盾構(gòu)起步是隧道盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié)，也是盾構(gòu)法施工隧道的難點之一，起步成敗對隧道施工質(zhì)量、進度、安全、工期和經(jīng)濟效益產(chǎn)生決定性影響。曲線的開始更加困難，更加重要，特別是R500m以下的曲線的開始一直是盾構(gòu)施工界的禁區(qū)，設(shè)計和施工都盡量避免。盾構(gòu)曲線首次在北京啟動，本工程R400m的小半徑曲線在國內(nèi)外也很少見。

2工程概況

XX地鐵五號線是XX市軌道交通線規(guī)劃中重要的南北向干線，本工程為XX地鐵五號線XX站~XX站區(qū)間隧道的一部分，位于XX地區(qū)。盾構(gòu)從XX盾構(gòu)工作井開始，該盾構(gòu)工作XX區(qū)間暗挖隧道，西接區(qū)間盾構(gòu)法隧道位于R400m曲線上，長15000mm，寬9200mm，盾構(gòu)開始孔門和隧道軸成950夾角。盾構(gòu)始發(fā)段平面為R400m曲線，鉛垂面為24‰下坡。盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)為單層組裝式鋼筋混凝土預(yù)制管，結(jié)構(gòu)截面為圓形，管外徑6000mm，內(nèi)徑5400mm，厚度300mm，環(huán)寬1200mm，每環(huán)6張，管之間用φ24mm彎曲螺栓連接。 始發(fā)段隧道洞身主要通過地層為粉土、粘土和粉質(zhì)粘土，具體水文地質(zhì)條件見圖1所示。 本工程采用日立造船株式會社設(shè)計制造的土壓平衡式盾構(gòu)機。

3盾構(gòu)小曲線半徑開始的難點和要點

3.1開始路徑的合理選擇盾構(gòu)開始段包括盾構(gòu)開始井在R400m的小半徑曲線段，但由于開始時條件的制約，盾構(gòu)開始路徑的合理選擇是盾構(gòu)開始路徑的合理選擇，盾構(gòu)開始路徑的合理選擇

3.2負環(huán)管件和反力架設(shè)置的盾構(gòu)曲線開始時，特別是小半徑曲線段開始時盾構(gòu)推進反力的大小和方向有很大的不確定性，負環(huán)管件和反力架能否穩(wěn)定可靠地將其巨大的反力傳遞給地層是曲線開始成功的另一個難點和關(guān)鍵。

3.3 盾構(gòu)推進時各參數(shù)的合理選擇 本工程盾構(gòu)始發(fā)段不僅處于R400m的小曲線段，而且處于24‰下坡段，盾構(gòu)姿態(tài)的控制至關(guān)重要，推進時各參數(shù)的合理選擇成為關(guān)鍵。

4 盾構(gòu)曲線始發(fā)方案

盾構(gòu)始發(fā)時，從始發(fā)洞門開始其中心路徑前8.5m（盾構(gòu)主機長8.405m）沿隧道設(shè)計中心線（R400m曲線）的內(nèi)弦線（它通過始發(fā)洞門中心線，偏離隧道設(shè)計中心線最大值為31mm）推進，待盾尾脫離基座后逐步調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)使盾構(gòu)沿隧道設(shè)計線路推進。負環(huán)管片全部采用閉環(huán)管片并對負環(huán)管片實行立體加固，確保負環(huán)管片具有足夠的剛度，不發(fā)生上浮、下沉及左右偏移，穩(wěn)定可靠地將盾構(gòu)推進時的巨大反力傳遞給反力架。反力架的承載力按1800t考慮，具體配置如圖2所示。圖2盾構(gòu)曲線開始配置圖(單位mm)

5盾構(gòu)曲線開始施工技術(shù)

5.1開始準(zhǔn)備

5.1開始加固孔門土體

為了確保盾構(gòu)開始孔門圍護樁除后孔門土體的安全和盾構(gòu)開始階段其姿勢的穩(wěn)定，結(jié)合該階段的水文地質(zhì)狀況，采用了旋噴和φ800mmC10素混凝土樁結(jié)合的聯(lián)合加固方案。同時，考慮到始發(fā)孔門與隧道軸線不垂直，為了防止盾構(gòu)始發(fā)時刀盤受力不均引起盾構(gòu)偏移，采取了孔門加固體與盾構(gòu)始發(fā)路徑垂直的措施。

5.1.2孔門密封本工程盾構(gòu)始發(fā)孔門采用通常的橡膠快門密封方式，孔門注入采用盾構(gòu)同步注入裝置注入式，不單獨埋入注入管。

5.1.3?。??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????基座與始發(fā)井底板的埋入材料焊接牢固，側(cè)面設(shè)置鋼支撐，確保盾構(gòu)始發(fā)時不滑動。

5.1.4????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

5.1.5????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????本工程負環(huán)管片均采用閉環(huán)管片，立體加固，隨施工加固，保證盾構(gòu)始發(fā)推進的巨大反力可靠、穩(wěn)定地傳到反力架，不發(fā)生相對位移和超限變形，確保正環(huán)管片的錯誤量和密封質(zhì)量符合設(shè)計和規(guī)范要求。

5.1.6導(dǎo)軌為了防止盾構(gòu)開始時磕頭，在開始孔門上設(shè)置了足夠強度和剛性的導(dǎo)軌。

5.2開始推廣控制

5.2.1.1.盾構(gòu)開始時姿態(tài)盾構(gòu)開始時其鉸接角度為零，盾構(gòu)中心軸線位于隧道設(shè)計中心線的外側(cè)，即在盾構(gòu)開始路徑的延長線上，其坡度與隧道設(shè)計坡度一致，即24‰。但比設(shè)計高程抬高了15mm。

5.2.2 盾構(gòu)離開基座前姿態(tài)控制 盾構(gòu)離開始發(fā)基座前基本沿預(yù)定始發(fā)路徑直線前進，必要時可通過對推進千斤頂?shù)倪x擇來對盾構(gòu)姿態(tài)作微量調(diào)整，在此期間盾構(gòu)須切割洞門加固體，以慢速、低壓為推進原則，以確保盾構(gòu)姿態(tài)的穩(wěn)定。經(jīng)計算在盾構(gòu)工作井盾構(gòu)始發(fā)處土壓力為0.11Mpa，加固段推進時由0逐漸增至0.11MPa左右，盾構(gòu)機出加固區(qū)前為克服地層土體強度的突變，防止地面沉降過大，必須將土壓力的設(shè)定值逐漸提高到0.14MPa，并根據(jù)地面監(jiān)測反饋的信息對土壓力設(shè)定值及時做出調(diào)整。盾構(gòu)推進速度控制在5mm/min以內(nèi)，刀盤轉(zhuǎn)速控制在0.5r/min。

5.2.3盾構(gòu)離開底座后的姿勢控制盾構(gòu)離開底座后的盾構(gòu)處于比較自由的狀態(tài)，一般通過盾構(gòu)推進千斤頂?shù)暮侠磉x擇來調(diào)整盾構(gòu)的姿勢，必要時可以同時使用鉸接功能進行調(diào)整，使盾構(gòu)沿隧道設(shè)計軸線推進。盾構(gòu)在曲線段施工時具有一定的盾構(gòu)離心現(xiàn)象，特別是R400m的小半徑曲線段更加明顯，刀尖一般應(yīng)向內(nèi)偏離設(shè)計軸線20mm左右。30環(huán)以前盾構(gòu)推進速度應(yīng)控制在30mm/min以內(nèi)，刀盤轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在1r/min以下，以后盾構(gòu)推進速度可逐步提高到40~60mm/min，刀盤轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在1~1.2r/min，土壓穩(wěn)定在0.1~0.15。在此期間，有必要加強地面監(jiān)控測量和隧道施工的人工審計測量，并根據(jù)此及時調(diào)整各參數(shù)。

6盾構(gòu)曲線開始施工效果

根據(jù)業(yè)主委托的專業(yè)測量機構(gòu)的檢查結(jié)果，本工程的小半徑、大下坡盾構(gòu)曲線開始非常成功，隧道軸線水平偏差最大為42mm，高度偏差最大為31mm，管道偏差基本在2mm以內(nèi)，最大為5mm，該段隧道沒有發(fā)現(xiàn)泄漏點和管道頂部裂紋現(xiàn)象，地面最大隆起為1mm，最大沉降為12mm該段開始完成后，許多國內(nèi)外同行和專家到現(xiàn)場參觀，肯定并贊揚其施工質(zhì)量。