關(guān)于盾構(gòu)機(jī)過(guò)站的技術(shù)研究

楊海濤 朱廣文

0 引言

盾構(gòu)機(jī)是現(xiàn)代城市軌道交通和隧道建設(shè)工程中主流的施工設(shè)備,在盾構(gòu)機(jī)完成一個(gè)區(qū)間后要經(jīng)過(guò)車(chē)站結(jié)構(gòu),從而進(jìn)入下一個(gè)區(qū)間的掘進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)的過(guò)站,是指在地鐵車(chē)站內(nèi)利用過(guò)站小車(chē)、推進(jìn)裝置等設(shè)備,使盾體及臺(tái)車(chē)沿著一定的軌道,從車(chē)站的出洞端推移到下一區(qū)間洞門(mén)處的一系列作業(yè)。往往地鐵車(chē)站考慮建設(shè)成本,隧道的中心線(xiàn)會(huì)同盾構(gòu)機(jī)通過(guò)車(chē)站的軌道中心線(xiàn)不重合,本技術(shù)就解決了此問(wèn)題,使盾構(gòu)機(jī)安全、快速、順利完成過(guò)站。

1 過(guò)站主要工作

盾構(gòu)機(jī)過(guò)站,是將盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)及盾體部分推移到下一區(qū)間洞門(mén)處,然后將剩余臺(tái)車(chē)部分再推移過(guò)來(lái),再將盾體與臺(tái)車(chē)的氣、液、電路連接等,最終調(diào)試完畢后進(jìn)行再次始發(fā)掘進(jìn)。過(guò)站過(guò)程中,包含盾構(gòu)機(jī)盾體與臺(tái)車(chē)的隔斷、盾體平移、車(chē)站底板回填及盾體與臺(tái)車(chē)的遷移等一系列工作。

2 過(guò)站主要指標(biāo)與使用要求

1)根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的外形尺寸、出站井、始發(fā)井和車(chē)站結(jié)構(gòu)的尺寸進(jìn)行分析,有針對(duì)性的計(jì)算軌道中心及制定推進(jìn)線(xiàn)路,做好各工序的銜接,確保盾構(gòu)機(jī)按期順利完成過(guò)站。

2)在過(guò)站期間完成必要的維修和改造工作。

3)確保盾構(gòu)機(jī)過(guò)站不導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)損壞或功能缺失。

3 過(guò)站工藝及技術(shù)

根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的外形尺寸、出站井及始發(fā)井的尺寸計(jì)算出需要平移的距離。盾體過(guò)站需要經(jīng)過(guò)兩次平移。第一次平移在出洞端,是當(dāng)盾體全部上到小車(chē)后將盾體向車(chē)站中心位置平移,直到盾體可以無(wú)障礙通過(guò)車(chē)站。第二次平移在始發(fā)端,是將盾體從推移軌道的中心線(xiàn)平移到隧道的中心線(xiàn)上,并保持盾體的標(biāo)高在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。期間當(dāng)過(guò)站小車(chē)到達(dá)始發(fā)端井口前,盾體要從過(guò)站小車(chē)過(guò)渡到始發(fā)托架上。平移使用上下兩層鋼板:下層鋼板必須固定鋪設(shè)在井口底板上,而且下層鋼板鋪設(shè)必須保證有足夠的面積讓上層鋼板移動(dòng);上層鋼板必須固定有供小車(chē)行走的軌道。在兩層鋼板之間涂上重型潤(rùn)滑油脂來(lái)降低鋼板間的摩擦系數(shù)。

鋼板、過(guò)站小車(chē)及軌道的鋪設(shè):按照隧道中心軸線(xiàn)和盾體過(guò)站軌道中心線(xiàn),在出洞井口和始發(fā)井口底板上鋪設(shè)鋼板、過(guò)站小車(chē)及始發(fā)端的始發(fā)托架。過(guò)站小車(chē)是盾體放置、推移的承載和導(dǎo)向裝置,其底部裝有可以在軌道上行駛的車(chē)輪。始發(fā)托架為盾構(gòu)機(jī)放置、始發(fā)的承載和導(dǎo)向裝置(見(jiàn)圖1)。

盾體過(guò)站:當(dāng)盾體全部爬上過(guò)站小車(chē)后,斷開(kāi)盾體與臺(tái)車(chē)的連接,然后用電瓶車(chē)將臺(tái)車(chē)沿著掘進(jìn)方向后退,使安裝器及工作平臺(tái)在平移過(guò)程中有足夠的位置。盾體與臺(tái)車(chē)斷開(kāi)后,連接橋下方應(yīng)架設(shè)臨時(shí)支撐撐在管片車(chē)上,以實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)后續(xù)的移動(dòng)。盾體采用兩頂100 t的液壓千斤頂推動(dòng)上層鋼板,固定在上層鋼板上的過(guò)站小車(chē)連同盾體隨之移動(dòng)。當(dāng)盾體平移到指定位置,即盾體可以無(wú)障礙通過(guò)車(chē)站,就可以鋪設(shè)過(guò)站小車(chē)向掘進(jìn)方向推移的軌道。當(dāng)盾體部分到達(dá)始發(fā)端井口的始發(fā)托架上,連接過(guò)站小車(chē)和始發(fā)托架,推動(dòng)盾體爬上始發(fā)托架,隨即可以將過(guò)站小車(chē)拖出車(chē)站。此時(shí)按照前述上下層鋼板產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)的方法,將始發(fā)托架連同盾體推移到隧道掘進(jìn)的中心軸線(xiàn)上。

臺(tái)車(chē)的過(guò)站:當(dāng)車(chē)站回填到標(biāo)準(zhǔn)高度后,鋪設(shè)臺(tái)車(chē)以及機(jī)車(chē)軌道;臺(tái)車(chē)的過(guò)站采用后推的方式,即用2臺(tái)～3臺(tái)40 t電瓶車(chē)(柴油機(jī)車(chē))將臺(tái)車(chē)推到指定位置,這種方法即可一次性迅速的使臺(tái)車(chē)過(guò)站。臺(tái)車(chē)推進(jìn)過(guò)程中,電瓶車(chē)(柴油機(jī)車(chē))的推進(jìn)要統(tǒng)一指揮,勻速慢慢推進(jìn),并且有專(zhuān)人看護(hù)臺(tái)車(chē)和運(yùn)輸車(chē)的車(chē)輪及軌道,若有出軌或者軌道偏移的情況應(yīng)及時(shí)恢復(fù)及調(diào)整。

盾構(gòu)機(jī)整機(jī)連接再次始發(fā):當(dāng)盾體及臺(tái)車(chē)全部經(jīng)過(guò)站臺(tái)后即可將其機(jī)械、液壓、電氣等管線(xiàn)路連接起來(lái)并調(diào)試,拆除連接橋下方的臨時(shí)支撐。在此過(guò)程中安裝反力架和基準(zhǔn)環(huán)并加固,按照計(jì)劃對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修和改造,做好下一區(qū)間的始發(fā)準(zhǔn)備。

4 過(guò)站工藝流程

盾構(gòu)機(jī)過(guò)站是將盾構(gòu)機(jī)盾體及刀盤(pán)等部分先通過(guò)平移—推移—再平移的方法推移到指定位置,然后再將臺(tái)車(chē)部分通過(guò)推拉的方式推移到指定位置,最后再整體連接、調(diào)試后重新按規(guī)定線(xiàn)路掘進(jìn)始發(fā)。主要流程先后為:在車(chē)站出洞端鋪設(shè)鋼板、鋼軌以及設(shè)置過(guò)站小車(chē);二次始發(fā)端鋪設(shè)鋼板及鋼軌;引導(dǎo)盾體爬上過(guò)站小車(chē)、制作連接橋支撐;斷開(kāi)盾體與臺(tái)車(chē)的連接,并將臺(tái)車(chē)向后推移;平移盾體到指定位置;鋪設(shè)小車(chē)軌道;推移—平移盾體到指定位置;回填底板、鋪設(shè)臺(tái)車(chē)及電瓶車(chē)軌道;推移臺(tái)車(chē)到指定位置;拆除連接橋支撐;連接盾體—臺(tái)車(chē)氣、液、電管路;安裝反力架、基準(zhǔn)環(huán)、調(diào)試;再次始發(fā)。

5 結(jié)語(yǔ)

盾構(gòu)機(jī)過(guò)站技術(shù)的研究基于對(duì)盾構(gòu)機(jī)各部分尺寸和車(chē)站結(jié)構(gòu)的全面掌握,創(chuàng)造性地對(duì)盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的改變,再通過(guò)合理的施工組織和精確的計(jì)算,提出了合理的盾構(gòu)過(guò)站技術(shù),其優(yōu)越性在于有效利用各種資源,在隧道中心線(xiàn)同設(shè)備過(guò)站軌道中心線(xiàn)有較大間距的情況下,通過(guò)用兩次平移盾體的方法,使盾體能利用過(guò)站小車(chē)快速過(guò)站,使盾構(gòu)機(jī)過(guò)站能快速安全地完成,達(dá)到價(jià)值最大化。

盾構(gòu)機(jī)在過(guò)站前準(zhǔn)備盾構(gòu)接收以及過(guò)站后的隧道掘進(jìn)階段所完成隧道的凈空、結(jié)構(gòu)和防水達(dá)到盾構(gòu)法隧道的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

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