盾构始发后进入初始掘进阶段。
1.初始掘进特点
(1)一般后续设备临时设置于地面。在地铁工程中,多利用车站作为始发工作井,后续设备可在车站内设置。
(2)大部分来自后续设备的油管、电缆、配管等,随着盾构掘进延伸,部分管线必须接长。
(3)由于通常在始发工作井内拼装临时管片,故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。
(4)由于初始掘进处于试掘进状态,且施工运输组织与正常掘进不同,因此施工速度受到制约。
2.初始掘进的主要任务
初始掘进的主要任务:收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据,判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当,并通过测量盾构与衬砌的位置,及早把握盾构掘进方向控制特性,为正常掘进控制提供依据。因此,初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。
3.初始掘进长度的确定
决定初始掘进长度有二个因素:一是衬砌与周围地层的摩擦阻力,二是后续台车长度。
(三)转换(台车转换)
(四)正常掘进
转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据,采取适合的掘进控制技术,高效掘进的阶段。
正常掘进有以下特点。
(1)后续设备设置在隧道内,仅部分管路和电缆需要延长,作业效率高。
(2)始发井内的临时管片、临时支撑、后背支撑等被拆除,始发井下空间变得宽阔,施工材料与弃土运输容易。
(五)到达掘进(贯通掘进)施工技术要点
当盾构正常掘进至离接收工作井一定距离(通常50~100m)时,盾构进入到达掘进阶段。到达掘进是正常掘进的延续,是保证盾构准确贯通、安全到达的必要阶段。其施工技术要点如下。
(1)盾构暂停掘进,准确测量盾构机坐标位置与姿态,确认与隧道设计中心线的偏差值。
(2)根据测量结果制订到达掘进方案。
(3)继续掘进时,及时测量盾构机坐标位置与姿态,并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。
(4)掘进至接收井洞口加固段时,确认洞口土体加固效果,必要时进行补注浆加固。
(5)进入接收井洞口加固段后,逐渐降低土压(泥水压)设定值至0MPa,降低掘进速度,适时停止加泥、加泡沫(土压式盾构)、停止送泥与排泥(泥水式盾构)、停止注浆,并加强工作。
井周围地层变形观测,超过预定值时,必须采取有效措施后,才可继续掘进。
(6)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果,必要时进行注浆加固,以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大。
(7)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度,且安装时要对其轴线和高程进行校核,保证盾构机顺利、安全接收。
(8)拼装完最后一环管片,千斤顶不要立即回收,及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体,拧紧所有管片连接螺栓,防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。
(9)盾构机落到接收基座上后,及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙,同时进行填充注浆,控制洞口周围土体沉降。