地鐵盾構施工中盾構機過站技術探究

邢臺

摘要：現階段，隨著社會的發展，地鐵工程的發展也越來越迅速。我國一直致力于加強對地下空間的開發以及利用，很多地區都在發展軌道交通建設，增加了在地鐵建設當中的資金投入，地鐵已經成為了很多地區建設的重點。在地鐵盾構施工中最為常見的就是盾構機過站問題，是影響施工進度、施工質量以及安全最為重要的因素。現代社會已經進入到了地鐵的時代，很多個城市（例如北京、上海、廣州、深圳、沈陽等）都已經開始或者繼續進行地鐵的建設。在地鐵建設過程中，盾構機已經成為了最為重要的設備之一。

關鍵詞：地鐵盾構施工；盾構機；過站技術探究

引言

許多城市在未來的城市規劃中設立了有關地鐵工程的建設項目規劃，為了加快地鐵項目的建設速度，也為了提高地鐵建設工程的質量，在地鐵建設過程中，項目人員采用盾構機方式進行地鐵挖掘。但在盾構機的掘進過程中容易出現姿態偏差，機械設備故障等意外情況。因此，關于盾構機的使用，需要熟練的工作人員進行操作。闡述了風險評估的研究意義，對風險評估管理理論進行了分析，并對具體操作進行了討論，提高了工程施工質量和施工效率。

1施工前的準備工作

（1）盾構機到達小屯站前，完成所有物資設備及人員的準備工作。接收架、過站所需鋼板、工字鋼等材料就位。將照明及施工用電連接至工作面。清除端頭所有垃圾及雜物。（2）實測進洞處洞門中心實測高程及平面坐標。縱橫向每間隔 3m 測出井底實際高程，并在洞門、井底或車站結構段上用紅漆做好軸線、高程等標志。對盾構接收相關人員進行安全質量技術交底。（3）端頭加固。端頭加固可以起到加固固化土體，同時起到止水效果，保證盾構機順利接收，確保盾構進洞時不會出現涌水涌砂。（4）接收架準備。安裝盾構接收架，調整接收架的標高及左右位置，使得盾構機可一直推到車站內。為保證盾構接收，接收架安置高程可略低于盾構進洞時的實際高程，并將其與井壁可靠地固定。接收井內洞門混凝土鑿除和洞門封堵材料等各項工作全部準備就緒。在洞圈安裝橡膠止水簾布、折疊壓板等組成的密封裝置，作為盾構到站階段臨時的防水措施，與此同時做好接收托架的安裝與固定。（5）洞門鑿除。洞門鑿除首先在洞圈內搭設鋼制腳手架。在洞門中心鑿一個孔，用來觀察外部土體情況。然后按照先上后下的順序逐步用風鎬分層鑿除連續墻內側，鑿除深度為保留外側 1/3 到 1/4 的混凝土，留下外側鋼筋，并暴露外側鋼筋，盾構機將外側鋼筋以外的連續墻混凝土切割并用螺旋輸送機送回隧道，最后只需要割除外側鋼筋后盾構機接收。（6）盾構接收架和始發架安裝。小屯站提供過站條件后，先安放左線接收架，再安裝右線接收架。盾構機過站時，始發（接收）架連同盾構機一起過站。到達小屯站東端頭，按二次始發要求安裝固定。

2 盾構過站施工方案與程序

2.1 過站施工步驟

（1）盾構機盾體平移及頂升根據小屯站的結構尺寸及盾構機盾體尺寸計算，區間隧道中線距離車站主體結構過站側標準段中線 1225mm，區間隧道中線距離主體結構邊墻只有 2150mm，在接收段盾構機的中心線與隧道中線重合，其機體半徑為 3250mm（機體最大半徑為刀盤半徑 3240mm，按照 3250 計算），即盾構機寬出主體結構邊墻 1100mm，所以盾構機在接收段內必須向車站中心方向平移；另一方面，車站主體框架柱與側墻間距 6750mm，考慮盾構機過站時的安全，將盾構機中心平移至車站主體結構過站側標準段中線，即盾構機平移 1225mm，機體左右兩邊各留 125mm。因小屯站小里程接收端井口比車站主體底板低 41cm，故盾構機平移后需對盾構機盾體及接收托架進行頂升，使其標高與車站主體標高一致。盾體完全駛入接收托架（即為盾構二次始發托架）并固定后，盾體與后配套系統解體，將連接橋與中前體分開，用工字鋼支撐起來。并在此期間可對盾構機進行初步檢查以便為盾構機維修做好充分準備。首先把接收井及車站清洗干凈，割除車站內施工時留下的鋼筋頭，采用三個液壓油缸將盾構機平移，液壓油缸行程為 450mm，即每平移450mm 后，收回液壓油缸，在液壓油缸與邊墻之間增加鋼筒再平移，平移3 次以后，行程達到 1255mm，平移結束。采用 4 個 500T 的千斤頂把盾體頂升，液壓油缸行程為 250mm，即每平移 250mm 后，增設托架下的鋼墊筒，鋼墊筒采用 500mm×500mm×250mm 布置，頂升 2 次后，行程達到 410mm，盾構機及托架頂升到與車站底板平齊。（2）盾體過站①在盾構機平移、頂升工作完成后，進行過站推動的準備工作，在接收架及盾體上安裝平移支座，在盾體上安裝頂升油缸支座，地面上安裝固定頂升油缸承力鋼板，在盾體上安裝吊鉤滑槽。以上部件均為左右對稱式安裝，預設頂升油缸 4 個，平移油缸 2 個，吊鉤滑輪 6 個。②用接收架兩邊的平臺上各安裝一個推力為 150t、行程 400mm 液壓油缸，平移支座 1 與盾構機體焊接固定，平移支座 2 與接收架通過螺栓固定，并將接收架固定在車站底板上。油缸伸長，推動盾構機體前進400mm，然后收回油缸，拆除平移支座 2 往過站放心平移 400mm 后再次固定，在托架（接收架）制作時已同步打好螺栓孔。循環以上過程 8 次，盾構機前行 3200mm，重心位置基本到達接收架前端。③用頂升油缸將盾構機頂起，下放滑輪鏈條，連接接收架，收緊鏈條提起接收架，此時接收架與地面成懸空狀態。④使用手拉葫蘆牽引滑輪組前進，拉動懸空的接收架，當接收架前端超出盾構機前端約 1000mm 時，停止拉動，下放接收架至地面。⑤收回頂升油缸，此時接收架與盾構機放在地面，拆除手拉葫蘆。⑥重復以上步驟，將盾構機一直移動到始發段位置。注意事項：型鋼滑槽采用 I20 工字鋼，與一排三角鋼板（其與盾體焊接相連）焊接固定；滑輪在鋼槽內滾動，外側設置擋板防止滑輪脫落；鏈條可直接用手拉葫蘆代替，直接掛在滑輪下，注意托架重 12t，可適當增加滑輪組數，不得超出葫蘆承力范圍。（3）盾體二次平移盾體頂推至車站東側二次始發端頭井位置后，采用與到達端平移相同的方式進行平移，平移至盾體軸線與隧道軸線重合后，在隧道軸線上找準盾體位置后，固定始發架。（4）車站軌道鋪設在盾體過站后，在車站底板上鋪設后配套臺車及電瓶車行走軌道，該軌道與隧道內臺車及電瓶車行走軌道連接在一起。后配套臺車用電瓶車將其推到始發段位置，并與盾體進行連接。在一臺電瓶車不能推動臺車時，可用多臺電瓶車同時進行推動。（5）盾構機檢修后配套系統就位后，將其與盾體重新連接好，開始對整機進行檢修，具體檢修內容包括刀盤更換（為小屯站～金鼎山站區間硬巖準備）、拼裝機檢修、盾尾密封刷檢修、注漿泵及注漿管路檢修、液壓系統檢修、電氣系統檢修等。在檢修的同時著手進行二次始發的準備工作，如準備反力架、鋼支撐等。

結語

綜上所述，隨著社會經濟發展和人民生活水平不斷提高，人民對于城市出行安全和高效有了更高的要求，越來越多的城市人口對城市交通也造成了不小的壓力，為了充分發揮城市地下空間的潛力，進行城市地下軌道交通的工程建設成為了各個城市未來發展中的選項之一。在進行地鐵項目的施工過程中，要采用盾構機等專業設備，為了減少意外風險對安全質量和施工效率造成影響，需要相關工作人員在工程進行前，對工程進行過程中可能出現的安全隱患進行評估。

參考文獻

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[2] 吳凱. 某地鐵盾構施工項目安全風險評估[D]. 蘭州：蘭州交通大學，2016.

[3] 曹振. 西安地鐵盾構施工安全風險評估及施工災害防控技術[D]. 西安：西安科技大學，2013.

（作者單位：中鐵四局集團第四工程有限公司盾構分公司）