A2版：施工生产
匠心独运筑成“彩虹”
——国内首创“大盾构扩挖小盾构”工法侧记
刊发日期：2022-11-18 阅读次数： 作者：蒋莉萍段轩
列车在深圳地铁14号线嶂背站“彩虹隧道”内穿行，极具未来感和结构美，成为鹏城新晋“网红打卡地”。电务城通公司在这里创新应用的 “大盾构扩挖小盾构隧道”工法，匠心独运，助力“彩虹”地铁建设。
“一般地铁建设采用‘先站后隧’的建设顺序，就是先建设车站，将车站作为盾构始发和接收的竖井，然后建设区间隧道。但是嶂背站是为了方便市民去深圳市肿瘤医院就医而临时增设的。当时，大宝区间小盾构已始发，而车站大小里程竖井施工未完成，无法及时提供小盾构吊出条件。如采用传统‘先站后隧’方法施工，则需要小盾构长时间停机等待竖井施工，将影响后续的盾构掘进任务，导致全线的试运行节点滞后、14号线延迟开通。”项目经理任飞介绍道。
为满足施工节点要求，项目部决定另辟蹊径，经过多次内部策划、与设计单位探讨，大胆提出了“以大扩小”的施工理念，即在车站大小里程竖井端头围护桩施工完成后，让小盾构先行穿过新增车站，完成后续盾构掘进任务，再对小盾构施工的隧道进行回填，然后待竖井施工完成，从车站竖井始发大盾构二次复推的方式形成地铁车站。
“从无到有的过程很艰辛，我们项目技术团队大大小小会议开了不下四十个，熬了不少通宵来完善资料。”项目总工许迪谈到方案研讨过程感慨道。为推动方案落地，项目部联合同济大学科研团队，开展了 “先隧道后车站”大盾构复推技术实验评估，又多次邀请国内行业专家对施工方案进行论证，历时半年终于制定完善了国内首例 “大盾构扩挖小盾构成型隧道快速建造车站施工工法”，填补了国内盾构施工领域的空白。
全新的工法也意味着全新的挑战，意味着要攻克从没遇到过的技术难关及安全风险。
项目施工中遇到的第一重难关就是扩挖前的小盾构隧道回填。为保证回填施工质量，项目部制定了分层分段回填方案。但是由于隧道顶部操作空间小、泵管无法固定，实际操作起来仍是困难重重。为此，项目部进一步优化施工方案，使用软管延长泵管输送混凝土，并细分小段浇筑的方式，确保小盾构隧道回填密实。
“我建议大盾构上按照硬岩的强度来配置加强型刀具，确保较高的掘进效率。”
“我认为掘进中应加大发泡剂比例来改良渣土，从而改善土体流动性，减小刀具磨损。”……
大盾构扩挖不同于普通盾构掘进，其掘进地层为人工复合地层，存在人工回填混凝土、小盾构管片、浆液层以及自然地层等，地质极其复杂。因此在盾构掘进过程中，需要对施工方案及盾构机各项参数进行针对性调整。
好不容易隧道即将扩挖完成，大盾构接收又遇到了难题。由于接收井洞门没有完整的围护结构，小盾构管片与原地层粘结性较差，太大的推力及掘进速度将导致小盾构管片会被慢慢顶出原有位置，直至掉落至竖井底板。因此，盾构机出洞前的参数控制极为关键。项目部多方听取意见，参考不同地质条件下的盾构掘进参数，适当减小大盾构机的推力、降低速度、控制刀盘扭矩，同时在接收端对小盾构管片进行支撑，使小盾构管片得到完全切削，顺利完成接收。
“大盾构扩挖小盾构成型隧道快速建造车站施工工法”相较于正常盾构工法，极大地缩短了工期，减少了盾构长时间停机的闲置费用，同时保证了全线开通。
（蒋莉萍 段轩）
“一般地铁建设采用‘先站后隧’的建设顺序，就是先建设车站，将车站作为盾构始发和接收的竖井，然后建设区间隧道。但是嶂背站是为了方便市民去深圳市肿瘤医院就医而临时增设的。当时，大宝区间小盾构已始发，而车站大小里程竖井施工未完成，无法及时提供小盾构吊出条件。如采用传统‘先站后隧’方法施工，则需要小盾构长时间停机等待竖井施工，将影响后续的盾构掘进任务，导致全线的试运行节点滞后、14号线延迟开通。”项目经理任飞介绍道。
为满足施工节点要求，项目部决定另辟蹊径，经过多次内部策划、与设计单位探讨，大胆提出了“以大扩小”的施工理念，即在车站大小里程竖井端头围护桩施工完成后，让小盾构先行穿过新增车站，完成后续盾构掘进任务，再对小盾构施工的隧道进行回填，然后待竖井施工完成，从车站竖井始发大盾构二次复推的方式形成地铁车站。
“从无到有的过程很艰辛，我们项目技术团队大大小小会议开了不下四十个，熬了不少通宵来完善资料。”项目总工许迪谈到方案研讨过程感慨道。为推动方案落地，项目部联合同济大学科研团队，开展了 “先隧道后车站”大盾构复推技术实验评估，又多次邀请国内行业专家对施工方案进行论证，历时半年终于制定完善了国内首例 “大盾构扩挖小盾构成型隧道快速建造车站施工工法”，填补了国内盾构施工领域的空白。
全新的工法也意味着全新的挑战，意味着要攻克从没遇到过的技术难关及安全风险。
项目施工中遇到的第一重难关就是扩挖前的小盾构隧道回填。为保证回填施工质量，项目部制定了分层分段回填方案。但是由于隧道顶部操作空间小、泵管无法固定，实际操作起来仍是困难重重。为此，项目部进一步优化施工方案，使用软管延长泵管输送混凝土，并细分小段浇筑的方式，确保小盾构隧道回填密实。
“我建议大盾构上按照硬岩的强度来配置加强型刀具，确保较高的掘进效率。”
“我认为掘进中应加大发泡剂比例来改良渣土，从而改善土体流动性，减小刀具磨损。”……
大盾构扩挖不同于普通盾构掘进，其掘进地层为人工复合地层，存在人工回填混凝土、小盾构管片、浆液层以及自然地层等，地质极其复杂。因此在盾构掘进过程中，需要对施工方案及盾构机各项参数进行针对性调整。
好不容易隧道即将扩挖完成，大盾构接收又遇到了难题。由于接收井洞门没有完整的围护结构，小盾构管片与原地层粘结性较差，太大的推力及掘进速度将导致小盾构管片会被慢慢顶出原有位置，直至掉落至竖井底板。因此，盾构机出洞前的参数控制极为关键。项目部多方听取意见，参考不同地质条件下的盾构掘进参数，适当减小大盾构机的推力、降低速度、控制刀盘扭矩，同时在接收端对小盾构管片进行支撑，使小盾构管片得到完全切削，顺利完成接收。
“大盾构扩挖小盾构成型隧道快速建造车站施工工法”相较于正常盾构工法，极大地缩短了工期，减少了盾构长时间停机的闲置费用，同时保证了全线开通。
（蒋莉萍 段轩）