目前随着城市建设的发展，人们对城市交通服务功能提出了更高的要求，但是城市交通服务的完善需要可利用土地作为基本的支撑点，因此城市轨道省地的优势便快速凸显，轨道交通已经渐渐演变为城市交通可持续发展的首选方式。而在我国的城市轨道交通建设中盾构技术作为一种重要的施工技术被普遍运用。本文结合厦门轨道交通4号线后厦盾构区间的施工情况，总结了盾构分体竖向大坡度及盾构机半环始发遇到的问题难点与应对措施，为后期盾构施工始发中出现的类似施工条件提供理论参考。
盾构技术；大坡度；半环始发；轴线控制；盾构分体
Nowwiththedevelopmentofurbanconstruction,peopleputforwardhigherrequirementstourbantrafficservicefunction,buttheimprovementoftheurbantransportationservicesneedtousethelandasthebasicpoint,therefore,theadvantagesofurbanrailandground-savingfast,railtransithasgraduallyevolvedintopreferredwayforthesustainabledevelopmentofurbantraffic.ShieldtechnologyiswidelyusedasanimportantconstructiontechnologyinurbanrailtransitconstructioninChina.Basedontheconstructionsituationofhouxiashieldsectionofline4ofxiamenrailtransit,thispapersummarizestheproblemsanddifficultiesencounteredintheverticalsteepslopeofshieldconstructionandthehalf-ringinitiationofshieldconstructionmachineandcorrespondingmeasures,providingtheoreticalreferenceforsimilarconstructionconditionsinthelaterinitiationofshieldconstruction.
Shieldtechnology;heavygrade;Halfringoriginating;Axiscontrol;Shieldfission
1工程概况
厦门市轨道交通4号线工程后厦盾构区间全长m，采用盾构法施工，盾构机直径为mm，洞门环直径为mm，管片为通用型管片，楔形量为40mm。在区间起点设置了2个始发井作为盾构始发的工作面，区间反向隧道长54米，盾构机（盾体长9.7m）及后配套全长95m不具备正常始发条件，需通过盾构机分体及及半环始发保证盾构施工的下料及出渣工作，盾构机启动后在竖向曲线上首先以-28‰的坡度进行始发，后坡度依次为-6.14‰，+2‰，始发的轴线难以控制。本次盾构始发为盾构机分体半环大坡度始发。始发平面布置图及始发竖向布置详见图1-1、图1-2.
2场地不足问题及解决方案
由于盾构区间始发场地结构长度仅为54m，但盾构及后配套总长约为95米，在现有场地下不具备正常始发条件，需要采取分体始发，分体始发时仅将盾体及1#台车下入井内，2~7#台车置于地面。在分体始发期间主要分为3阶段。
（1）第一阶段：井下分体盾构机让出后期出土口
盾体及1#台车下井掘进，2#~7#台车放至在地面上，延长1、2号台车之间的管路，此时可下放电瓶车、1台管片小车及小土斗，管片利用前期出土口通过管片小车将管片运送至连接桥下面的平板车内，再通过盾构机本身自有的吊机吊至盾尾进行管片拼装；出土利用小土斗通过前期出土孔进行出土；注浆通过在端头井部位加设储浆罐利用管线输送至注浆管处。本阶段结束的标志为1#台车尾部完全通过出后期出土口，且完成所有负环管片安装。完成此阶段后弃用小土斗，改用大土斗，且下放另1台管片车、砂浆车，并与电机头相连。
（2）第二阶段：井下分体台车进入土体
盾体及1#台车下井掘进，2#~7#台车放至在地面上，延长1、2号台车之间的管路，管片通过后期出土孔通过管片车将管片运送至连接桥下面的平板车内，再通过盾构机本身自有的吊机吊至盾尾进行管片拼装；利用土斗用后期出土孔进行出土，本阶段结束的标志为1#台车尾部完全进入土体。
（3）第三阶段：盾构机可全部进入土体
盾体及1#台车下井掘进，2#~7#台车放至在地面上，延长1、2号台车之间的管路，此时可下放3个土斗、砂浆车、2台管片车，管片通过盾构吊装孔通过管片车将管片运送至连接桥下面的平板车内，再通过盾构机本身自有的吊机吊至盾尾进行管片拼装；利用土斗用后期出土孔及盾构吊装孔进行出土，本阶段结束的标志为盾构整台机器尾部均可进入盾构隧道洞门。
3分体始发效率低下及解决方案
由于施工场地不足，在完成盾构分体始发第二阶段前的下料及出渣只能利用后期出土口进行下料及出渣，效率肯定较为低下。但是若完成盾构分体始发第二阶段后能将盾构吊装孔利用起来，盾构下料及出渣便可以分开，进而提高盾构掘进效率。为了提供施工效率，在分体始发阶段便可利用盾构吊装孔进行吊装作业，在本工程中结合工程实际采用半环始发即负环仅通过拼装半环的管片进行进行下料及出渣工作。
在本工程中通过计算反力架到洞门处需要拼装8环负环管片，从反力架向洞门标号分别-7负到0环。负环管片-7到-2环只安装下部三块标准块，通缝拼装，上部留出空间供管片下吊、出土及后配套安装使用。-1环后，上部安装八字反力架，-1到0环安装整环管片，错缝拼装，详见负环拼装图3-1。因为-1环及0环为整环拼装，所以-1环及0环加固方式采用钢丝绳全换拉紧。由于-7~-2环为半环拼装，不存在用钢丝绳拉紧加固的条件，故采用14b型槽钢对半幅负环管片进行加固，采用14b型槽钢对其加固时在办幅负环顶部位置设立纵向槽钢，同时设立与纵向槽钢垂直及斜交支撑，以保证加固的稳定性，详见半环加固图3-2。
4始发竖向曲线轴线控制及解决方案
本工程中盾构机首先以-28‰的坡度进行始发，且盾构机在盾体在完全进入土体之前的是无法对盾构机姿态进行调整的，若按照传统的始发方式进行始发施工，盾体进入完全土体后成型隧道最大高程偏差将会达到+mm，详见成型隧道偏差示意图2-3，成型隧道将远超隧道轴线施工允许偏差±50mm。因此本工程中本工程中提出两种解决方案。
方案一：
为防止盾构机始发时发生栽头的现象，始发基座比设计洞门处抬高20mm，始发基座安装时在掘进方向按照-28‰的坡度进行布设。但如若按照此方案进行实施，由于盾构机外边缘与洞门之间的间隙仅为mm，但盾构机盾尾部位将上仰，当盾构机盾尾到达洞门时盾尾会上仰mmmm，盾尾将上磕洞门（详见-28‰始发示意图2-4），风险极大，所以本方案最终被否定。
方案二：
始发基座比设计洞门处抬高20mm，始发基座安装时按照-15‰的坡度进行布设，拼装负环半环管片时在纵向相邻管片之间加设传力楔块用以调整管片姿态，且在拼装负环全环管片时，封顶块尽量位于下部，本工程中-1,0环拼装点位为9点和7点，用以调整线形。
本工程中始发基座通过-15‰的坡度进行布设，盾构机盾尾将上仰mmmm，盾构机可顺利通过洞门处，此时盾构机中心轴线与成型隧道中心轴线偏差为mm-mm=mm，仍超出隧道施工允许变差值，此时在拼装负环管片时在纵向相邻管片之间加设传力楔块来调整管片姿态尽量与设计成型隧道轴线重合。在增设传力楔块时只需保证盾构机在完全进入洞门之前偏差值小于50mm即盾构机中心轴线与成型隧道轴线偏差坡度为；所以通过传力楔块来调整线形的坡度为：=-7.9‰，而此坡度是通过-7~-2环共5个负环半环拼装调整，相邻管片5个相邻断面需要调整的坡度为。由于-7~-2环未半环拼装，且只拼装标准块，此时管片在竖向投影高度为mm，为此相邻半幅上部开口量为47.4mm。
由于按照此种方式仍然存在50mm的偏差，为保证在施工允许偏差范围内-1环、0环封顶块拼装点位为9点和7点。现左右线线皆已完成始发，在大坡度始发的情况下右线最大偏差为30mm，左线为10mm，均在施工允许偏差内。
5结论与建议
总之，厦门地铁4号线后厦盾构区间分体半幅大坡率始发现在已经取得了成果，但是采用此种始发方式在实际操作也存在一些施工重难点。首先为由于采用的分体始发，需要大量的延长管线，管线的保护是施工中存在的一大重点，在本工程中为做好管线的保护采用了管线卷筒支架，通过此种方式可以减小管线保护投入成本；其二，分体半幅始发时由于在拼装半环管片时，盾构机为下半部份受力，半环管片及易产生倾覆；所以在盾构机盾体进入土体前盾构掘进施工应保持连续小推力掘进，若掘进过程中存在千斤顶卸力的情况，管片很可能发生倾覆，导致始发失败；其三，在竖向曲线为大坡度进行盾构始发时可以从盾构机自身掘进姿态与管片拼装姿态进行一定的调整用于保证施工偏差在施工允许范围之内；其四，在竖向曲线为大坡度进行盾构始发时，通过调整始发坡度时不能盲目的进行，得保证盾构机在完全进入洞门之前不能与洞门相磕，已保证盾构机能正常始发。虽然本工程中在盾构机分体半幅大坡度始发时在技术上遇到了一些问题，但我部从工程实际特点出发，进行计算与分析，制定了符合现场实际的施工方案，为以后盾构工程中出现类似的问题提供了理论依据。
参考文献
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