盾構機后配套異洞安裝施工工藝

喬曉亮

中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司

1 前言

在盾構施工過程中,會遇到各種復雜作業，如盾構機始發井口上部存在高壓供電線路或有其他影響操作的空間限制時，會采用從另外一個洞口下井組裝完成后，移動到始發井口進行二次裝機，在以往的盾構機組裝過程中，盾體整體平移的方式很多，有輪式過站法、普通油缸頂推過站法、夾軌式油缸形成自循環的過站法等，但后配套臺車從異洞到始發井口存在水平和垂直的雙向位移，過站方法較少，為達到控成本和控工期的目的，需優化一種較為合理的工藝。

有鑒于此，如何提供最優的后配套臺車轉運工藝是地鐵行業特殊條件下始發安裝的技術問題

2 工藝原理

因盾構機后配套臺車的移動會存在水平和垂直兩個方向的位移，相對復雜。下面詳細介紹盾構機后配套臺車移動原理：后配套臺車吊裝至平行始發井口后需將臺車水平移動到始發井口后，后配套需垂直移動到車站底板位置后，鋪設軌道將后配套臺車轉運至車站內部后完成轉運。

因涉及水平和垂直兩方面的移動，故移動先后順序可調整，始發井口鋪設30mm鋼板（后期盾體平移），后采用3臺承重50t渣斗車平板（軌距900mm）并排，軌道與掘進方向垂直，三臺渣斗車上面焊接型鋼支撐，支撐上安裝軌道，軌距與后配套臺車軌跡相同（用來存放放置后配套臺車），標高與車站底板高2mm~4mm（用于軌道可順利通過馬凳，軌道方向與隧道掘進方向相同，盾構機始發井邊墻處固定兩臺5t電動葫蘆，用于水平移動臺車及機架。

順序為：臺車下井，放置于平行于隧道掘進方向的軌道上，固定后電動葫蘆移動至始發井口，軌道對接后，用電機車（之前同樣的方式移進去）拉著后配套臺車進入車站底板。順序為5-4-3-2-1-連接橋。螺旋輸送機在平行于始發井的井口安裝至盾體后整體平移（在始發井不具備安裝條件）。

3 移動材料及工機具

表1主要材料與設備工具表

4 移動施工工藝

盾構機異洞移動施工準備如圖1所示。

圖1 盾構機異洞移動施工準備流程圖

盾構機異洞移動施工工藝流程如圖2所示。

圖2 盾構機異洞移動施工工藝流程圖

4.1 盾構機異洞移動施工準備步驟

（1）軌道與葫蘆固定。為準備車站內后配套臺車的軌道和電機車軌道的順利進入，車站內應提前準備軌道鋪設，鋪設軌道前應按照1m~2m的間距鋪設槽鋼，在槽鋼間距為900mm處割出用于卡放軌道的槽口。槽鋼鋪設完成后，開始在相對應槽口出鋪設#43軌道，鋪設尺寸一般為60m~70m。在始發井口位置鋪設2個馬凳延長鋪設距離，用于后配套臺車的接入，兩個馬凳處分別為一個軌道接頭的支撐處，保證軌道接頭處的錯縫安裝，同時保證接縫處均有支撐。電動葫蘆位置為后配套臺車兩個輪對的間距布置，高度與渣斗車高度相近。始發井內鋪設30mm鋼板，始發井內進行滿鋪處理，鋪設過程中保證接頭處無臺階，鋼板鋪設完成后固定，并對接口處的連接縫進行焊接，而后打磨光滑至無階梯無棱角，防止后期盾體平移出現卡滯。后繼續在鋼板上鋪設移動架的行走軌道，共計6條（3個渣斗車的移動軌道），從異洞始發井到始發井，軌距為渣斗車軌距（900mm），三對軌道間均勻布置。

（2）渣斗車到位。軌道鋪設完成后，將渣斗車從地面吊至渣斗車的軌道處并確保平齊后進行初步固定，而后采用縱向型鋼將三個渣斗車連接后進行焊接，將3個渣斗車焊接為一個整體后，在渣斗車結構處開始用型鋼或圓鋼做立柱支撐，支撐的高度確保軌道鋪設完成后，上面鋪設的后配套臺車軌道與車站內的軌道標高一致。

（3）型鋼焊接。立柱焊接完成后，需將立柱間做橫向連接（包括一個渣斗車內部的立柱和兩個相鄰的渣斗車間的橫向連接），立柱連接完成后，在立柱上固定或焊接型鋼，型鋼定位于立柱的正中心位置，型鋼焊接完成后需保證臺車鋪設的軌道標高與車站內鋪設的標高基本一致或高出車站內軌道標高2mm~4mm，主要可用于后期移動架平移時可順利通過馬凳的標高，實現與車站內軌道的對接。型鋼焊接完成后，同樣需對型鋼進行橫向和斜向固定焊接，保證型鋼與整個移動架的整體，確保整個移動架整體性和穩定性。

（4）臺車軌道鋪設。支撐架加固完成后，在支撐架上鋪設后配套臺車的軌道，軌距參照盾構機后配套臺車的軌距，鋪設完成后，需用壓板將軌道壓實在支撐架上，同時確認軌道橫向縱向俊處于一個水平面，防止后配套臺車在軌道上滑動。確認無誤后，將軌道加固，用軌道拉桿將軌道的軌距進行連接后鎖死，防止軌道受力后側滑。造成安全風險。

（5）重載測試。移動架所有結構焊接完成后，經工程師現場檢查正常后，應做重載測試，將與后配套臺車中最終的一個臺車重量相近的物體吊裝至移動架，吊車逐步卸載，直到吊機空載后，過程中觀察移動架的變形情況和結構有無脫焊、變形等情況，若移動架整體結構性能較好，則將重物在移動架上靜置5分鐘，觀察移動架變形情況，有無異常。若正常可進行后配套臺車運轉。

（6）電機車轉入。電機車是后期用來將后配套臺車拉入車站內的設備，在所有后配套臺車下井移動前，需保證用來拉后配套臺車的電機車電池充滿，參照盾構機異洞移動步驟將用來拉后配套臺車的電機車先行轉入始發井的站內，為盾構機后配套臺車的轉入做好準備。

4.2 盾構機異洞移動步驟

（1）移動架定位。將完成測試的移動架采用人工或定滑輪的方式運輸到異洞的下井口正下方位置，并用鐵靴或壓塊定位完成，等待后配套臺車的吊入。

（2）臺車定位。將需要移動的后配套臺車吊入到移動架，四個后配套臺車輪對放置于后配套臺車的軌道上，觀察后配套臺車與始發井兩側的可通過性，調整至兩側有足夠的空間后，用鐵靴或壓塊將后配套臺車固定在后配套臺車的軌道上，吊機逐步減少吊裝力，待后配套臺車穩定后，摘掉吊機的吊裝卸扣。

（3）電動葫蘆平移。后配套臺車固定好后，將定位于始發井口位置的2個電動葫蘆（也可以選擇卷揚機，但須控制移動速度）連接鋼絲繩后，另一端固定于移動架兩側的兩個渣斗平板上，過程中注意鋼絲繩從松弛到受力過程的速度控制，采用電動逐步受力，后采用分段移動的方式，將后配套臺車逐次拉至始發車站的軌道處。

（4）軌道連接。在移動架移動到車站內軌道處時，采用點動的方式，逐步使兩個軌道對齊，后將移動架上后配套臺車的軌道與車站內鋪設的軌道進行連接并做好相關的防護作業，確保連接的軌道處下方有馬凳支撐。

（5）電機車拉入。將電機車與移動架上的后配套臺車進行連接，取消后配套臺車上的的固定措施，用電機車將后配套臺車拉入車站內并做好防護。

（6）移動架移回。將移動架采用人力的方式或定滑輪鋼絲繩倒轉的方式轉運至吊裝井口正下位置，等待下一個后配套臺車的吊入。

5 注意事項

（1）在施工過程中，吊車外殼做好地線接地，防止高壓電的電感產生的電荷影響。

（2）盾構機始發井位置的鋼板接縫處做好平整措施，一般按照盾體移動方向上接頭處依次上抬2mm~4mm，用來保證盾體平移的穩定性和持續性。

（3）移動架的焊接需保證焊接質量和焊接的整體結構性，焊接完成后需工程師交叉檢查并簽字，確保施工質量。

（4）電動葫蘆對移動架移動時，連接位置必須選擇移動架的渣斗車上，保證移動的可靠性，且移動時操作時注意兩個電動葫蘆同步操作

（5）后配套臺車進行下井固定于移動架時，必須確認后配套臺車在移動架的相對位置，保證后配套臺車在始發井內移動的可通過性。

（6）移動架平行于隧道的軌道與車站內軌道連接時，必須確保軌道連接處下部有馬凳支撐，并保證穩定可靠。

6 結束語

目前，本施工工藝在鄭州五號線12標項目已經完成了盾構機的下井組裝，包括盾體的平移和后配套臺車的平移，因軌道鋪設與移動架焊接固定等工藝在盾構機進場前均可準備完畢，對盾構機的吊裝下井組裝的工期并不會帶來影響，不會帶來時間上的較大延長，而且在后配套臺車安裝完成后，可以將移動架整體拆除，將移動架軌道拆除后立即進行盾構的下井組裝和平移，亦不會帶來工期的大量延后，可大大降低施工成本效益，減少工期壓力。可為盾構異洞始發提供一種新的思路。