地铁盾构隧道洞门环梁施工技术方案研究

何永辉

中国铁路设计集团有限公司广东分公司广东深圳518000

摘要：盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。本文通过研究地铁盾构隧道洞门环梁施工技术，系统介绍了施工技术方案及步骤流程，总结分析了施工中关键工序，为地铁隧道盾构施工提供技术参考。

关键词：盾构；地铁；隧道工程；洞口环梁

1前言

盾构的工作原理：就是一个钢结构组件沿隧道轴线边向前推进边对土壤进行支护。这个钢结构组件的壳体称“盾壳”，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道段起着临时支护的作用，承受周围土层的土压、承受地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。

总体来说，盾构机主要由前部盾体、连接桥架、后配套台车三大部分组成。

前部盾体：由切削系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、壁后注浆等系统组成；

连接桥架：是前部盾体和后配套台车的连接桥梁，各系统的动力通过桥架上的管线路从后配套台车提供给前部盾体内的执行元件；

后配套台车：主要为前部盾体内各系统配置动力源以及水、电、气、浆液、测量与监测等辅助施工系统和人工操作系统。

2洞门环梁施工

2.1施工步骤

施工准备——洞门内管片二次注浆——拆除零环（最后一环）管片——清理基面——安装橡胶止水条——绑扎钢筋——安装洞门模板及支撑——灌注洞门混凝土——拆除模板——清理。

2.2施工准备

（1）制定施工方案，进行施工技术交底。

（2）做好施工测量，放线定位，准确定出盾构洞门分界里程及洞门方向。

（3）试验室做好施工配合比设计。

（4）上报材料计划，准备好施工材料。

（5）场地规划及供水、供电的线路敷设。

（6）施工机械及人员的准备。

2.3拆除零环（最后一环）管片

（1）洞门施工开始前，先通过相邻第二环管片的吊装孔进行管片背后的二次双液注浆，以封闭洞门水流。注浆浆液配比由试验室提供，操作人员严格按配比进行操作，保证注浆的效果。

（2）浆液凝固后再拆除零环（最后一环）管片。拆零环前先把相邻20环管片的螺栓复紧一遍。根据现场实际情况，第一步使封顶块管片与B块管片纵缝分离（用风镐凿除），然后割除零环（最后一环）B块管片与正一环（倒数第二环）管片的环缝连接螺栓，利用B块管片环缝的两个上螺栓孔，用钢丝绳、卡环及铁板连接起来，一边用导链拉住用龙门吊缓慢吊出，堆放在指定位置。

2.4防水施工安排

防水是洞门工程施工的一个很重要的环节，它的质量是通过第一道到最后一道工序内各防水环节的质量来综合体现，任何一个环节做得不好，都有可能对整体防水效果产生很大的影响，因此在整个施工过程中，必须加强过程控制，一步一步地做好每一道工序的防水质量。

洞门环梁与管片接口处以及洞门环梁与车站结构侧墙接口处各预埋Φ42注浆小导管，并在每道注浆管两侧各设置一道缓膨型遇水膨胀聚氨酯止水胶，立模前小导管管口用油脂封堵。管片与现浇洞门处设置不锈钢接口槽，接口外侧围岩做注浆处理。

车站与隧道接口处防水示意图管片与现浇洞门接口防水示意图

2.5钢筋施工

钢筋在地面加工，在隧道洞门处搭架绑扎。钢筋需与车站洞门预埋环板时预埋的Φ16mm钢筋焊接在一起，洞门钢筋与管片采用螺栓连接，螺栓一端伸入洞门300mm，与10×67.5×67.5mm的钢板端块围焊牢靠，钢板端块与洞门钢筋焊接牢固。螺栓通过管片螺栓孔用垫片加螺母上紧，如图4所示。钢筋必须有质保书和试验报告单，严格遵守“先试验后使用”的原则。

洞门连接螺栓详图

2.5.1钢筋焊接加工

钢筋焊接使用焊条、焊剂的牌号、性能以及使用的钢板及型钢均要符合规范要求和有关规定。

2.5.2钢筋成型与安装

钢筋的钢种、根数、直径、级别等符合设计要求，同一根钢筋上在30d、且<500mm的范围内只准有一个接头，绑扎或焊接接头与钢筋弯曲处相距不应小于10倍主筋直径，也不宜位于最大弯矩处。

钢筋搭接采用搭接焊。钢筋骨架以梅花状点焊，并设足够数量及强度的限位筋，保证钢筋位置准确。

在洞门钢环上焊接锚固筋将焊接成型的钢筋骨架连接稳定牢固，保证在安装及浇筑混凝土时不松动或变形，钢筋与模板间设置足够数量与强度的垫块，确保钢筋的保护层达到设计要求。

2.6模板施工

（1）采用模板架与组合模板，模板采用优质钢制成300×1200mm的可调曲模，共17块闭合成环，堵头板采用无节松木板，厚度为50mm。

（2）模板架即用于支撑模板的脚手架，结构应简单牢固，由于洞门长度相对较短（与高度相比），因此，模板架纵向搭设比实际洞门长度长一些，在模板架纵向两侧设立斜撑或采用缆风绳进行固定，防止模板架倾覆。

（3）模板架支立其允许偏差为以线路中线为准横向位置为±10mm，拱架垂直度为3%。

（4）模板拼装严密，不漏浆，使用前应试拼一圈检查。在模板与管片相接处的模板上贴一圈海绵条防止两者相接处漏浆。

（5）端头模板采用弧形木堵头，内贴镀锌铁皮。堵头模板采用后部背钢管设置底脚撑及斜撑的方法进行固定，洞门模板在拱顶及拱腰设封口板。木模与钢模相接处及钢模与管片相接处采用粘结海绵条或泡沫的方法防止漏浆。

2.7混凝土施工

浇筑混凝土前检查止水条的铺设，端头木模板，洞门钢模板等是否符合设计及规范要求，模板台架是否稳固，清除模板内的杂物后，准备浇筑混凝土。混凝土采用汽车泵或输送泵通过洞门顶部位置预留下料口进行左右对称灌注，沿洞门高度分层进行，每一循环应连续灌注，以减少接缝造成的渗漏现象。衬砌模架按灌注孔先下后上，由后向前有序进行，防止发生混凝土砂浆与骨料分离。

混凝土采用插入式捣固棒振捣，通过洞门顶部位置的预留下料口进行振捣，振捣时间为10~30秒，并以泛浆和不冒气泡为准，振捣棒移动距离不大于作用半径一倍，插入下层混凝土深度不小于5cm，振捣时不得碰撞钢筋、模板等。施工缝处混凝土必须认真振捣，新旧混凝土结合紧密。混凝土振捣过程中严格按工艺操作，快插慢拔，布点均匀，防止漏振，捣棒端头距施工缝应在30cm～50cm，防止过近破坏止水条，过远漏振使浆液不能到达接缝处，产生露骨。

3总结

本文通过研究地铁盾构隧道洞门环梁施工技术，系统介绍了施工技术方案及步骤流程，总结分析了施工中关键工序，为地铁隧道盾构施工提供技术参考。

参考文献：

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[2]地铁超限盾构隧道暗挖改造设计[J].张恒睿.铁道勘察.2015（02）

[3]盾构隧道盾尾同步注浆机理与注浆参数的确定[J].宋天田，周顺华，徐润泽.地下空间与工程学报.2008（01）

[4]盾构隧道邻近桩基影响分析[J].徐双龙，汪宏伟.山西建筑.2005（22）