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大直径盾构隧道内的中隔墙施工

目前国内采用盾构法施工的地铁隧道断面主要为单圆以及双圆2种形式，其隧道主要采用直径6m级的盾构机进行施工，以满足列车双向运营。但该类盾构隧道阻塞比小，如果列车高速运行，在隧道中会产生瞬变压力，容易引起乘客耳膜不适等反应。在这方面，若采用11m级或以上的大直径盾构法隧道，再通过设置中隔墙的方法将隧道分隔成2条区间以实现单管双线运营，不仅施工效率高、工期短、节约地下资源、对周边环境影响小及能有效减少拆迁成本。而且大直径盾构拓展了隧道空间，列车提速后，乘车舒适度也将显著提升。
但是，在相对狭小的隧道内施工中隔墙是一个全新工艺，国内目前也没有类似实例。因此，如何解决狭小隧道内的水平运输、预制中隔墙板的就位以及中隔墙施工的稳定性等是大直径盾构隧道工程中亟需研究的重大课题。
1 应用工程概况
本工程为上海市重大工程，采用11m级大直径盾构法施工，隧道内径10.4m，内中分隔为倒T形，中隔墙高度7.8m，其中预制部分高度5.3m（图1）。

2 施工难点及重点
2.1 技术难度大
本工程是国内首条通过在大直径盾构隧道内设置中隔墙实现单管双线运行的轨道交通工程，没有相关的工程经验可供借鉴，属于一全新工艺，需要研制新的专用设备并摸索出一套完整的施工工艺。
2.2 拼装要求高
由于盾构掘进过程中隧道管片很容易发生旋转，导致部分管片预留的接驳器与轴线位置偏离较大，还有极少部分预留接驳器自身垂直度就存在较大偏差，使得传力杆无法安装。这就需要对预制中隔墙顶部预留孔洞位置、直径进行适当调整，对位置偏离较大的还需要进行植筋处理。
此外，在每块预制中隔墙纵向之间没有设计连接，无法像隧道管片利用千斤顶加力致以密贴，在拼装初期拼装一段距离后，累计的间隙会增大，也会使得中隔墙传力杆一段距离后，累计的间隙会增大，也会使得中隔墙传力杆不易被穿入孔洞内，因此每拼装一段距离后就需要对中隔不易被穿入孔洞内，因此每拼装一段距离后就需要对中隔墙纵向进行收紧。
2.3 安全控制难
1）由于预制中隔墙构件中自重较重，平面尺寸大，构件较薄，安装高度较高，故在狭小的隧道空间内安装时极易产生倾倒。而且中隔墙采用预制与现浇相结合的形式，在后浇带浇筑前预制中隔墙处于悬空状态，稳定性较差，需要采取特殊的保护措施，用临时支架进行固定。
2）中隔墙施工主要包括混凝土浇筑、预制中隔墙运输及拼装，而中隔墙底部“T”形现浇段一旦施工后，圆形隧道即被等分为两部分，隧道内水平运输时空间将相应缩小，多任务同时作业形成交叉施工势必会增大安全风险。
2.4 建设周期短
本工程为上海市重大民生工程，工程总体节点目标要求在隧道贯通后半年内必须完成内部中隔墙施工，确保后续铺轨、机电安装、装饰装修等专业的施工，以实现通车目标。因此，建设工期非常紧张。
3 管理策划和技术创新
3.1 确定管理目标
本工程围绕中隔墙拼装，设定了如下建设目标：一是达到设计要求，确保满足各项使用功能要求，一次验收合格率达到100%；二是打造样板工程和精品工程，争取获上海市优质结构奖；三是满足工程总体进度要求，安全管理无重大事故，施工期间全过程保持场容场貌干净整洁，确保达到上海市文明工地。
3.2 突出技术领先
针对工程建设难度大、技术要求高的特点，项目部成立专题研究小组，对建设过程中的关键技术难题逐一进行攻关。根据工前模拟和计算分析，课题组把握关键节点，主要对以下内容展开研究：预制中隔墙的拼装施工机械研制；预制接驳器定位偏转预防和纠正技术；狭小隧道内多任务水平运输体系设计；预制中隔墙顶部就位技术；悬空拼装构件自稳定装置的设计。
4 技术实施及风险控制
4.1 研制专用设备
本工程为国内轨道交通建设中首条通过设置中隔墙以实现单管双线运营的大直径隧道，没有任何现成的施工经验可资借鉴。我们根据本工程预制中隔墙自重较重、平面尺寸大，而构件较薄、安装高度较高、隧道空间狭小等特点，专门设计了一种新型的专用拼装机，该设备具备在圆隧道内仅占用半幅路面作业、在各方向都能够进行微调作业、自重较轻、移动灵活等优点，不仅实现了在狭小隧道空间内对预制中隔墙板拼装的“自由”，亦使施工质量得以提高。另外，拼装机采用电驱动、履带式行走机构，也大大地提高了作业效率，更使工期得以压缩。
4.2 优化狭小隧道内多任务运输
通过合理选择混凝土搅拌和运输设备，采用2条轨道进行水平运输，并在预制中隔墙作业区施工顶部钢构件时搭设门式支架，彻底解决了预制中隔墙板运输、混凝土浇筑与中隔墙拼装施工的冲突问题，大大提高了作业效率，有效缩短了施工工期，也减小了多任务交叉施工的风险。
4.3 研究一整套预制中隔墙拼装技术，形成有效工法
我们通过工前精心策划，正式施工前再进行模拟段的作业，制订了一整套包括在相对狭小隧道内预制中隔墙板的精确就位、隧道内多任务水平运输、钢构件固定、岩棉安装及防火涂层等施工技术，并形成了施工工法（图2）。

尤其是通过反复设计预制中隔墙临时支撑，有效地解决了预制中隔墙在后浇段浇筑前处于悬空不稳定的状态，取得成功，并申请了发明专利。
4.4 加强过程控制，及时优化和调整施工
4.4.1 成立QC小组
项目部成立了提高预制中隔墙拼装精度QC小组。通过PDCA循环，为工程质量提供了保证。
4.4.2 方案论证评审
充分利用社会专家和资源，集思广益，对中隔墙施工方案进行全面论证，通过对新技术、新设备、新工艺等方面进行综合考察，保证工程安全顺利的进展。
4.4.3 安全、技术质量交底
针对本工程在狭小隧道内进行多任务中隔墙施工的特点，施工前专门编制了作业指导书，项目部进行针对性安全、技术质量交底，特别是交叉作业施工的安全防护措施，做到全体作业人员心中有数。通过细致交底，明确重点工序要求及要点，并在过程中进行监督与不断改进，施工过程中未发生任何安全、质量事故。
4.4.4 优化设计，及时调整，确保工程质量安全
项目部全程参与中隔墙的设计讨论，在施工过程中对出现的问题及时与设计进行沟通并提出优化意见，例如增大吊装孔预埋件、调整预制中隔墙榫头倒角尺寸等，在减少了作业风险的同时也提高了施工质量。
5 过程检查和监督
5.1 联合开展攻关，定期分析反馈
在工程施工全过程中，我们联合设计方、业主方、监理方、构件预制厂家及设备制造商等定期对现场进行监督检查，召开专题讨论会，对施工过程中发现的技术难点、质量与设备缺陷进行总结并不断改进，有效地保证工程的顺利推进。
5.2 目标分解到位，确保责任落实
加强前期策划和技术方案交底，层层进行目标分解、落实责任制，加强安全重大危险源、质量关键和特殊过程的风险识别与防范，加大针对性的安全宣传和交底，以及施工人员的培训教育，从源头上把好安全质量关。
另外，我们还专门成立了新型设备维修保养小组，对首次设计制造的专用中隔墙拼装机械定期进行检查，一旦发现缺陷即及时整改维修，并对操作技巧不断改进，保证了中隔墙拼装的安全。
6 结语
在狭小隧道内进行预制中隔墙拼装，在国内尚属于首次。但随着我国隧道工程的增加和施工技术的发展，大断面隧道工程将成为常态，其中隔墙建造技术也将越来越进步。
本文通过具体的工程实践，以技术创新推动项目管理，在施工过程中积极进行探索、思考，总结出了一套行之有效的管理方法。并对传统的事前、事中、事后控制和PDCA循环控制等进行的深化和改进，大大提高了工效和产品质量，为类似工程建设提供了有益的参考。

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