城市地鐵盾構(gòu)機過站調(diào)頭技術(shù)概述

摘要：在進行地鐵盾構(gòu)施工時，盾構(gòu)機過站、調(diào)頭是十分常見的施工技術(shù)環(huán)節(jié)，它對施工質(zhì)量、進度和安全具有重要影響。筆者在本論文中對盾構(gòu)機的過站和掉頭技術(shù)作了簡要概述，僅供相關(guān)工作者參考。

關(guān)鍵詞：地鐵施工；盾構(gòu)機；過站技術(shù)；掉頭技術(shù)

1、盾構(gòu)機過站技術(shù)

1.1 盾構(gòu)機過站方法

就盾構(gòu)機過站方法而言，其方法有多種，我們以過站移動方法為標(biāo)準(zhǔn)，可以將其分為千斤頂頂推法、卷揚機牽引法等。筆者以下對其方法和特點作簡要介紹。

1.1.1 千斤頂頂推法

（1）方法簡介：這種方法利用千斤頂動力系統(tǒng)，在盾構(gòu)基座上面把千斤頂焊接上去，用鋼支撐作為其反力支撐，盾構(gòu)平移初期，并在端頭井洞門圈上用鋼支撐桿系撐，其動力來源就是四臺盾構(gòu)推進千斤頂?shù)耐屏?；正常推進時，利用車站底板上的預(yù)埋件制作鋼支撐反力后靠，利用焊接在盾構(gòu)基座上的兩臺頂管千斤頂提供動力。

（2）方法特點：如今，國內(nèi)很多城市都擁有并使用了盾構(gòu)機過站技術(shù)，其工藝已更加成熟，其過站方法和形式也更加多樣，千斤頂頂推法具有十分明顯的優(yōu)勢，因此其得到了廣泛的采用。①兩臺頂管千斤頂采用連通油管，主要依靠一臺動力站驅(qū)動，可保持良好的同步性，在推進速度上，千斤頂十分穩(wěn)定，可確保盾構(gòu)和基座平穩(wěn)前進；②其反力支撐為鋼支撐，這使其具備了良好的穩(wěn)定性；③利用千斤頂動力系統(tǒng)，只需在盾構(gòu)基座上面對千斤頂進行焊接，根據(jù)鋼支撐中心高度來就位，然后再利用相關(guān)托架來對千斤頂進行支撐，在安裝上相對簡便，且易于操作；④盾構(gòu)與車架整體進行平移，從而有效減少了盾構(gòu)與車架斷開連接以及過站完成后再進行安裝連接的工序。

1.1.2 卷揚機牽引法

（1）方法簡介：其盾構(gòu)平移的動力源來自于一定額定功率的卷揚機，在能夠移動的盾構(gòu)基座上將卷揚機進行固定，然后將定滑輪安裝在車站底板的預(yù)埋件上，通過滑輪組，能夠產(chǎn)生足夠的牽引力，以拉動盾構(gòu)平移，對于起牽引作用的鋼絲，將其一端固定在卷揚機的卷軸上，其另一端則繞經(jīng)滑輪組后固定在基座或盾構(gòu)機本體上。如果是雙圓盾構(gòu)，我們一般要采用兩臺卷揚機，這樣才能產(chǎn)生足夠的牽引力。

（2）方法特點：在實際操作過程中如果要采用卷揚機牽引法，還存在很多難點，主要有以下兩點：①由于卷揚機是固定在盾構(gòu)基座上，其與盾構(gòu)兩鼻尖大致處于同一豎直面，牽引用的鋼絲繩一端固定在卷揚機的卷軸上，另一端繞經(jīng)滑輪組后固定在基座或盾構(gòu)機本體上。如果使用兩臺卷揚機同時對盾構(gòu)進行牽引，由于兩臺卷揚機的牽引速度存在著必然的差異，這就難以控制其同步協(xié)調(diào)性，從而極易造成很多問題，比如盾構(gòu)的單邊受力及位移過大以及盾構(gòu)和基座產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)等等。這類問題如果沒有得到及時處理，那么就有可能引發(fā)損壞鋼絲繩以及盾構(gòu)基座上的滾輪出軌等安全事故。另外，在對卷揚機以及相關(guān)滑輪組等配件進行安裝時也具有很大的難度；②若如果把車架和盾構(gòu)分開，雖然對牽引力的要求降低了，但是在過站之前，必須要對車架和盾構(gòu)進行分離作業(yè)；在完成了盾構(gòu)過站作業(yè)之后，還必須要重新組裝調(diào)試車架和盾構(gòu)，這也在增大了相關(guān)工作量，也必然會使工期延長，這不利于后續(xù)相關(guān)施工以及成本的控制。

1.2 盾構(gòu)機過站優(yōu)勢

就過站而言，盾構(gòu)機往往只需要15天時間（20m /天，單圓盾構(gòu)），然而安裝、拆卸和吊運盾構(gòu)出入井等則需要3個月時間。盾構(gòu)機的折返調(diào)頭和其過站的時間大致相等，差不對都是半個月左右，然而每次折返都必須要進行相應(yīng)的拆卸、吊運以及再次下井安裝等工作，因此，我們應(yīng)當(dāng)盡量減少盾構(gòu)的拆卸與組裝次數(shù)，一臺盾構(gòu)沿著某條線路推進過程中所過站數(shù)越多，同傳統(tǒng)吊運法相比，其節(jié)省的時間也就越多，其所獲得的經(jīng)濟效益也就更加明顯。

2、盾構(gòu)機掉頭技術(shù)

2.1 主機調(diào)頭

2.1.1 固定盾體和始發(fā)托架

在盾體的前、中、后，要分別用鋼絲繩將盾構(gòu)機主體和始發(fā)托架固定拉緊，并點焊固定盾殼和始發(fā)托架接觸的不同位置，這樣才能有效確保盾體和始發(fā)托架不會發(fā)生相對移動。

2.1.2 調(diào)頭方法

在千斤頂?shù)捻斖屏Φ淖饔孟?，使托架與盾構(gòu)機主機一起平移、旋轉(zhuǎn)到達預(yù)定的位置，從而實現(xiàn)盾構(gòu)的主機調(diào)頭。要想讓靜止的盾構(gòu)機向前移動，那么其初始推力必須達到1000 KN，而其平移和旋轉(zhuǎn)的過程，所需推力在300 KN～500 KN之間。

2.1.3 調(diào)頭步驟

①找平調(diào)頭場地；②對鋼板進行鋪設(shè)固定，在鋼板上還要涂抹黃油；③在貫通右線隧道之后，將盾構(gòu)機平移上托架；④將工字鋼塊焊在鋼板上，將其作為千斤頂?shù)姆戳ψ⒂酶邚姸嚷菟ㄔ谕屑軆蓚?cè)的法蘭板上連接兩個工字鋼塊，以此作為千斤頂?shù)耐泣c，在托架最佳頂推位置附近，根據(jù)實際需要，用兩臺80 t千斤頂頂推托架，使其移動和轉(zhuǎn)動，在頂進一定距離后要對反力座鋼塊位置進行調(diào)整，以確保托架及盾構(gòu)機能夠按預(yù)定的軌跡進行平移和轉(zhuǎn)動，使其到達目標(biāo)位置，這樣就實現(xiàn)了盾構(gòu)主機的調(diào)頭和移動。

2.2 后配套調(diào)頭

2.2.1軌道鋪設(shè)

對于不同的地段，其軌道鋪設(shè)方式也不同，就軌道鋪設(shè)方式而言，主要有以下三種：①礦山法試驗段內(nèi)軌道鋪設(shè)方式：將砂礫石鋪墊在盾構(gòu)導(dǎo)臺上，鋪設(shè)兩層枕木，并用鋼枕鋼軌鋪設(shè)在枕木上。然后對砂礫石的厚度進行調(diào)整，以使鋼軌坡度適宜；②主機調(diào)頭井軌道鋪設(shè)方式：將四層枕木鋪設(shè)在底板上，并在其上鋪設(shè)鋼枕鋼軌；③站臺處軌道鋪設(shè)方式：將鋼軌直接鋪設(shè)在站臺底板上，并在底板上打膨脹螺栓，以對鋼軌壓板進行固定。

2.2.2 后配套運輸

利用卷揚機把后配套運到站臺后方調(diào)頭位置。對于超過站臺底板和軌頂風(fēng)道之間4.6 m高度的部件，在運輸前要予以拆除。

2.2.3 后配套調(diào)頭

把鋼板A鋪設(shè)在連接橋調(diào)頭的位置，并用膨脹螺栓將其在車站底板上進行固定，涂抹黃油在鋼板A上；把鋼板B鋪設(shè)在鋼板A上，并將鋼軌焊接鋼板在B上，其軌距是2496 mm，并用魚尾板對鋼板B上的鋼軌和右線洞門鋪設(shè)過來的鋼軌進行連接；連接橋上到鋼板B上的軌道后，固定鋼板B和連接橋（用鐵鞋固定桁架車輪，用四個槽鋼將連接橋焊接到鋼板N上）；將和鋼板B相連的軌道拆除，使連接橋和鋼板B合成一個整體；將工字鋼塊焊接在A和B兩塊鋼板上，以此作為千斤頂?shù)姆戳ψ椭巫?；在托架最佳頂推位置附近，根?jù)實際需要，用兩臺80 t千斤頂頂推托架，使其移動和轉(zhuǎn)動，在頂進一定距離后要對反力座鋼塊位置進行調(diào)整，以確保托架及盾構(gòu)機能夠按預(yù)定的軌跡進行平移和轉(zhuǎn)動，使其到達目標(biāo)位置，這樣就實現(xiàn)了盾構(gòu)主機的調(diào)頭和移動；將鋼板B和左線洞門鋪設(shè)過來的鋼軌進行連接，把連接橋拉到左線洞門處，使其和主機連接；再把鋼板B挪回，使其和右線鋼軌連接，并用相同方式調(diào)頭臺車，從而實現(xiàn)后配套的調(diào)頭。

2.3 盾構(gòu)機檢修

在盾構(gòu)機調(diào)頭期間，要及時做好盾構(gòu)機的檢修工作，以準(zhǔn)備好下一個區(qū)間的掘進。依照盾構(gòu)機的出站檢查情況來確定其維修內(nèi)容。這其中包括刀具布置和更換、止?jié){板的更換、電機接地線加裝接頭、盾尾刷局部更換、漿液箱攪拌軸更換等等多方面的內(nèi)容。

結(jié)語：

在城市地鐵施工建設(shè)中，盾構(gòu)機的過站和調(diào)頭都是十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它包括了方方面面的工藝流程。由于篇幅有限，筆者在本論文中僅對其作了簡要的介紹和分析，希望能為地鐵工作者提供一定的參考依據(jù)。筆者也相信，今后的盾構(gòu)機過站和掉頭技術(shù)將會更加成熟，更加先進。

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