皮景坤
（郑州市轨道交通有限公司，河南 郑州 450000）
[摘要]基于某地铁1号线人民广场站-解放大路车站施工空间有限的特点，采用分体始发盾构施工技术。工程实践表明，盾构分体始发方案的制定与实施要根据始发井的结构、周边环境条件、盾构主机与后配套设备的结构尺寸及始发的经济性综合考虑。通过方案比选确定了最佳的施工方案。
[关键词]地下工程；地铁；盾构；分体始发；施工技术
[中图分类号]U455. 43 [文章编号]1002,8498(2016)09-0109-02
1 工程概况
某地铁1号线一期工程人民广场站一解放大路站区间，全线位于人民大街下面，始于人民广场，终于解放大路，盾构区间左线长690m，右线长632m。由于受人民广场站及其周边环境的限制，人民广场站只能提供41m的明挖长度（车站全长230m，其余部分暗挖，由围护桩将明暗挖部分隔开），本工程盾构区间施工由1台土压平衡盾构承担，先始发左线，完成左线施工后，盾构二次分体始发掘进右线，完成施工。由于车站长度限制，两次始发均采用分体始发方式，需对后配套台车进行局部调整改造，同时额外增加大量的液压、电气、流体（水、气）管线，与台车进行连接。
2 盾构及台车
用于本工程的盾构，原驱动考虑2×315kW，为了增大刀盘扭矩增加1台315 kW电动机驱动的液压泵，主驱动由5个驱动电动机，刀盘扭矩4 850kN-m，增加到6个驱动电动机，刀盘扭矩(1. 15r/min)5 150 k N．m，最大脱困扭矩(1.15r／min)由6 305kN-m增加到7 340kN .m。
土压平衡盾构由1节设备桥与7节台车组成，其布置设备有：1号台车左侧为主控室，右侧为同步注浆系统；2号台车左侧为油脂系统，右侧为同步注浆系统的液压泵站；3号台车左侧为空压机，右侧为主液压泵站；4号台车左侧内循环水增压泵、泡沫原液泵及泡沫箱，右侧为主泵站液压油箱；5号台车左侧为动力电柜，右侧为10kV变压器；6号台车左侧为膨润土泵，右侧为储气罐( 2m3)、污水箱；7号台车左侧空置，右侧为1台400kV .A变压器（原装机容量1250kV .A，因增加1台驱动电动机提高扭矩，新增加1台400kV .A变压器）及高压电缆。
3 盾构分体始发方案的选择
3.1 盾构分体始发方案选择的依据
分体始发方案的确定会直接影响到盾构始发的安全、施工效率、设备功能的发挥程度，通常遵循以下原则：尽可能利用原有配置设备，减少对原设备的改造、取消可暂时不用的设备；设备的布置空间满足始发井的设计空间及垂直运输要求；便于分体始发完成后，后续设备的下井组装；尽可能减少管线的延长以降低分体始发成本；减少场地的占用及满足快速掘进；尽可能利用门式起重机作为垂直运输的主要设备。
盾构始发车站井长41m，宽24m，隧道轴线间距16m，车站立面横剖面如图1所示，明挖车站顶板回填后的可利用空间（除去始发井口位置）沿隧道轴线长约30m，垂直隧道轴线长约50m，最长可达80m。
3.2分体始发方案比选
1)方案1 主机下井组装，设备桥及7节台车放于地面场地，全部液压、流体及动力与控制线缆全部延伸约100m，主机试掘进的同时延长管线；掘进完成约80m时拆除负环，地面设备二次吊装下井调试后进入正常掘进施工。在试掘进期间由于没有后配套设备，出土只能由小土箱在螺旋机出土口处接收渣土，此法出渣缓慢，掘进一环需出渣多次，通常一班( 12h)只能掘进1～2环。
2)方案2 以左线始发为例后配套下井次序为：7号台车，放于地面，暂不下井；6，5，4三节台车放在右线车站底板，将3，2（因2号台车只有同步注浆泵站与油脂系统，将同步注浆泵站与油脂系统放在临时改装的小拖车上，以减少空间占用），1号台车、设备桥放入左线底板。此方法需改造皮带机，皮带机主动辊安装在3号台车上，开始掘进时用1个渣土箱出土，随着掘进的进行，可用电瓶车编组（1节管片车、1节砂浆罐车及2节渣土箱），延长管线。此台车布置方案由于液压油箱在4号台车，需要延长约80m DN100液压回油管，不但多用600多升液压油，还会带来管路延伸困难；大于30kW的电动机的启动为Y-△启动，需增加70mm2电缆约70万元，同时电缆延伸量较多；400kV．A变压器放于地面与新增加驱动油泵（电动机）需屏蔽，影响设备性能的充分发挥；设备的改造调整项目较多，施工
较繁琐。
3)方案3 将2，1号台车、设备桥吊入左线底板，2号台车尾部安装经改装的皮带主动辊，由2号台车尾出渣；其余3—7号台车放在车站顶部且垂直于隧道轴线方向，同正常的整体始发布置一致；此布置方案，避免了3，4号台车的DN100液压回油管的延伸，同时省去了需增加的电动机延长线缆，不增加电缆的额外投资。3号台车位于左线井口处，全部的液压油管由此处引入始发井口，再通过固定在地下2层立柱上的管路支架延伸到2号台车尾
部，实现与2号台车的连接。此方案只延伸2号与3号台车间的液压管路（最大管径DN40，35MPa，单条油管长度20m，用高压球阀连接）、控制与通信电缆，全部管线按80m配置（盾构总长约80m、地面台车总长约48m），掘进完成80m后，延伸的管线解除，地面台车吊入井下，完成二次组装与调试进入正常掘进阶段。
通过以上比较，结合分体始发方案的确定依据，选用方案3为本次始发的方案。
4分体始发的实施
根据选定的始发方案完成设备的吊装、组装、皮带机改造、始发基座及反力架加固、调试后即进入始发试掘进阶段。根据管片宽度1. 5m及始发井的结构尺寸，选用6个负环加1个零环，采用整环拼装方式。根据车站长度41m，临时出土口(6m×4m)中心距车站暗挖围护结构12m，选用25t电瓶机车，土箱10m2其长度≤5m，在第4环出土时，2号台车已全部离开临时出土口；刚始发时用电瓶机车牵引一平板车即可运输土箱出土，也可运输管片，垂直运输由45t门式起重机承担；同步注浆的砂浆在地面拌制后，由管路输送到台车的砂浆罐内。当掘进超过20环时，砂浆改为储浆罐运输，即每环掘进开始时将砂浆储罐吊入平板车上，先将砂浆送入隧道后，吊出砂浆储罐，放入土箱开始掘进出土，完成环掘进长度后，吊出土箱进行管片运输、拼装作业，如此往复完成一个工作循环。
随着隧道的掘进，及时前移延长管线，在隧道内利用管片螺栓架设1100，并安放滚轮支架，以便于支撑移动管线，同时利于提高施工效率。当掘进80m后，拆除负环，地面设备吊人井下组装调试，再进行二次始发，恢复电瓶车正常编组；安装岔道，由始发井口出土，实行2台电瓶车循环掘进，完成分体始发掘进，进入正常掘进阶段。
5 结语
盾构分体始发方案的制定与实施要根据始发井的结构、周边环境条件、盾构主机与后配套设备的结构尺寸及始发的经济性综合考虑，同时要兼顾负环的安装方式与反力架的结构与固定方法；管线的延伸要保证安全可靠及经济合理，通过方案比选确定最佳的施工方案。
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