地铁盾构施工中盾构机过站技术思考

地铁盾构施工中盾构机过站技术思考

焦建国

中铁六局集团有限公司 天津

摘要：在城市的交通轨道和隧洞的建设过程当中，盾构机是其施工的主要设备。通常情况下，盾构机在完成一个区间之后，之后经过车站结构，方可进入下一区间开展挖掘工作。盾构机过站主要是通过过站小车以及一系列的推进设备，盾构机的盾体和台车便会顺着轨道，从一个出洞端到另一个洞门处，开展施工作业。在本文中，主要对地铁盾构施工中盾构机的过站技术进行分析。

关键词：地铁盾构；施工；盾构机；过站技术

1. 盾构机的概念

1. 地铁盾构施工技术原理

施工人员在进行盾构施工过程中，盾构机是其开展施工作业的主要设备。通常情况下，施工人员在开展盾构施工作业时，都会采用盾构壳来保证挖掘工作的稳定进行，使得施工人员能够朝着正确的方向进行挖掘，并将挖掘出的泥土排出，此外，施工人员还需要利用管片，进行拼接工作，形成衬砌，此外，对于盾构机的末端，施工人员则需要利用注浆的形式，提高围岩的牢固程度，并利用千斤顶的反作用力推动盾构机的前进。盾构机主要有以下几个部分构成，分别为衬砌注浆、挖掘前行、排除土渣装置以及基地开挖。施工人员正在开展施工作业时，需要先切实了解施工区域的实际情况，并对施工区域的地形、地质、土质以及地下水等施工条件进行充分的分析，并以此为根据，制定好施工方案，通过科学合理的施工方法来确保开挖工作得以顺利进行。施工人员若是想要保证开挖的稳定性，则还需要借助自然稳定、压缩空气的支撑，施工机器设备的支撑和土压平衡支撑等方法。除此之外，在盾构机内部，还存在着能够有效维持盾构机稳定性的压力舱和刀盘，盾构机的后形壳则是为了提高围岩的牢固程度。

2. 基本构造

盾构机的基本构造主要包括护盾、挖掘机构、推进机构、排土机构、衬砌机构和辅助机构等六个部分。盾构机的护盾通常情况下都是由切口环、支撑环以及盾尾三个部分构成。盾构机的挖掘机构主要包含了刀头或是刀盘和支撑装置两部分。盾构机的推进机构都是由液压设备构成，比如油泵、油马达或是油压千斤顶等。盾构机的排土机构主要是由泥水式和土压平衡式组成，泥水式主要通过泥浆泵和管道构成，土压平衡式则是由螺旋输料器与皮带运输机构成。盾构机的衬砌机构则是由管片自动拼装机械手构成。盾构机的辅助机构主要是由壁后灌浆装置、导向测量和控制装置三个部分构成。

2. 盾构机过站的施工方法

1. 过站主要工作

盾构机在过站时，主要是把盾构机刀盘及其盾体部分移动到下一区间的洞门处，之后将剩余的台车部分移动过来，把盾构机盾体和台车的气、液、电路相连接，再经过一系列的调试工作之后，进行挖掘前进。在盾构机进站的过程当中，施工人员再将盾构机盾体与台车隔断、盾构机盾体平移、回填车站底板以及回迁台车等工作。

2. 过站主要指标与使用的要求

首先，施工人员为了确保盾构机能够顺利地过站，需要先分析盾构机的外形尺寸、出站井、始发井以及车站的结构，对轨道中心进行准确的计算，并确定好盾构机推进的路线，严格做好每道步骤的衔接工作。此外，盾构机在过站期间，还需要做好机器的维修改造工作。最后，施工人员还需要在盾构机过站时加以注意，确保盾构机能够正常工作，不被损坏。

3. 盾构机到达前的姿态控制

施工人员在开展盾构机推进工作过程中，当盾构机被推动距洞门100m处时，施工人员就需要开展测量工作。开展贯通前导线测量工作主要包括以下几项内容，分别为区间地面控制网、地面和井下的联系测量、洞内的控制网复测工作，与此同时，施工人员还需要采用人工测量的方式对盾构机的姿态进行检测，再比较自动导航系统测量出的姿态。在一系列的测量工作完毕之后，施工人员还需要通过计算，得出测量的结果，并对接下里的盾构机挖掘工程加以指导。施工人员在完成贯通测量工作之后，就需要采用人工复测的方法，对已到达端头预埋钢环进行测量工作。首先，施工人员需要先测量出预埋钢环的半径和钢环的中心坐标，之后，工程部门则会根据所得出的测量结果对预埋钢环的偏差、盾构机在托架上的姿态以及可以控制的范围加以计算。此外，施工人员还需要根据盾构机目前的姿态，对盾构机的姿态进行调整。最后，盾构机的操作人员为保证盾构机得以顺利贯通，还需要做好盾构机的推进工作。

4. 洞门凿除

施工人员在盾构机到达前的一周，都会降低接收端的地下水水位，通常情况下，在经过降低操作后的地下水水位距离隧道底部的距离要大于1m，并且要进行第一次破除洞门的施工操作。施工人员在破除洞门的过程中，需要严格按照自上而下，分块连续的施工顺序。每当靠近基坑一旁的钢筋暴露在外，施工人员就需要马上割除，只保留地下连续墙靠近土墙的钢筋。等到盾构刀盘接触道连续墙之后，施工人员在开展下一步的割除工作，即割除上一步保留的钢筋。除此之外，施工人员还需要对造出洞门所产生的混凝土废料、废渣以及废弃钢筋进行清除，之后再拆除施工所用的脚手架。

5. 始发托架定位

施工人员开展接收托架入井安装、调整和固定工作时，主要分为五步，首先需要将接收架放置到井内，其次是检测和调整接收托架，使得其中心线和洞门中心保持一致，以达到设计的要求。此外，施工人员还需要利用四周加型钢支撑的方法对其进行固定，连接好接收托架与结构，最后，施工人员还需要避免盾构机在出洞之后出现载头的情况。

6. 盾构机侧向移动

施工人员在盾构机的盾体完全上去接受架之后，需要利用液压千斤顶将盾构机和过站的小车共同向前移动2m，让盾构机和后配套设备进行分离。之后，施工人员再利用液压千斤顶不断推动盾构机和接收架，使其二者共同朝着所标注的位置移动。施工人员在平移盾构机和接收架之前，还需要在平移轨道的接触面处涂抹油脂，以达到润滑的目的，不断减少盾构机和接收架在平移过程当中的摩擦力。此外，施工人员在顶动时，两台液压千斤顶的前端需要分别处于过站小车侧面的钢板上，千斤顶的后端需要顶在盾构井的侧面。其次，若是在盾构机和接收架平移的过程当中，液压千斤顶的距离不够，施工人员则需要在液压千斤顶的后方衬垫型钢。再者，在盾构机和接收架平移的过程当中，施工人员还需要保证两台液压千斤顶同步运动，使得盾构机的轴线和区间线路的轴线保持一致，最后，施工人员还需要注意以下三点，第一，需要检查过站小车焊接的工字钢的切除情况，查看是否全部切除。第二，施工人员在对液压千斤顶顶点位置进行选择时，需要将盾构机重量的分布作为依据，之后再选择合适的过站小车横梁端头作为顶点。第三，施工人员在对千斤顶进行定位时，需要保证液压千斤顶和过站小车的横梁始终同轴。

7. 过站轨道铺设

在盾构机过站前，施工人员需要先调查在车站底板上埋设的钢筋，为了减小对过站轨道产生的影响，施工人员还需要将预埋的钢筋进行割除处理。在盾构机接收平移的过程当中，施工人员还需要铺设一定数量的钢轨，供过站小车使用。其次，施工人员还需要使用钻孔机在枕轨腹板的中部进行钻孔处理，并插入钢筋，来固定枕轨。之后，施工人员再做好卷扬机牵引过站和盾构机后配置过站的工作，地铁盾构施工就基本完成了。

结语：综上所述，盾构机的过站技术在城市交通、下水道河流通道隧道施工等方面的应用逐渐广泛，且因其安全系数高，实用性强的特点，得以进一步发展和完善，盾构机的过站作为隧道施工的重点部分，人们还需要加强盾构机过站技术的应用，报站盾构机得以安全，快速的通过。

参考文献：[1]汪定国.地铁盾构施工中盾构机过站技术[J].建材与装饰,2017(33):275-277.

[2]犹坤.地铁盾构施工中盾构机过站技术探究[J].建材与装饰,2018(52):242-243.

[3]杜晓波.地铁盾构机施工技术及过站方法[J].黑龙江科学,2014,5(03):239.