顶管油缸并固定好，油缸伸到最大行程。此时盾构机盾体部分离开始发架，缩回顶管油缸至初始位置，按设计调整好出发台架间距，保证管片可以正常放下。6)顶管推进：①顶管推进和普通顶管施工方法大体一致，顶管油缸从后面顶进至能放下一节管节的长度，油缸收回，92啼荭&木2016No．5(Sep．)V01．34放下管节。继续顶进，重复以上动作。②顶管推进段施工完成后，将台车吊装下井，转换为盾构法施工。7)顶管一盾构转换：①顶管施工完成后，在管节壁后注入双液浆，使管节尽快稳固，以保证盾构掘进时已成形管节可以承受后坐力。②进行台车、管线的连接，铺设电瓶车轨道。8)盾构推进：①首先应根据盾尾间隙与推进油缸行程差，结合盾构姿态选择合适的管片。②管片拼装工艺与正常掘进时的工艺相同。每安装一片管片，人工先初步紧固连接螺栓；安装完一环后，用气动扳手对所有管片螺栓进行紧固；管片出盾尾后，人工重新用扳手进行紧固。通过控制盾尾间隙，确保管片拼装符合设计要求。③在推进过程中进行同步注浆，在脱出盾尾20m的地方进行二次补浆。④隧道施工全过程进行监控量测，主要为地表沉降监测、管片拼装后的姿态测量、盾构掘进姿态测量，以确保隧道成形质量。9)推盾机接收：推盾机接收准备工作与始发准备工作相似．主要包括洞门水平探孔、洞门凿除、洞门钢环及洞门止水橡胶板安装、接收架安装。盾体完全出洞后拆机吊出。2．2技术要点推盾施工技术控制要点主要为曲线转弯处的轴线控制和管片拼装质量控制。隧道是由管片横向拼装成环，纵向连接成形而成，因此在曲线段需选用楔形管片．利用管片楔形量和管片拼装点位进行隧道转弯和纠偏。隧道曲线半径越小。需要的管片楔形量越大。然而管片楔形量越大，管片拼装后隧道越容易产生渗漏水现象。因此为保证隧道管片拼装质量，应合理选择管片楔形量，减小管片宽度．使成形隧道轴线尽量与设计轴线保持吻合。每次管片拼装完成后，应对盾尾上下、左右4个位置的间隙进行测量，当盾尾间隙超理论值时应进行调整。调整原则：左边盾尾间隙过小，拼装点位即选择在右边，反之同理。若采用通用环形式管片，必要时可采取几环通缝拼装代替错缝拼装，来弥补错缝拼装后楔形量不足的问题，可实现管片衬砌顺利转弯。 3推盾施工技术应用与总结3．1国内外应用案例1)该技术在广州220kV永福电力隧道左线工程施工中．成功克服了始发工作井净宽8．6m(该工程为双线布置的2条平行的隧道)和设计轴线最小转弯半径80m的困难。最终安全如期贯通，隧道质量符合盾构隧道设计和验收要求，社会效益和经济效益明显(见图1)。该技术还用于南京洪武路主干管工程(该工程从秦淮河下穿过)。图1广州220kV永福电力隧道2)新加坡06580mm电力隧道(从机场路到巴耶利誊变电站)，创造了全新加坡所有隧道中最小的转弯半径：75m(采用我国技术和设备材料，见图2)。3．2总结通过实际应用，推盾施工技术具有以下特点：1)小工作井始发。推盾施工技术始发井占地面积仅为同条件下盾构机施工的三分之一，很大程度上节约了空间，降低了对地面交通的影响。轨道交通与地下工程器TrackTraffic＆UndergroundEngineering图2新加坡电力隧道2)小半径转弯。推盾施工技术可实现小半径曲线连续转弯，最小转弯半径达到10D(D为隧道直径)，充分体现出施工线路的灵活性。3)长距离推进。无需中继间顶管，最大推进距离达到800l000m，实现快速掘进，减少了中间工作井的投入。4)顶管推进与盾构推进2种施工工法在隧道内可实现转换。4结语经实际应用证明，推盾施工技术安全、可靠、施工质量高，社会效益和经济效益良好，可广泛应用于城市各类地下管网(电力、通信、排水、综合管廊等)的建设，尤其适用于小工作井始发、小半径曲线转弯情况下的隧道施工，在城市地下隧道施工领域具有广泛的应用前景。艇收稿日期：2016—03—28作者简介：申五刚，男，工程师，主要从事隧道与地下工程施工技术管理工作。苏州最长湖底隧道规划公示是独墅湖隧道2．7倍2016年3月．市民政局曾发布《苏州地名十二五概述》，命名了这南北2条隧道：太湖新城北线隧道被命名为苏州湾隧道；太湖新城南线隧道被命名为东太湖隧道。根据规划．苏州湾l号隧道(苏州湾隧道)项目西起吴中区五湖路交叉，向东沿旺山路采用隧道方式下穿湖滨路、太湖大堤及太湖，至吴江侧后与高新路对接，在春江路东侧接地，与湖光路及$230辅路平交。路线全长5．05km，隧道工程总长4．66km，其中暗埋段4．28km，隧道在吴中侧湖滨路东侧设置匝道出入：苏州湾2号隧道(东太湖隧道)项目北起中环西线与吴中大道节点，采用高架方式向南经东山大道后采用隧道方式下穿太湖，至吴f1：侧下穿$230苏震桃公路后与东西快速干线(吴江大道)对接。路线全长17．78km(其中，吴中区接线段长约8．10km，隧道段长约9．32km，吴江区接线段0．36km)。目前．苏州最长的湖底隧道是独墅湖隧道，全长7．37km，其中隧道段3．46km。苏州湾2号隧道(东太湖隧道)建成后将成为苏州最长的隧道，其隧道段长度是独墅湖隧道的2．7倍。苏州湾南北2条隧道的规划．最直接的受益者是吴中太湖新城和吴江太湖新城，届时．苏州湾将通过2条隧道连接成为一个整体。2016牟第5期(9一)第34．t-辛荭投木93