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摘要：结合工程案例，本文以成都地铁2号线5标为例，探讨了盾构始发的施工步骤及注意事项，以供参考。
关键词：盾构始发; 施工; 注意事项
Abstract: This paper combined with engineering case, this paper to Chengdu Metro Line 2, 5 as an example, discusses the construction process of shield launching and matters needing attention, for reference.
Keywords: shield launching; construction; note
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：
前言
随着施工机械化水平和盾构国产化率的不断提高，盾构在地下工程中得到了越来越广泛的应用，盾构法具有对周围环境影响小、自动化程度高、施工快速、优质高效、安全环保等优点。随着长距离、大直径、大埋深、复杂断面盾构施工技术的发展和不断成熟，盾构法越来越受到重视和青睐。
1 工程概况
本工程地处成都平原岷江冲积扇状平原，区内地形较平坦，地势受扇状平原的控制，总体上西高东低，南高北低；区域内地貌比较单一，属侵蚀～堆积地貌。盾构始发段隧道穿越地层为<2-5>细砂层、<3-5-3>稍密卵石层、<3-6-3>中密卵石层。
2 盾构始发施工步骤
2.1盾构始发概述
始发时平面为直线，纵向为2‰的上坡，隧道埋深约7m。
盾构始发主要内容包括：端头降水、安装盾构机始发基座、盾构机就位、组装、洞门凿除及导轨安装、安装反力架、安装洞门密封帘布橡胶板、拼装负环管片、盾构机试运转，盾构机加压贯入作业面和试掘进等；始发流程如图1示。
图1
2.2端头降水
根据地质条件、周边环境以及车站开挖后现场实际情况，始发前对端头进行降水固结土体，降水深度为隧道以下1米。如管井降水引起地层失水较多，影响周边建筑，采用回灌技术补充地下水。
2.3洞门凿除
为保证始发井围护结构的稳定，始发洞门凿除在盾构机组装调试后进行。凿除洞门采用人工风镐的方法，破除洞门700mm。
洞门凿除过程的应急措施：
A．发现有异常情况后，迅速用木板和钢管撑住，防止围护结构外土体坍塌然后尽快向围护结构外进行注浆加固。
B．若土体压力较大时，迅速用预先制作好的钢筋网片与围护结构的钢筋焊接一起后用木板和钢管支撑稳定。然后在围护结构外围进行注浆加固，同时在洞门里面进行注浆加固。
2.4盾构始发基座安装
清理基坑后，依据隧道设计轴线、洞门位置及盾构机的尺寸，反推出始发基座的空间位置。考虑始发基座在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及抵抗盾构旋转的扭矩，所以在盾构始发之前，对始发基座两侧用H型钢进行加固。
2.5盾构机组装就位
组装顺序：5号拖车→4号拖车→3号拖车→2号拖车→1号拖车→连接桥→中体→前体→刀盘→管片安装机→盾尾→螺旋输送机。详细见《S528盾构机吊装安全技术方案》。
2.6盾构机调试
2.6.1空载调试
空载调试主要是检查设备是否能正常运转。各种设备及控制是否正常。
2.6.2负载调试（即盾构试推进）
空载调试完成并证明盾构机及其辅助设备满足初步要求后，即进行负载调试。负载调试是对空载调试不能完成的调试项目进一步完善，以使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态，如推进油缸推力、铰接油缸模式等。
2.7密封装置安装
把洞门橡胶密封圈装在之前预埋的螺杆上，（每一个孔都要对上）将洞门的B板压在密封圈上，然后装上螺母上紧密封装置
2.8安装反力架
2.8.1反力架、负环管片位置的确定
盾构始发反力架为拼装式钢架结构，以确保足够钢性。反力架分6部分吊装下井，左、右立柱重各3.57吨，上、下横梁重各2.87吨，基准环上、下半部重2.73吨。根据设计的洞门长度700㎜。确定负环管片为7环和0环管片1环。
2.8.2反力架的固定
反力架提供盾构机推进时所需的反力，因此反力架须具有足够的刚度和强度。将反力架放在始发竖井的坑中，调整好位置以后与始发井底板预埋钢板进行焊接，与车站结构体之间用H175型钢间距支撑。为保证盾构推进时反力架横向稳定，用型钢对反力架的支撑进行横向的固定。反力架安装控制在偏差范围内。
2.9导轨安装
导轨近掌子面端距洞门掌子面最突出位置保持800mm的距离，以防止刀盘旋转损坏导轨，近帘布橡胶板端距帘布橡胶板距离以不损坏帘布橡胶板为准。导轨位置以始发台滑轨延伸对应的位置为准。导轨以38kg/m的钢轨制作。
2.10负环管片拼装
在安装第一环负环管片时，首先在盾构机盾尾盾壳下半圆内部安设8根厚度65mm，宽度50mm，长度1600mm的硬质方钢（或方木），等盾构机完全进入洞内，洞口开始进行同步注浆时，将方木拆除。
2.11盾构机加压贯入作业面和试掘进
2.11.1土仓压力
（1）根据隧道所处的位置及隧道的埋深情况，对隧道进行分类，判断隧道属于深埋隧道还是浅埋隧道；
（2）根据判断的类型初步计算出地层的竖向压力；
（3）根据隧道所处的地层以及隧道周边地表环境情况的复杂程度，计算出水平侧向力；
（4）根据隧道所处的地层及施工状况，确定地层水压力；
（5）根据不同的施工环境、施工条件及施工经验，考虑0.010-0.020MPa的压力值作为调整值；
（6）根据确定的水平侧向力、地层水压力以及施工土压力调整值得出盾构施工初步土压力设定值为：
P初步设定土压=P1水压力+P'2水平侧向力+P调整值
P=P1+P'2=γw·h+Ka·[(γ-γw)·h+γ·(H-h)]-2·Cu·sqr(Ka)+0.015
初步设定土压力为：0.15MPa。根据地质情况进行压力调整。
（7）根据地表沉降监测结果，对施工土压力进行及时调整，得出比较合理的施工土压力值。
2.11.3推进速度
始发时推进速度控制在20mm/min以内，在盾构机脱离盾构井端头区后可逐步提高到不超过40mm/min。
2.11.4碴土改良与出碴量控制。
在掘进时加强碴土改良与出碴量控制。
碴土改良采用加泡沫剂；每环泡沫剂用量取36～50L，
出碴量每环暂控制在56m3左右，浮动碴量0.5m3，施工过程中根据监测成果进行出碴量的调整。
2.11.5轴线控制
盾构轴线偏离设计轴线不大于±50mm，地面隆陷控制在+10mm～-30mm。
盾构位于始发台上时尽量不要进行姿态调整，盾尾拖出始发台后每环姿态调整量控制在5mm以内；
在始发掘进时，严格控制盾构机的各组油缸压力不大于70bar，盾构机总推力小于1200t，刀盘扭矩小于300t·m。
2.12同步注浆与二次补强注浆
盾构施工引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结以及地下水的渗透，是导致地表、建筑物以及管线沉降的重要原因。为了减少和防止沉降，在盾构掘进过程中，要尽快在脱出盾尾的衬砌管片背后同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙。
同步注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统及盾尾的内置注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，采用双泵四管路(四注入点)对称同时注浆。
同步注浆材料初步配比表(kg/m3)
3 盾构始发施工的注意事项
3.1对始发台、反力架进行全面的检查与修理，安装固定必须在定位完成后进行，反力架支柱底部必须以钢板垫实，始发台必须通过加固挡块固定于地面上；
3.2洞门防水装置安装时必须将连接螺栓接牢固，根据实际情况合理对扇形压板的位置进行调整，防止帘布橡胶板外翻影响防水效果；
3.3在进行始发台加固等施工操作时，注意对帘布橡胶板的保护；
3.4负环管片安装必须确保封顶块位置、管片成圆度的精度。
3.5在進行试掘进的过程中，要低转速、低推力、慢推进。
3.6为防止盾构机产生旋转，在盾构机上焊接防滑挡块。
3.7在＋3环安装完后，紧固好管片连接螺栓，停止掘进对洞门圈进行注浆，实现洞门封堵，注浆时必须密切关注洞门密封装置的变形情况，出现漏浆及时停止注浆，根据具体情况及时采取相应的措施进行处理。
4 结语
盾构始发工序是盾构法建造隧道的关键工序，该工序施工技术的优劣将直接影响到建成后隧道或管片的轴线质量，是盾构施工过程中开挖面稳定控制最难、工序最多、比较容易产生危险事故的环节，因此结合施工环境进行始发施工各个环节的准备工作至关重要。
关键词：盾构始发; 施工; 注意事项
Abstract: This paper combined with engineering case, this paper to Chengdu Metro Line 2, 5 as an example, discusses the construction process of shield launching and matters needing attention, for reference.
Keywords: shield launching; construction; note
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：
前言
随着施工机械化水平和盾构国产化率的不断提高，盾构在地下工程中得到了越来越广泛的应用，盾构法具有对周围环境影响小、自动化程度高、施工快速、优质高效、安全环保等优点。随着长距离、大直径、大埋深、复杂断面盾构施工技术的发展和不断成熟，盾构法越来越受到重视和青睐。
1 工程概况
本工程地处成都平原岷江冲积扇状平原，区内地形较平坦，地势受扇状平原的控制，总体上西高东低，南高北低；区域内地貌比较单一，属侵蚀～堆积地貌。盾构始发段隧道穿越地层为<2-5>细砂层、<3-5-3>稍密卵石层、<3-6-3>中密卵石层。
2 盾构始发施工步骤
2.1盾构始发概述
始发时平面为直线，纵向为2‰的上坡，隧道埋深约7m。
盾构始发主要内容包括：端头降水、安装盾构机始发基座、盾构机就位、组装、洞门凿除及导轨安装、安装反力架、安装洞门密封帘布橡胶板、拼装负环管片、盾构机试运转，盾构机加压贯入作业面和试掘进等；始发流程如图1示。
图1
2.2端头降水
根据地质条件、周边环境以及车站开挖后现场实际情况，始发前对端头进行降水固结土体，降水深度为隧道以下1米。如管井降水引起地层失水较多，影响周边建筑，采用回灌技术补充地下水。
2.3洞门凿除
为保证始发井围护结构的稳定，始发洞门凿除在盾构机组装调试后进行。凿除洞门采用人工风镐的方法，破除洞门700mm。
洞门凿除过程的应急措施：
A．发现有异常情况后，迅速用木板和钢管撑住，防止围护结构外土体坍塌然后尽快向围护结构外进行注浆加固。
B．若土体压力较大时，迅速用预先制作好的钢筋网片与围护结构的钢筋焊接一起后用木板和钢管支撑稳定。然后在围护结构外围进行注浆加固，同时在洞门里面进行注浆加固。
2.4盾构始发基座安装
清理基坑后，依据隧道设计轴线、洞门位置及盾构机的尺寸，反推出始发基座的空间位置。考虑始发基座在盾构始发时要承受纵向、横向的推力以及抵抗盾构旋转的扭矩，所以在盾构始发之前，对始发基座两侧用H型钢进行加固。
2.5盾构机组装就位
组装顺序：5号拖车→4号拖车→3号拖车→2号拖车→1号拖车→连接桥→中体→前体→刀盘→管片安装机→盾尾→螺旋输送机。详细见《S528盾构机吊装安全技术方案》。
2.6盾构机调试
2.6.1空载调试
空载调试主要是检查设备是否能正常运转。各种设备及控制是否正常。
2.6.2负载调试（即盾构试推进）
空载调试完成并证明盾构机及其辅助设备满足初步要求后，即进行负载调试。负载调试是对空载调试不能完成的调试项目进一步完善，以使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态，如推进油缸推力、铰接油缸模式等。
2.7密封装置安装
把洞门橡胶密封圈装在之前预埋的螺杆上，（每一个孔都要对上）将洞门的B板压在密封圈上，然后装上螺母上紧密封装置
2.8安装反力架
2.8.1反力架、负环管片位置的确定
盾构始发反力架为拼装式钢架结构，以确保足够钢性。反力架分6部分吊装下井，左、右立柱重各3.57吨，上、下横梁重各2.87吨，基准环上、下半部重2.73吨。根据设计的洞门长度700㎜。确定负环管片为7环和0环管片1环。
2.8.2反力架的固定
反力架提供盾构机推进时所需的反力，因此反力架须具有足够的刚度和强度。将反力架放在始发竖井的坑中，调整好位置以后与始发井底板预埋钢板进行焊接，与车站结构体之间用H175型钢间距支撑。为保证盾构推进时反力架横向稳定，用型钢对反力架的支撑进行横向的固定。反力架安装控制在偏差范围内。
2.9导轨安装
导轨近掌子面端距洞门掌子面最突出位置保持800mm的距离，以防止刀盘旋转损坏导轨，近帘布橡胶板端距帘布橡胶板距离以不损坏帘布橡胶板为准。导轨位置以始发台滑轨延伸对应的位置为准。导轨以38kg/m的钢轨制作。
2.10负环管片拼装
在安装第一环负环管片时，首先在盾构机盾尾盾壳下半圆内部安设8根厚度65mm，宽度50mm，长度1600mm的硬质方钢（或方木），等盾构机完全进入洞内，洞口开始进行同步注浆时，将方木拆除。
2.11盾构机加压贯入作业面和试掘进
2.11.1土仓压力
（1）根据隧道所处的位置及隧道的埋深情况，对隧道进行分类，判断隧道属于深埋隧道还是浅埋隧道；
（2）根据判断的类型初步计算出地层的竖向压力；
（3）根据隧道所处的地层以及隧道周边地表环境情况的复杂程度，计算出水平侧向力；
（4）根据隧道所处的地层及施工状况，确定地层水压力；
（5）根据不同的施工环境、施工条件及施工经验，考虑0.010-0.020MPa的压力值作为调整值；
（6）根据确定的水平侧向力、地层水压力以及施工土压力调整值得出盾构施工初步土压力设定值为：
P初步设定土压=P1水压力+P'2水平侧向力+P调整值
P=P1+P'2=γw·h+Ka·[(γ-γw)·h+γ·(H-h)]-2·Cu·sqr(Ka)+0.015
初步设定土压力为：0.15MPa。根据地质情况进行压力调整。
（7）根据地表沉降监测结果，对施工土压力进行及时调整，得出比较合理的施工土压力值。
2.11.3推进速度
始发时推进速度控制在20mm/min以内，在盾构机脱离盾构井端头区后可逐步提高到不超过40mm/min。
2.11.4碴土改良与出碴量控制。
在掘进时加强碴土改良与出碴量控制。
碴土改良采用加泡沫剂；每环泡沫剂用量取36～50L，
出碴量每环暂控制在56m3左右，浮动碴量0.5m3，施工过程中根据监测成果进行出碴量的调整。
2.11.5轴线控制
盾构轴线偏离设计轴线不大于±50mm，地面隆陷控制在+10mm～-30mm。
盾构位于始发台上时尽量不要进行姿态调整，盾尾拖出始发台后每环姿态调整量控制在5mm以内；
在始发掘进时，严格控制盾构机的各组油缸压力不大于70bar，盾构机总推力小于1200t，刀盘扭矩小于300t·m。
2.12同步注浆与二次补强注浆
盾构施工引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结以及地下水的渗透，是导致地表、建筑物以及管线沉降的重要原因。为了减少和防止沉降，在盾构掘进过程中，要尽快在脱出盾尾的衬砌管片背后同步注入足量的浆液材料充填盾尾环形建筑空隙。
同步注浆与盾构掘进同时进行，通过同步注浆系统及盾尾的内置注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，采用双泵四管路(四注入点)对称同时注浆。
同步注浆材料初步配比表(kg/m3)
3 盾构始发施工的注意事项
3.1对始发台、反力架进行全面的检查与修理，安装固定必须在定位完成后进行，反力架支柱底部必须以钢板垫实，始发台必须通过加固挡块固定于地面上；
3.2洞门防水装置安装时必须将连接螺栓接牢固，根据实际情况合理对扇形压板的位置进行调整，防止帘布橡胶板外翻影响防水效果；
3.3在进行始发台加固等施工操作时，注意对帘布橡胶板的保护；
3.4负环管片安装必须确保封顶块位置、管片成圆度的精度。
3.5在進行试掘进的过程中，要低转速、低推力、慢推进。
3.6为防止盾构机产生旋转，在盾构机上焊接防滑挡块。
3.7在＋3环安装完后，紧固好管片连接螺栓，停止掘进对洞门圈进行注浆，实现洞门封堵，注浆时必须密切关注洞门密封装置的变形情况，出现漏浆及时停止注浆，根据具体情况及时采取相应的措施进行处理。
4 结语
盾构始发工序是盾构法建造隧道的关键工序，该工序施工技术的优劣将直接影响到建成后隧道或管片的轴线质量，是盾构施工过程中开挖面稳定控制最难、工序最多、比较容易产生危险事故的环节，因此结合施工环境进行始发施工各个环节的准备工作至关重要。