中铁二十一局集团轨道交通工程有限公司
摘要：北京地铁八号线二期工程鼓楼大街站～什刹海站区间（以下简称鼓～什区间）受工期和场地限制，盾构机采用分体始发。在冬季始发等不利条件下成功完成了盾构机的分体始发，在推进至65环时完成盾构机的分体转接。
关键词：分体始发；延长管线；防冻；转接
引言
地铁施工大部分位于城市繁华区域，周边建筑物密集，拆迁难度较大，部分盾构始发场地难以满足常规始发的要求。如何在有限的场地及复杂的周边环境下，完成了盾构机的始发成为目前的施工难题。作者在施工过程中对场地限制、冬季施工等难题进行了分析，并对施工工艺进行优化，完成了本次盾构机冬季始发，为后续盾构施工提供了技术支持。
1施工概况
1.1工程简介
鼓～什区间明挖段兼做盾构始发井位于旧鼓楼大街东侧，周边交通繁忙，建筑物密集，拆迁困难，施工场地狭小，明挖段长度（52m）不能满足盾构机整体始发条件，盾构机始发后即进入危旧平瓦房影响区域。根据工期要求和场地限制，盾构机采用分体始发。
1.2水文地质概况
始发段区间隧道覆土厚度17.8～18.4m，穿越多种地层，主要穿越⑤8层卵石圆砾、⑥层粉质粘土，⑥1层粘土，⑥2层粉土。
2设备配置
盾构机主机、双梁和始发台车下井组装，5节后配套台车在地面组装，1号台车和双梁之间用130m延长管线连接，双梁后侧架在分体始发台车上，将盾尾油脂泵放置在分体始发台车上，减轻了管路阻尼。
3.7分体转接
在推进至65环时，成型隧道长度满足台车下井所需长度，同时土体提供的摩擦力满足盾构机推进的要求。盾构机停机保压，在负环拆除、延长管线断开后台车下井二次组装。
4施工制约因素
分体始发受延长管线及始发场地限制等影响，并且是冬季施工，施工过程中存在着大量的制约因素如下所示：
a.冬季施工的影响
b.砂浆配比的选用
c.延长管线的保护
d.出渣和管片运输效率较低
e.始发时洞门环漏浆，拼装时间过长，造成前仓压力不稳定
f.停机转接前各项技术参数的稳定
g.停机转接过程中的土压的稳定
5施工过程优化
现场技术人员根据现场实际条件及以往施工经验，对施工过程做出相应的优化措施如下。
5.1防冻措施
5.1.1地面附属设备的正常运转
地面管路全部采用分段式法兰连接，外侧缠绕相应功率的电阻丝，在外侧包保温棉，出现堵冻现象时，将电阻丝通电，使其融化。
在水路尽头安装1/2寸的球阀，根据外界温度把球阀打到相应的开关度，保证水的流动性。
砂浆膨润土站在原材料进场时应检查细砂的含水量，严防含水量超标，避免细砂冷冻结块的现象发生。搅拌砂浆时，在搅拌罐内搅拌好最后1方砂浆时，每隔10-20分钟往中转罐打一次浆，避免砂浆长时间不流动出现堵管。在膨润土发酵罐外侧下端安装1圈小球阀与内部联通，间距1m，连接空压机，使发酵罐内的膨润土处于搅拌状态，同时每隔10-20分钟往台车泥浆罐点动输送。
5.1.2盾构机后配套台车的防冻处理
盾构机台车外围利用角钢和薄铁皮搭设封闭的简易棚，在简易棚外面覆盖篷布，避免了液压泵站和空压机电机噪音大对周边居民区的影响。在简易棚内部安装3个温控调节的20Kw电暖风，着重对水箱、泥浆罐和砂浆罐进行保温。在不推进时，间歇性无负载启动液压泵使液压油循环流动。
5.1.3延长管线的防冻处理
水管和泥浆泡沫管外包扎保温棉。
把主驱电机循环水泵设置为常开状态，使管路内的水一直流动。不推进时，泥浆泡沫系统每隔10-20分钟点动注入，保证其流动性。
推进时砂浆压力控制在0.25MPa左右，在拼装时砂浆点动注入，同时观察砂浆注入压力，尽量不要超过0.3MPa。砂浆管采用分段式软管连接，偏于拆装，在出现堵管情况时，可根据现场实际情况局部拆换清理，而不影响正常施工。
5.2砂浆配比的选用
根据以往的施工经验，发现原有的砂浆配比不能满足分体始发的要求，砂浆既要满足各项性能要求，又由于管路过长以及冬施的影响，对其流塑性提出了很高要求。现场技术人员经过多次实验，选出适合本次始发的砂浆配比如表3-2所示。
5.3延长管线的跟进
利用盾构机拉力带动滚轮同步跟进，将延长管线与管片之间的滑动摩擦转化为滚轮与轨道之间的滚动摩擦，避免了对管线的摩擦；滚动摩擦力相比滑动摩擦力较小，又减轻了管路接头所受的拉力。节省了大量人工及施工耗时，提高工效。如图3-1所示。
5.4提高出渣和管片运输效率
本区间采用的皮带机为分段式，在双梁位置缩短，然后将皮带机的液力耦合器安放在始发小台车，可以给大土斗操作提供有效空间，将出土效率提高到小土斗出渣的3倍以上。
电瓶车轨道采用的低轨，双梁吊机操作的高度范围增加，在大土斗到位以后，在管片运输车所在位置双梁吊机有足够的操作空间，实现了出土与管片吊运同时进行，节省时间，提高工效，如图3-5所示。
5.5洞门封堵
始发时由于洞门环存在或多或少的漏浆现象，这样土仓和外界空气之间将行程通道，影响土仓压力的稳定，存在一定的危险性。施工过程中具体控制措施如下所示：
a.严格按照设计文件进行洞门钢环的制作、安装，保证施工精度满足要求。
B.加强盾构始发时的姿态控制，避免盾构姿态不好造成洞门密封的局部失效。
c.盾构始发时，派专人对洞门密封情况进行观察，发现问题，及时处理。
d.适当调整铰接压板，保证帘布橡胶与盾构筒体的密贴。
e.在推进到10环左右时，跟进二次注浆，注浆时保证注入孔与盾尾之间有10m左右的距离，同时关注同步注浆管的压力，避免二次注浆浆液将盾尾包住。
5.6停机转接前各项参数的设定
掘进至50环时，严格控制盾构机姿态，调整盾构机姿态稍微上扬，机头比盾尾高1cm-2cm，减少停机时间过长造成盾构机栽头的几率。
在掘进至第65环时，将土压提高至0.2MPa，加大掌子面及土仓内的膨润土注入量，膨润土注入6-7m³，膨润土浆液粘稠度控制在20s以上，PH值控制在7-9之间，刀盘转速0.3r/min，使膨润土浆液与渣土均匀混合，并尽可能使膨润土浆液向地层内渗透，在开挖面形成较厚的泥层，保证开挖面的稳定。
二次注浆跟进至第61环，65环拼装完成之后，再往前推进5-10cm，推进过程中在61环位置进行二次注浆，注浆压力控制在0.3～0.5MPa，注浆量根据现场实际情况进行控制，并根据地表监测反馈情况进行及时调整。同时利用同步注浆系统压注膨润土浆液，使膨润土浆充分填充盾尾周边，防止因停机时间过长或二次注浆压力控制不当造成盾尾及尾部注浆管端头堵塞。
65环拼装完成以后，为减少盾体上方沉降，利用中盾内的管路向盾体外压注膨润土浆液。膨润土浆液粘稠度控制在20s以上，PH值控制在7-9之间，压注压力0.2-0.3MPa，注入量约为3.67m3；注入膨润土时严格控制注入压力，以防止因注入压力过大导致地面隆起。
65环拼装完成以后，停机保压2天，观察地面沉降数据，确认地面沉降趋于稳定后再开始延长管路拆除工作。
延长管线拆除前，在65环管片与盾尾空隙内加塞方木，防止因停机时间过长造成盾构机栽头。
5.7停机转接过程中的保压措施
盾体内配置一台空压机，利用25mm²电缆从井口二级柜将电源引致隧道内，保证空压机及隧道内照明用电。将盾体内的泡沫管与空压机连接，利用往盾体注膨润土管所带的压力表来判断土仓压力，发现土仓压力小于0.14MPa或土压下降速率超过0.02MPa/每天时，使用空压机适当的进行保压。当地面沉降速率偏大（超过1mm/天）时，也应用空压机进行适当保压。
6结语
本区间盾构施工在无整体始发条件、无盾构施工参数试验段、冬季始发等不利条件下成功完成了分体始发与转接，为城市隧道施工提供了新的经验。
参考文献：
[1]张俊英.盾构机分体始发施工技术.铁道建筑技术，2013（9）
[2]彭戢放，杜西岗，李明东．地铁隧道浅埋暗挖法和盾构法施工沉降分析[J]．山西建筑，2010，36（6）
[3]TM625PMM土压平衡盾构机功能说明[M]，2010