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盾构机拼管片通过矿山法长距离隧道施工技术 中铁十三局集团第二工程有限公司 牛会勤 内容提要：本文结合广州市轨道交通三号线北延段【盾构区间】【盾构区间】区间线路 第四系孔隙水主要赋存于冲洪积沉积的细砂层3-1和中粗砂层3-2，本场地砂层多呈夹层状透镜体状，厚度变化大，含少量粘粒，具中等透水性。 块状基岩裂隙水主要赋存于燕山期花岗岩及震旦系混合花岗岩强、中风化裂隙中，由于强风化带上部全风化岩和残坡积土以土性为主，透水性差，在一定程度上起到相对隔水作用，因此本层基岩风化裂隙水具微承压水特征。 第四系孔隙水和基岩风化裂隙水水力联系密切，地下水补给主要来源于大气降水垂向渗流补给。 地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 2 施工准备 2.1 断面测量 盾构机拼管片通过暗挖段要求初支净空圆顺，满足设计要求，不得有欠挖。暗挖段初支施工完毕，对其进行断面测量，沿里程增大方向直线段每隔6m、曲线段（含曲线以外的20m直线）每隔5m测量一个断面，每个断面均布测量12个测点。发现欠挖及时处理。 2.2 导台施工 盾构机通过暗挖段设计断面为R=3200mm的圆，而盾构机外径为R=3120mm的圆。为防止盾构机低头、保证盾构机按设计姿态通过，需在暗挖隧道施工时在隧道底部预先施作导台。导台设计为R=3150mm的圆弧形，圆心角为60°，采用C30钢筋砼现浇而成。 （1）导台浇筑前，基底清理干净不得有浮渣，以防通过时导台破碎盾构机低头超限。 （2）在洞口处的导台两侧分别预埋一块300×1000×20mm钢板，防止盾构机步上导台混凝土开裂。 （3）导台施工之前，测量班对其进行测量放样，施工过程中进行不间断复测，确保导台面的标高误差控制在+10mm、-5mm，导台轴线的精度控制在±5mm。 图1 洞口导台施工断面图 2.3 豆砾石储运 盾构机始发即进行拼管片通过矿山法隧道，然后转换到正常掘进施工。在盾构机组装前需将豆砾石提前储运在矿山法隧道内，理论计算每延米需用豆砾石3.8m3，考虑到矿山法隧道的超挖，乘以富余系数1.2，豆砾石实际按每延米4.56m3存储。在距洞口15m内不堆放豆砾石，由于盾构机主机长8.5m，在盾构机主机全部进入隧道内后，刀盘前面有约6m空地，放置喷射机，盾构机向前步进的同时，使用喷射机后面堆放的豆砾石进行喷射，盾构机边向前步进，喷射机边向前移动，始终保持刀盘前面6m范围内没有豆砾石堆放。 （1）豆砾石粒径为5～10mm，宜采用粉尘相对较少的豆砾石，豆砾石中粉尘过多易在盾体顶部沉积，不利管片背后拱顶吹填饱满。 （2）豆砾石储运根据断面测量结果适当调整，避免豆砾石二次倒运。 图2 盾构机拼管片过矿山法隧道储运豆砾石照片 2.4 喷射豆砾石设备准备 喷射豆砾石的速度直接决定盾构机拼管片过矿山法隧道的施工进度。经过比选最终确定采用2台旭达PZ-9喷射机，生产能力9m3/h。喷射机转盘、高压管及喷嘴等易损坏配件要备足。 图3 PZ-9喷射机照片 3 盾构机拼管片通过矿山法隧道施工 3.1 刀具布置 刀具安装后可以增加盾体与导台之间摩擦力，这有利于管片接缝三元乙丙橡胶密封止水条压紧减少漏水。盾构机拼管片通过矿山法隧道后就转换到上软下硬地层掘进，刀盘按硬岩掘进布置刀具，刀盘安装31把单刃滚刀，4把双刃滚刀，64把正面齿刀，8把边刮刀。 图4 刀具布置示意图 3.2 步进 在相关准备工作完成后，将盾构机刀盘旋转至一合适位置，并经过检查确保无误后，开始进行管片拼装、盾构机向前步进的工作。盾构机在步进时，派专人在盾构机前方检查、监测盾构机步进情况，主要检查暗挖段的开挖是否有侵入盾构机刀盘轮廓的岩石存在、盾构机壳体下部与导台的结合情况、盾构机两侧回填豆砾石是否有泄露的现象发生等。盾构机步进时，刀盘前方的监测人员与盾构机主司机紧密配合，确保盾构机沿导轨的中心线路前移，从而确保盾构机前移时管片的受力均匀。 3.3 管片拼装 盾构过暗挖段时的管片拼装采取错缝拼装形式，管片拼装工艺与正常掘进时的工艺相同。管片选型时要根据盾尾间隙与油缸行程结合盾构机姿态选择合适的管片。管片安装工艺流程见图。 图管片安装工艺流程框图1）管片选型以满足隧道线型为前提，重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值，确保有足够的盾尾间隙，以防盾尾直接接触管片。一般来说，管片选型与安装位置是根据推进指令先决定，目标是使管片环安装后推进油缸行程差较小。2）管片安装必须从隧道底部开始，然后依次安装相邻块，最后安装封顶块。 3）封顶块安装前，对止水条进行润滑处理，安装时先径向插入2/3，调整位置后缓慢纵向顶推。 4）管片块安装到位后，及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，其顶推力大于稳定管片所需力，然后方可移开管片安装机。 5）管片安装完后