摘要：本文重點介紹了盾構始發的前期準備工作，盾構始發的步驟，以及在盾構始發過程中主要存在的風險點和針對風險點采取的應對措施。
　　關鍵詞：盾構,始發,風險,措施
　　1前言
　　目前國內各大城市為緩解交通壓力積極修建地下軌道交通，盾構施工因其安全高效的優越性被國內外地鐵界所青睞。即使使用盾構也有一定的風險。如盾構在隧道掘進時只能前進，不可后退，一旦盾構機本身出現致命的故障，可能會產生災難性的后果。在始發階段出問題的概率偏高，即使是非常有經驗的承包商也常會在始發時發生事故。
　　2始發前期準備工作
　　為保證盾構機順利始發，需進行一系列的準備工作，主要包括：①端頭加固；②洞門鑿除及環板安裝；③地面相關配套設施安裝調試；④盾構機托架及反力架安裝；⑤軌道鋪設；⑥盾構機下井、組裝調試等。
　　2.1端頭加固
　　在盾構始發前，一般要對洞口地層的穩定情況進行評價，并采取有針對性的處理措施。端頭加固一般采用攪拌樁、旋噴樁、素混凝土連續墻、凍結法、注漿法、SMW工法等。選擇哪一種方法要根據具體地層情況來定，并嚴格控制整個過程。端頭加固土體須具有良好的穩定性和防水性，確保盾構機始發時端頭土體不坍塌不滲漏。
　　2.2洞門鑿除
　　在洞門破除前，需要在洞門范圍內梅花型打孔，深度在1.5～2.0m左右，間距約為1m，通過觀察有無滲水漏砂來辨別洞門的安全。若無明顯滲漏水洞門鑿除分區分塊自上而下人工鑿除。
　　2.3地面相關配套系統
　　地面系統主要包括渣土、管片等運輸系統、攪拌站注漿系統、電瓶車充電系統、隧道通風系統、通信系統等。
　　2.4托架及反力架安裝
　　2.4.1托架安裝
　　盾構需以一定的坡度始發，但考慮到盾構在始發掘進過程中，由于盾構機自身重心靠前，始發掘進時容易產生向下的“磕頭”現象，托架標高需高于設計標高20～30mm，盾構機托架安裝時應根據盾構機計劃姿態進行設置，垂直于洞門方向進行擺放，托架由型鋼加工而成，現場拼裝。
　　2.4.2反力架安裝
　　盾構反力架由鋼環、后盾框及鋼支撐組成，盾構向前掘進時的反向力，通過反力架傳遞至主體結構的底板和頂板上，盾構反力架應垂直于托架，即垂直于盾構機姿態擺放。
　　2.5軌道鋪設
　　在始發階段盾構機臺車未進入隧道之前，先鋪設臨時軌道，供電瓶車和臺車使用。
　　2.6盾構機下井、組裝與調試
　　2.6.1盾構機下井
　　盾構機由主體和后配套系統組成，主體由刀盤、前體、中體、盾尾4件組成；后置配套設備有連接橋、管片拼裝機、螺旋機、1#拖車、2#拖車、3#拖車、4#拖車、5#拖車組成。其主體設備部分大而重，需采用250t履帶式起重機作為盾構機主體的主力吊機進行吊裝，入井作業順序是先將拖車、連接橋等后配套設備吊裝入井，再將中體、前體、盾尾（拼裝機、螺旋機）、刀盤依次吊裝入井。
　　2.6.2盾構機調試
　　盾構機調試分為空載調試和負載調試。①空載調試：盾構機拼裝和連接完畢后，即可進行空載調試，空載調試主要是檢查設備是否正常運轉。主要調試內容為：液壓系統、潤滑系統、冷卻系統、配電系統、變速系統、管片拼裝機以及各種儀表。②負載調試;通常試掘進時間即為對設備負載調試，負載調試時將采取嚴格的技術和管理措施保證工程安全、工程質量和線型精度。
　　3盾構始發
　　3.1始發臺兩側的加固
　　由于始發臺在盾構始發時要承受縱向、橫向的推力以及約束盾構旋轉的扭矩。所以在盾構始發之前，根據實際情況對始發臺兩側進行必要的加固。
　　3.2負環管片安裝
　　3.2.1負環管片安裝準備
　　安裝負環管片之前，為保證負環管片不破壞尾盾刷、保證負環管片在拼裝好以后能順利向后推進，在盾殼內安設厚度不小于盾尾間隙的型鋼，以使管片在盾殼內的位置得到保證。
　　3.2.2負環管片后移
　　第一環負環管片拼裝成圓后，用4～5組油缸完成管片的后移。管片在后移過程中，要嚴格控制每組推進油缸的行程，保證每組推進油缸的行程差小于10mm。在管片的后移過程中，要注意不要使管片從盾殼內的型鋼上滑落。
　　3.2.3負環管片的拼裝類型
　　在安裝井內的負環管片的拼裝類型通常采取通縫拼裝，通縫拼裝可以保證及時快速的拆除負環管片。
　　3.3盾構推進
　　3.3.1空載推進
　　盾構在空載向前推進時，主要控制盾構的推進油缸行程和限制盾構每一環的推進量。在盾構向前推進的同時，檢查盾構是否與始發臺、始發洞相吻合和是否有其他異常事件的發生，確保盾構安全的向前推進。始發時盾構姿態的控制主要通過盾構機的推進油缸行程來控制姿態。
　　3.3.2盾構機進入洞門
　　完全清除洞門砼后，確認洞門環板、活動壓板和橡膠簾板與盾構機刀盤不沖突，盾構機即可向前推進，盡快推進千斤頂使盾構機進入洞門。洞門止水裝置包括洞門環板、橡膠簾板和活動壓板，當盾構機刀盤進入洞門后，調整止水裝置的活動壓板位置并固定。
　　3.3.3盾構機盾尾通過洞門密封
　　當盾尾通過洞門密封后，立即調整壓板，盡量減少壓板和管片之間的間隙，并進行回填注漿，以避免洞門間隙處產生水土流失。在始發掘進過程中，當盾尾完全進入洞門后，橡膠止水布簾及壓板和管片外壁接觸時，間隙落差瞬時擴大至125mm（管片外徑為6000mm，盾構后筒外徑為6250mm），這時土體若不穩定，盾構掘進將會有一個新的風險點。
　　3.3.4洞口注漿
　　在盾尾完全進入洞體后，調整洞口密封，進行洞口注漿。漿液不但要求順利注入，而且要有早期的強度，注漿壓力控制在2bar以內。
　　4始發風險點控制及應急措施
　　4.1盾構始發主要存在以下風險點
　　（1）始發洞門處于不穩定性土層中，雖然已經進行了端頭加固，但受制于地質條件和加固方式的影響，加固土體難以達到理想效果，且土層遇水后，強度降低，容易崩塌，故人工鑿除洞門時存在一定的塌方風險；
　　（2）盾構筒體完全進入之前，刀盤已經脫離加固區，在原狀土和加固區分界部位，挖掘面的壓力會有突變現象，并可能伴有端頭加固的塊狀物剝落、堵塞螺旋出土器出口、土艙壓力突變，形成較大的壓力波動，造成地表下陷，嚴重的造成頂部塌方。
　　（3）筒體完全進入洞門的瞬間，洞門橡膠簾板和活動壓板和筒體之間的距離突然加大125mm，形成了漏水漏砂通道，處理不善，會導致坍塌。
　　（4）盾構機托架或反力架變形，導致盾構機無法沿軸線方向進入洞門。
　　4.2風險點控制及應對措施
　　針對上述的風險點，采取以下相應的措施：
　　（1）在人工鑿除洞門前，利用預埋的觀察孔，提前進行評估，并在洞門范圍內梅花型打孔，一般深度為1.5～2.0m，間距為1m，直接觀察水量和含砂量辨別洞門的安全性。如果有滲水，可直接在洞門范圍內打孔，并插入PVC管進行小導管注漿，給予正面加固。若有噴砂將在底部形成堆積，盾構在頂進時造成底部橡膠止水布簾拉壞，盾構頂進后，底部形成通道，無法形成密封空間，這種情況下可以底部做圍蔽，利用素混凝土正面封堵。
　　（2）針對土壓力波動應采用以下措施：
　　a調整刀盤轉速和推進速度，盡量減少大塊樁體的剝落；
　　b調整螺旋出土器的轉速，控制出土速度，確保土壓的穩定。
　　（3）針對筒體完全進入洞門時產生的風險，應采取以下措施：
　　a筒體完全進入洞門前應安排專人在盾構機兩側觀察洞門情況，以便迅速采取有效應對措施；
　　b應盡量避免盾構機在此位置長時間停留，以快速通過為宜；
　　c如發現有滲水現象，可局部調整壓板位置，注意此時只能一個個進行調整，以免幾個同時調整范圍太大導致橡膠簾板反卷；
　　d如盾尾完全進入簾板超過1米時，洞門處仍有水滲出，可考慮采用盾尾雙液注漿從內部進行封堵。
　　（4）針對托架、反力架變形，采取如下措施：
　　a采用合適的材料，確保托架和反力架自身設計剛度、強度及穩定性能夠滿足始發要求；
　　b托架定位軸線和盾構機軸線一致，避免側推力過大，在盾構機吊裝時必須實時測量，確保盾構機按確定位置擺放；
　　c盾構機推進時合理選擇千斤頂，控制盾構機最大推力，且使反力架均勻受力；
　　d托架和反力架各連接點應采用有效的連接方式保證連接牢靠，各構件安裝要定位精確，并確保連接強度；
　　e盾構機吊裝時應注意平穩放置在托架上，避免產生較大沖擊力，造成托架變形；
　　f盾構始發時應安排專人在盾構機兩側隨時觀察托架及反力架受力和變形情況，如發現異常，應及時通知值班工程師停機，并對反力架或托架進行加固，以及調整推進參數。