盾构机站内调头平移施工技术

盾构机站内调头平移施工技术

李岳林

中铁十二局集团第四工程有限公司陕西西安710021

摘要：有人说，21世纪是地下空间开发的世纪。21世纪以来，城市基础建设日益与人文、自然环境相和谐，地下空间进入了一个前所未有的发展阶段。在城市地下空间的的开发中，盾构法隧道施工有着安全、快速、劳动强度低、受环境影响小等优点，目前已成为一种核心隧道施工技术。盾构法隧道施工中，需设置盾构始发井，为盾构始发提供场所，用于盾构机的固定、组装及设置附属设施（如始发托架、反力架、洞门等）；与此同时，也作为盾构机掘进中出渣、管片、注浆材料等的出入口。一般在没有限制占地的情况下，始发井的功能越多越好，井口尺寸越大越好，但功能越多、井口尺寸越大费用就越高，因此一般都采用满足其功能所需的最小净空。

关键词：盾构隧道；始发井；整体始发；分体始发；始发掘进

1.工程概况

深圳地铁2号线2227标黄新区间盾构隧道采用一台海瑞克φ6250mm土压平衡盾构机施工，盾构机从右线始发井始发，向大里程方向掘进至新秀车站后调头，再次始发向小里程方向掘进至左线吊出井吊出，完成掘进施工。

盾构机由刀盘、前体、中体、后体、连接桥、5节台车组成，单台总长度为80米，总重量约430t。其中主体总重294吨，总长为12.08m（包括螺旋机整体长度），宽6.28m，高6.28m。新秀站调头扩大端尺寸长13m，宽19.2m，车站标准段宽度为15.7m。

2.盾构机站内调头施工

2.1盾构机站内调头施工方案

盾构机在新秀站调头分盾构主机调头和后配套调头两步，主机和后配套先后在站内调头，主机调完头后移至左线，后配套台车解体，逐个移至左线，然后主机和后配套组装，准备二次始发。

2.1.1盾构机主机调头

⑴盾构机主机在右线到达盾构隧道与车站接口处后采用接收托架接收。

⑵盾构机主机与接收托架一起，在右线内水平纵向移至盾构机调头断面处，再向左线方向水平平移至调头位置。

⑶盾构机主机与接收托架在调头位置采用两台千斤顶力偶方向顶推，使盾构机主机旋转180°。

⑷将盾构机主机与接收托架向左线方向水平移至盾构出发掘进位置处。

⑸将盾构机主机与接收托架准确调整到盾构出发掘进位置处，完成盾构机主机的调头。

2.1.2盾构机后配套调头

⑴后配套由电瓶车牵引，全部移出右线隧道。

⑵后配套台车解体，分解成5节台车和桥架。

⑶用倒链、千斤顶等工具，利用车站底板预埋件和立柱，把桥架和台车逐个移至左线临时轨道上。

⑷后配套各台车之间的连接，桥架的连接，各管线的连接。

2.2调头施工流程

盾构机站内调头施工流程图1。

图1盾构机调头施工流程图

3.盾构机站内调头施工要点

3.1前期准备

⑴在盾构调头井底板上预埋用于盾构机平移、调头及始发的预埋件。

⑵盾构机接收托架、钢板、钢轨及调头其它设备运输到接收和调头处（侧墙预埋支撑托架钢板，中板预埋拆除负环管片钢板）。

⑶车站始发井两隧道中线之间的两个柱子待盾构调头施工完成后再施工，给盾构机平移、转身留出必需的空间。

3.2盾构机主机调头

3.2.1盾构机接收

⑴在始发井结构底板上铺设一层10mm厚的粗砂找平层，找平地面，然后满铺一层20mm的钢板，托架底部焊接一层钢板，两侧钢板间涂抹黄油。

⑵在洞门前按盾构机到达的实际姿态调整好托架位置和高度后，把托架焊接在地面的钢板上，并在托架前钢板上设置限位块，固定好托架，防止托架发生移动。如图2所示。

图2接收托架安装示意图

⑶盾构机步入到托架上后，一直将盾构机的刀盘推到距托架合适的位置，等主机全部进入托架后，盾构机停机，拆除盾构机与后配套之间所有管线，拆除桥架与盾构机主体的连接，拆除托架所有的固定。开始盾构机平移。

3.2.2盾构机平移到二次始发位置

⑴将钢板上的泥和土等杂物清理干净。

⑵将托架与盾构机固定在一起，先通过倒链用千斤顶辅助将盾构机向右前方拉出一定的距离，使人和设备可以到另一侧的侧墙。

⑶在盾构机后方用千斤顶顶推托架前进至调头位置。

⑷用千斤顶在盾构机侧面顶推托架水平横向移动，移至盾构机主机调头位置。

3.2.3盾构机转向

⑴用千斤顶将托架与盾构机一起顶起。

⑵在钢板上焊工字钢钢块作为千斤顶后靠背提供反力，用2台100t千斤顶沿力偶方向顶推托架转动，顶进过程中调整千斤顶顶推在托架上的位置，并在顶进一段后调整钢块位置，使托架及盾构机沿圆周方向转动180°。

3.2.4盾构机平移到始发位置

用千斤顶将托架与盾构机一起顶起，用千斤顶顶推托架侧面，将盾构机及托架水平横向移至右线中心位置，并平移到始发位置。

主机调头示意图见图3，现场施工见图4。

图4主机调头施工现场

3.3盾构机后配套调头方法

⑴盾构停机后用阻车器固定每一节台车，防止溜车。

⑵用倒链和千斤顶把桥架卸在管片车上，用电瓶车把桥架拖至车站内。在桥架中部焊接支撑架，支撑架底部放置钢管，然后用倒链等工具把桥架调头，移至左线隧道盾构机主体后面。连接桥支撑见图5。

图6台车调头转向架

⑷用电瓶车把后配套台车拖至站内预先准备好的轨道上，用阻车器固定。把后配套台车拆解，分成单节台车，用型钢将调头台车与转向架焊成一个整体以防止调头时倾翻。通过倒链和千斤顶等工具，将转向架调头并移至左线隧道桥架后方。然后把台车和转向架分离，将台车置于临时轨道上。台车调头见图7、图8。

⑸把第四、三、二、一节台车依次按上述方法移至左线隧道线路上。

⑹连接各台车，连接桥架，连接管线，调试盾构机，准备始发。

4.施工总结

⑴车站线路中线至侧墙距离为2.25m，而盾构机中线至边线距离为2.55m，台车就位时以一定的角度偏离中线，否则台车无法进洞。

⑵由于车站施工进度缓慢，盾构二次始发时只能提供116.5m长的施工场地，除去盾构机近80m长度后，仅有36.5m供电瓶车运输及调头空间，始发时运输车编组为：1电瓶车+1渣斗车+1浆液车+1管片车，编组长度为23.4m，运输线路见图9。始发掘进进度统计见图10。

图12盾体完全进洞后掘进进度统计

⑷盾构机站内调头与盾构机解体运输再次始发相比，减少了两次吊装环节，使得安全隐患大大减少，也节约了吊装费用的支出，降低了施工成本。但前提是需要车站提供相应的的施工场地，当然也受到盾构始发井、接收井等条件的限制。