盾构空推不拼管片过矿山法成型隧道施工工法.pdf

盾构空推不拼管片过矿山法成型隧道施工工法 1.前言 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，在此基础上总结形成本工法。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。 本工法 2016 年 8 月由广东省科学技术情报研究所在国内外文献中进行科技查新，结果表明未见 与本工法关键技术点类似的文献报道。本工法在 2016 年度中铁十六局集团公司优秀工法评选中荣获 一等奖。2016 年 11 月通过股份公司科技成果评审，总计技术达到国内先进水平。 2.工法特点 2.1 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。 2.2 施工速度快，工期效应明显。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。 2.3 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。 2.4 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。 2.5 相对于直接拼装管片的空推方式，本工法只需要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即可，无需人工牵引，大幅减少工作量及施工成 本。重复利用圆钢柱插入预埋钢管中抵住盾构空推传力装置，简单实用，易操作，节省了每次空推 的作业时间，有效地加快了施工进度。 2.6 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。 2.7 本工法设计、实施能够实现盾构机盾体与后配套台车不断开，盾体与桥架以及后配套台车 一次性空推出洞，从而降低施工成本。 2.8 矿山法接应隧道设计、施工满足国家四部委发布的《隧道施工安全九条规定》要求。 2.9 本工法行之有效，安全可靠且可以大大提高施工进度，降低施工成本。在实施过程中工序 较为简单，应用相对灵活，投入的设备及人员较少。 3.适用范围 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的工法实现隧道安全、 快速贯通。本工法适用于盾构空推不拼管片过矿山法成型隧道。由于安全步距的要求，采用施作二 衬的矿山法隧道接应盾构的方式将越来越普遍，特别是接应长度较长时，新工法的效果将更加明显。 尤其在工程工期紧张、工程地质复杂等情况下达到技术经济最佳，对提高盾构施工安全性、缩短工 期、降低成本等有着积极的作用。且本工法在应用过程中，对施工季节、周边环境无特殊要求。 4.工艺原理 盾构机空推不拼装管片通过矿山法成型隧道工