盾构机过站施工技术

盾构机过站施工技术

王兴利

中国电建市政建设集团有限公司天津300000

摘要：随着我国各大中型城市地铁施工的不断建设，盾构施工技术性高、施工工期短、施工安全可控等特点，地铁施工中盾构法技术运用越来越广泛。盾构法施工作为地铁施工中的关键技术，对控制和保证地铁隧道的质量、安全起着至关重要的作用。

关键词：盾构机及后配套过站；站内过站；轨道滑动式过站

1前言

随着我国城市化进程的加快，国家在基础设施建设上的投入力度不断加大，其中就包括隧道工程、轨道交通等。随着施工技术的进步，盾构在地铁施工中的应用更加普遍，具有安全性高、效率高的特点，得到施工企业的青睐。其中，区间过站是一个关键部位，对于盾构施工提出了更高的要求。

2工程概况

哈尔滨地铁2号线六标段起始于人民广场站，终止于尚志大街站。包括人民广场站～中央大街站盾构区间、中央大街站～尚志大街站盾构区间。其中区间左线全长1479.437m，区间右线全长1421.574m。

3过站净空计算

3.1钢套筒尺寸

钢套筒筒体部分长10000mm，直径6840mm，分成4件，每件长2500mm，钢套筒下半部与底座高度为3540mm。

3.2盾体过站净空尺寸计算

经过我部对中央大街站的实际测量，测得中板至底板的最短距离为6.9m。

中央大街站主体底板至中板高度为6.9m，盾构机刀盘直径为6.28m，刀盘半径为3.14m，钢套筒底座高度为3.54m。盾构机过站时，铺设的钢轨高度为0.15m。

即盾体过站时高度=盾构机刀盘半径+钢套筒底座高度+钢轨高度

=3.14+3.54+0.15=6.83m<6.9m

4过站方案比选

盾构机过站方式有多种，如站外过站、站内过站。其中站内过站包括盾构带轮行走方式、下垫滑动托板式、横杠滚动式、轨道滑动式等。过站方式的选择需要结合施工现场地面条件、盾构机结构尺寸、车站净空尺寸、工程工期要求、工程成本情况、牵引及顶进设备等因素。

结合本标段的其他特点：中央大街站场地面积狭小，车站位于市区繁华地带，施工工期紧、车站主体施工完毕、其车站结构净空尺寸满足盾构机站内过站要求。因此中央大街站盾构机及后配套过站采用站内轨道滑动式过站。

5施工总体方案

盾构机过站作业工序繁琐、工作任务繁重，根据现场实际情况，我部将在盾体和后配套分离后，采用站内轨道滑动式过站进行施工。

盾体过站采用顶推油缸、千斤顶等机具辅助进行，利用8个100T千斤顶抬升盾体及钢套筒底座后，再利用2个100T顶推油缸推动钢套筒底座沿轨道横向平移至过站中心位置。继续利用8个100T千斤顶对盾体及钢套筒底座进行第二次抬升，落在铺好的盾体过站轨道上，通过2个顶推油缸推动钢套筒底座纵移过站。

到达始发端头后再横向平移至始发轴线位置进行固定，然后将后配套台车沿铺好的轨道利用电瓶车牵引纵移到与盾体对接的位置，并与盾体对接，完成过站。

6盾构机过站施工

6.1盾体过站准备

盾体过站采用顶推油缸、千斤顶等机具辅助进行，过站前主要做好以下准备工作：

（1）盾构井底板准备

盾构接收井底板已回填素砼350mm厚至标高101.409，距离站内高度为160mm。

（2）钢套筒接收准备

盾构机进入钢套筒后，将钢套筒上半部、过渡环及后端盖拆除、吊出。

（3）车站标准段底板准备工作

在车站标准段底部铺设6根43kg/m钢轨，分3处布置，每处2根，与车站底板固定牢固，用来前移盾构机，并沿钢轨侧面开圆孔，用于固定千斤顶。过站轨道通过打入底板的钢筋，进行固定。

6.2盾体过站步骤

（1）盾体与后配套分离

在盾构机到达前做好电缆线与油管的标识。在盾构机进入钢套筒后，将盾体与后配套之间各种管线拆开，分开盾体与后配套。

（2）钢套筒上部拆除、吊出

割除后端盖支撑，分块拆除钢套筒上半部以及过渡环与后端盖，并将其吊至地面。

（3）盾体平移

盾体加钢套筒底座总重约385吨，钢对钢轨的滑动摩擦系数为0.1，需要的推力大约为38.5吨，通过2个100T顶推油缸可实现盾体和钢套筒底座的平移。在钢套筒底座两侧各安装4个100t油压千斤顶，利用千斤顶将盾体连同钢套筒底座抬升大于160mm（井底距站内高度）。抬升完成后，在井底先铺设10mm厚钢板，然后在钢板上横向铺设8根钢轨并涂抹黄油。通过钢轨侧面开好的圆孔固定2个顶推油缸，推动钢套筒底座向过站中心位置平移，左线盾体需向右侧平移1.975m，右线盾体需向左侧平移2.175m。

（4）盾体二次抬升

盾体与钢套筒底座平移到指定位置后，利用8个千斤顶将钢套筒底座抬起，取出底座下的横向钢轨，并铺设提前用工字钢做好的马凳。再次利用千斤顶将钢套筒底座抬升大于150mm。底部纵向铺设6根43kg/m钢轨，与站内过站轨道相连，用以盾体前移过站。

（5）盾构机纵移过站

在轨道上涂抹黄油，通过钢轨侧面开好的圆孔，固定2个顶推油缸，顶在钢套筒底座两侧的受力点上，驱动钢套筒底座与盾体前移。

当盾体移动到端头墙时，使用（4）、（5）的方法，先将盾体连同钢套筒底座下降至盾构始发井内的横向轨道上，再平行移动到始发轴线位置，左线盾体需向左侧平移1.975m，右线盾体需向右侧平移2.175m，取出底部钢轨，将盾体及钢套筒底座回落到底板预埋钢板上。

（6）钢套筒底座固定

经过复测，确认盾体位置正确后，固定钢套筒底座，将其与预埋钢板焊接成一个整体，并对钢套筒下半部进行加固。

（7）盾构机二次始发

将盾体过站轨道拆除，安装电瓶车牵引后配套过站所用轨道，利用电瓶车牵引后配套过站。将后配套与盾体连接，组装调试完成后，进行钢套筒上半部与反力架的安装，准备再次始发。

6.3盾体移动过程中的纠偏

移动过程中盾体偏离中心线是不可避免的，发现后及时对其进行纠偏，纠偏方法主要有以下两种：

（1）用单边的顶推油缸在移动过程中纠偏；

（2）利用千斤顶进行大范围的纠偏工作。

在实际操作过程中，可同时使用以上两种方法，进行纠偏。

6.4后配套过站

提前在接收井和标准段铺设安装轨道，利用电瓶车将后续7节台车拖过车站与盾体相连，调试始发。

6.4.1后配套过站准备工作

后续台车过站采用电瓶车拖拉台车在轨道上前进过站，过站需做好以下准备：

（1）车站井口底板轨道铺设

需要在井底铺设轨道，最终与标准段上铺设的轨道相平，在井底铺好的马凳上铺设4根过站轨道，并与隧道内轨道连接在一起。由于站内侧墙距线路中心线距离为2.15m，台车最宽位置为4.94m，即台车边缘距线路中线为2.47m，为保证后配套台车顺利过站，井口位置轨道铺设需在洞门外侧12.5m的距离内向台车内侧横向移动0.35m，才不至于碰到边墙。保证在有效的限界情况下，运行轨道为直线，提高了施工进度又保证了以后的运输路线不必改动。

（2）标准段轨道的铺设

在标准段铺设轨道时要平均分布，并且两根为电瓶车轨道，两根为后续台车轨道，这四根轨道铺设和井口铺设轨道保持一致。

6.4.2后配套过站的步骤

（1）利用电瓶车拖拉后配套，并用刚性结构进行连接，保证两者为一个整体。

（2）到达标准段，由电瓶车拖动后配套沿铺设轨道到达始发端。

（3）7节后配套与盾体连接、调试，盾构二次始发。

7结束语

盾构机及后配套过站技术是盾构法施工中确保区间隧道顺利施工的关键技术之一，只有通过合理选择过站方式，统筹安排、精心组织施工，才能保证过站施工质量、工期、及安全风险可控，确保降低施工成本，实现企业效益的最大化。