盾構(gòu)洞內(nèi)快速平移方法

徐長(zhǎng)勝，樊建軍，李 婷

XU Chang-sheng, FAN Jian-jun, LI Ting

(1.中國(guó)建筑第五工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000；2.深圳市地鐵集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518000)

盾構(gòu)施工中常遇到盾構(gòu)平移過站或者礦山法暗挖隧道內(nèi)始發(fā)等情況，目前地鐵隧道施工中使用的盾構(gòu)盾體大多超過300t，平移環(huán)境較為苛刻，一般的平移方法主要有滾杠法、鋼板接觸法、移動(dòng)臺(tái)車法等，但是這些方法存在工效低、方向控制困難等問題，深圳地鐵9號(hào)線BT工程某標(biāo)段采用了一種新型的盾構(gòu)洞內(nèi)平移方法，快速完成了盾構(gòu)整體平移任務(wù)。

1 工程概況

深圳地鐵9號(hào)線BT工程某標(biāo)段鹿丹村車站站前設(shè)有一采用礦山法施工的渡線隧道，渡線隧道長(zhǎng)61m，斷面形式為馬蹄形，共有3種不同跨度。右線盾構(gòu)盾體在始發(fā)豎井內(nèi)組裝，受礦山法隧道凈空影響盾體需要沿礦山法隧道縱向平移61m后再在洞內(nèi)橫向平移0.925m才能到達(dá)始發(fā)位置。

2 盾體平移方法介紹

盾構(gòu)整體平移的方法有多種，鹿丹村站站前渡線隧道內(nèi)采用千斤頂結(jié)合小坦克的方式進(jìn)行盾體縱向平移，鋼板與鋼軌接觸的方式進(jìn)行盾體橫向平移。

首先礦山法隧道二襯仰拱回填時(shí)將導(dǎo)向槽、頂推鋼板、橫向平移軌道等預(yù)埋好。在托架底安裝小坦克后將盾體與托架焊接成整體，然后再用2臺(tái)行程為1000mm的80t千斤頂將盾體與托架一起頂推至始發(fā)端頭。盾體縱向平移就位后，用4個(gè)200t千斤頂整體頂升盾體拆除托架下小坦克，再將盾體下落在預(yù)埋鋼軌上，利用千斤頂橫向頂推就位。

3 盾體平移準(zhǔn)備

3.1 仰拱回填預(yù)埋件預(yù)埋

1）導(dǎo)向槽預(yù)埋 導(dǎo)向槽的主要作用是控制盾構(gòu)體平移方向，避免盾體平移糾偏，提高平移速度。根據(jù)盾構(gòu)平移的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置確定導(dǎo)向槽的平面位置，根據(jù)盾構(gòu)直徑和托架高度精確計(jì)算導(dǎo)向槽標(biāo)高，導(dǎo)向槽預(yù)埋件具體見圖1。

圖1 導(dǎo)向槽預(yù)埋示意圖

2）頂推鋼板預(yù)埋 盾體縱向頂推前行和橫向側(cè)移反力主要由仰拱頂推預(yù)埋鋼板提供。頂推鋼板采用300×400×20鋼板，每塊鋼板上焊接4根?25的錨固鋼筋。頂推鋼板在仰拱混凝土上預(yù)埋后，根據(jù)盾體前行情況在盾體鋼板上焊接牛腿作為千斤頂頂進(jìn)的反力提供裝置。頂推鋼板根據(jù)托架寬度在縱向平移軸線左右位置對(duì)稱埋設(shè)。橫向頂推鋼板埋設(shè)在礦山法隧道側(cè)墻上，垂直于仰拱回填面。

3）橫向平移鋼軌預(yù)埋 盾體橫向平移采用鋼板與鋼軌接觸的方式平移，預(yù)埋軌道采用43kg/m軌道。在導(dǎo)向槽中間和導(dǎo)向槽右側(cè)順著盾體橫向平移方向埋設(shè)軌道，軌道間距1.6m，軌道頂面標(biāo)高根據(jù)盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)、盾體直徑及托架高度確定，同時(shí)軌道頂面需要高出仰拱回填面30mm。軌道左側(cè)端頭需要削成一定坡度，軌面上涂抹潤(rùn)滑油。

3.2 平移裝置設(shè)計(jì)

1）小坦克選型 宜選擇噸位較大的小坦克，能以較少數(shù)量承載盾構(gòu)重量。小坦克的數(shù)量以其需要承載的盾構(gòu)、托架等其它設(shè)施的總重量進(jìn)行確定，安全系數(shù)應(yīng)大于1.5，設(shè)計(jì)數(shù)量以6～10個(gè)為宜。本工程盾構(gòu)加托架及其它設(shè)施總重量約350t，選擇的小坦克單個(gè)載重能力為100t，(100×6)/350=1.71>1.5，所以本工程盾構(gòu)平移采用6個(gè)小坦克（圖2）。

圖2 小坦克實(shí)物圖片

2）小坦克安裝 小坦克通過焊接在托架底板上的“7字勾”固定，其分布位置需要考慮盾體平移時(shí)重心位置，同時(shí)也要考慮盾體組裝時(shí)重心的變化，避免單個(gè)小坦克超負(fù)荷而破壞，本工程小坦克安裝位置見圖3。小坦克排與排之間分布要與預(yù)埋導(dǎo)向槽位置一致。與托架底板焊接的“7字勾”要方便割除。

圖3 小坦克安裝位置示意圖

3）盾體與托架連接 托架在導(dǎo)向槽上就位后，在盾體推至托架刀盤面距托架前端距離為500mm時(shí)，將托架與盾體焊接為一體，即在正面將刀盤面與托架用20mm厚小塊鋼板焊接，在側(cè)面用20mm厚小塊鋼板將盾體與托架焊接。焊接小鋼板數(shù)量要保證盾構(gòu)平移時(shí)托架與盾體穩(wěn)固，不發(fā)生相對(duì)位移。

3.3 盾體頂升牛腿焊接

盾體縱向平移就位后需要將盾體整體頂升，拆除托架底板下小坦克。根據(jù)盾體重心位置在盾體外側(cè)對(duì)稱焊接4個(gè)牛腿，4個(gè)牛腿需要精確定位，保證盾體頂升時(shí)前后、左右均能較好的平衡（圖 4）。

圖4 頂升牛腿位焊接位置示意圖

4 盾體縱向平移

在礦山法隧道仰拱回填時(shí)施工頂推預(yù)埋件，為盾構(gòu)平移提供反力。采用液壓千斤頂，通過頂推預(yù)埋件提供反力頂推托架使小坦克順著導(dǎo)向槽方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)整體平移。2個(gè)千斤頂分別于托架后端向前頂推，2個(gè)千斤頂頂推速度應(yīng)保持一致。由于千斤頂油缸長(zhǎng)度有限，頂推到千斤頂油缸行程最大后，縮回千斤頂，通過在千斤頂與頂推預(yù)埋件間采用帶卡槽型鋼支墊實(shí)現(xiàn)繼續(xù)往前頂推（圖5）。

圖5 盾體向前頂推示意圖

5 盾體橫向平移

托架底部小坦克全部拆除后將盾體緩緩落在仰拱回填層預(yù)埋鋼軌上，采用液壓千斤頂，通過礦山法隧道側(cè)墻頂推預(yù)埋件提供反力，使盾體順著軌道方向向右側(cè)移動(dòng)。為防止頂推過度,預(yù)埋鋼軌前在鋼軌右側(cè)焊接限位裝置,保證一次性頂推到位,不再進(jìn)行糾偏（圖6）。

6 結(jié) 語

圖6 盾體橫向頂推示意圖

采用小坦克結(jié)合千斤頂進(jìn)行盾體整體平移可以使盾體一次性精準(zhǔn)頂推到始發(fā)位置，同時(shí)通過滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦提高了盾體平移施工速度。采用該平移方法盾體平移速度能達(dá)到45m/d以上，大大提高了盾體平移施工效率。