复杂条件下盾构始发井布设技术探讨

彭冠锋

摘要：针对地铁区间二次始发井在地面环境复杂、始发井口长度不足且重叠隧道的条件下，从盾构下井组装方案比较、如何设置竖井尺寸、重叠隧道始发等方面进行总结分析，形成一套成熟经验，可为类似工程提供参考。

关键词：盾构始发井;盾构组装;竖井尺寸;重叠;始发

随着城市地铁建设的快速发展，地铁线路越来越繁多，施工条件也随着变得复杂苛刻。由于不同期建设，后建线路施工过程中经常出现盾构无法步进通过已建车站和预留接口。为确保盾构顺利过站二次始发，通长采用在既有车站端头新增吊出井和始发井，盾构主机地面吊装转场过站方案完成二次始发。本文以重庆地铁五号线盾构过大龙山站二次始发工程为依托，对在地面环境复杂且始发井口长度不足重叠隧道的条件下，如何完成盾构下井组装始发所采取的系列措施进行分析和系统性的总结，将好的施工经验分享推广，对以后类似工程施工提出指导性的意见。

一、 工程概况

（一）工程位置

重庆轨道交通5号线一期工程冉家坝站～大龙山站～大石坝站区间段主要位于重庆市北部新区和渝北区，区间主要采用两台盾构先后从冉家坝站后始发井掘进，盾构主机在大龙山地面吊装转场后，在大龙山站后始发井二次始发后到达大石坝，完成区间施工任务。

（二）地质情况

区间隧道穿越地层主要为砂岩、砂质泥岩、砂岩与砂质泥岩互层段。大龙山站后始发井井地面以下4m为土层，其余为砂质泥岩、局部段夹薄层砂岩。该段地层岩体呈中等风化状态、节理裂隙不发育，岩体较完整，围岩级别为Ⅳ级，岩层倾角小、近于水平状。不良地质现象不发育，基坑开挖后岩层具有较好的自稳性。

（三）建（构）筑物及关系情况

大龙山站后始发井紧贴已建区间隧道，距大龙山站水平距离10m。线路施工方向左侧为运营的地铁六号线，最小水平距离为9.9m。地面已建风井与始发井侧墙部分重合。竖井内有DN1200的给水管线，且无法迁改。

二、工程重难点分析

（一）由于五号线区间断面增大，盾构无法步进通过前期已建大龙山站及预留接口，需在大龙山站前站后增设吊出井和二次始发井，实现盾构主机地面转场过站和拖车站内通过。

（二）竖井内径有DN1200城市供水主管，且管线无法迁改和悬吊保护，给水管线与既有隧道仅9.6m，无法满足盾构主机下井组装和始发条件。

（三）已建风井与始发井侧墙部分冲突，影响始发井施工。

（四）始发井段为上下重叠隧道，在重叠段始发进一步增加了始发井结构的复杂性和施工难度。

（五）始发井距既有车站及运行线较近，始发井施工对周边环境影响大，竖井无法采用爆破法开挖施工。

三、始发井方案设计

（一）总体思路

由于既有给水管线、地面风井、既有隧道等建构筑物无法迁移和拆除，始发井只能在现有净空尺寸9.6×10（长×宽）条件下设置，结合盾构下井组装施工要求，采用始发井前端暗挖盲洞+9.6m长始发井组合方式设置。地面风井与始发井侧墙冲突部分采用井下扩挖方式处理。

（二）前盲洞设置

为便于盾构预制导台和开挖，前盲洞采用马蹄形直墙断面，在上下隧道间设置临时横撑。考虑盾构主机和反力架长度等，前盲洞长度设置为5m。在初支完成后进行盾构下井组装，盲洞内安装管片形成永久衬砌，盲洞与管片间空隙采用素砼填充。

（三）竖井设置

避开给水管线，将长度缩短至9.6m，宽度方向不变，与地面风井冲突的部分，地面井口相应变窄，竖井标高低于风井下部结构后逐步扩挖至设计尺寸。下部盾构始发完成后，拆除负环管片，施做明洞、中板并将明洞与竖井间空隙用素砼填充，提供上部隧道盾构始发条件。

四、竖井施工

（一）竖井施工按照竖井开挖→前盲洞开挖→竖井侧墙施工→下部隧道盾构始发→明洞结构、中板、素砼回填→上部隧道盾构始发→明洞结构及回填施工。

（二）始发井采用倒挂井壁法施工，采用分块、逐层开挖。由于竖井与既有运营线较近，为降低施工对运营线的影响，竖井采用圆盘锯分层切割，挖机破除法开挖施工。圆盘锯间距1m双向切割，便于挖机破除，每层切割开挖深度为0.5m。

（三）既有风井底部扩挖施工，严格按照设计尺寸逐榀开挖，而后密排拱架进行支护，严禁超挖，同时加强对风井结构的监测。

（四）在施工过程中，遵循“短进尺、快封闭、强支护”的原则，确保工程和施工安全。

五、盾构组装施工

（一）重叠隧道按照先下后上的顺序组织施工。盾构主机采用地面吊装转场，始发井下井组装，螺旋机、拖车采用站内过站方式。

（二）盾构下井组装按照前体→中体→刀盘→主机向盲洞顶推→管片拼装机→盾尾→螺旋机→反力架→拖车连接的整体施工顺序施工。

（三）下部隧道明洞结构、回填砼、中板必须达到设计强度后方可进行上部盾构下井组装，同时做好下部隧道监测工作。

六、结语：

（一）始发井尺寸大小及形式根据盾构机尺寸、吊卸組装方案综合考虑，始发井宽度应大于等于盾构直径+3m。在不考虑拖车和螺旋机的情况下，井口长度必须满足盾构主机+3m，在条件苛刻设置前盲洞的情况下始发井长度需满足刀盘+前体+中体+3m。

（二）首次始发时优先考虑盾构整体始发方案，分体始发时，优先考虑设置前盲洞方案，满足小皮带出渣，创造连续掘进条件，确保掘进施工安全，提高前期施工效率。

（三）二次始发时，优先考虑站内整体过站，条件无法满足时采用地面吊装转场过站方式。

（四）本文仅从重叠隧道前盲洞+竖井的方面介绍盾构下井组装始发方案。在条件极为复杂的情况下，还存在盾构平移、调头等情况，施工前需根据工况统筹考虑。

参考文献：

[1]沈永东、杨流、陈凯.复杂周边环境地区超深盾构始发井施工技术[J].隧道建设，2007（8）;365-371.

[2]叶铭、孟伟.复杂环境条件下盾构始发井的设计[J].隧道建设，2010;5（5）;546-553.