電力隧道分體始發(fā)盾構(gòu)機(jī)械配套組裝

摘要：通過重慶電力隧道（巴九東西線）盾構(gòu)施工方式、設(shè)計(jì)斷面和有軌運(yùn)輸采取不同的形式，施工設(shè)備配套采用了不同的機(jī)械設(shè)備。文章根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備和項(xiàng)目組織形式，總體上從施工方案、設(shè)備的組裝、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)方面進(jìn)行了闡述，在分體始發(fā)方面，通過現(xiàn)場機(jī)械和人員日常管理經(jīng)驗(yàn)得出結(jié)果并進(jìn)行了說明。

關(guān)鍵詞：電力隧道；分體始發(fā)；盾構(gòu)施工；機(jī)械配套組裝；有軌運(yùn)輸 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2016）08-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.059

1 工程概況

重慶電力隧道（巴九東西線）盾構(gòu)段位于重慶市沙坪壩區(qū)，隧道內(nèi)徑3500mm、外徑4000mm，全長1619.25m，采用1臺Φ4150土壓平衡盾構(gòu)施工。盾構(gòu)由富洲新城地塊輕軌高廟村站北東側(cè)始發(fā)井始發(fā)，沿經(jīng)緯大道、顯豐大道至高九路變電站掘進(jìn)到達(dá)接收井，最后對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行解體、吊出，詳見圖1。

2 施工方案

根據(jù)本標(biāo)段總體施工方案及盾構(gòu)總體籌劃，本標(biāo)段盾構(gòu)隧道采用1臺石川島Φ4150土壓式盾構(gòu)機(jī)施工。盾構(gòu)隧道采用裝配式鋼筋混凝土管片襯砌，管片外徑Φ4000mm，內(nèi)徑Φ3500mm，厚250mm，環(huán)寬1.2m，為“3+2+1”型（3塊標(biāo)準(zhǔn)塊、2塊鄰接塊和1塊封頂塊），拼裝時采用錯縫拼裝、彎曲螺栓連接。

盾構(gòu)及后配套總長94m，采用延長管線始發(fā)方案。將盾構(gòu)主機(jī)下井，連接橋和后配套置于地表，需要在盾尾后增加雙軌梁，滿足管片輸送至拼裝工作面。延長管線始發(fā)階段采用小斗出碴，即將3m3的小碴斗直接置于螺機(jī)下方收集碴土。盾構(gòu)掘進(jìn)完成100m后，將地面的后配套下井鏈接、調(diào)試，形成整機(jī)掘進(jìn)。

3 設(shè)備組裝

盾構(gòu)始發(fā)井位于富洲新城地塊輕軌高廟村站北東側(cè)，井深15.28m，長度20m。線路起止里程為AK0+000～AK1+619.25，盾構(gòu)始發(fā)端頭內(nèi)凈空尺寸為19.7m×6.7m，豎井平面計(jì)剖面圖如圖2和圖3所示：

3.1 盾構(gòu)機(jī)情況

本工程投入一臺石川島4180土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，主機(jī)長8.2m、總長96m，始發(fā)豎井不能滿足整體始發(fā)，需采用延長管線分體始發(fā)及先將盾構(gòu)主機(jī)下井，用延長管線連接井下盾構(gòu)主機(jī)與井上后續(xù)臺車。盾構(gòu)機(jī)各部位的具體尺寸如表1所示：

始發(fā)流程，即先將始發(fā)臺下井，然后前盾、后盾、刀盤、螺旋輸送機(jī)依次下井連接置于始發(fā)臺上，再安裝反力架，最后用延長管線連接井下盾構(gòu)主機(jī)與地上后續(xù)臺車組，調(diào)試完畢，開始掘進(jìn)。用延長管線分體始發(fā)組裝完盾構(gòu)機(jī)后，盾構(gòu)主機(jī)與后續(xù)臺車位置關(guān)系如圖4所示：

3.2 盾構(gòu)吊裝、吊拆

盾構(gòu)機(jī)外徑4150mm，最大重量65t，盾構(gòu)及后配套總長94m，本工程采用延長管線始發(fā)。首先將盾構(gòu)主機(jī)下井，連接橋和后配套置于地表，需要在盾尾后增加雙軌梁，滿足管片輸送至拼裝工作面。延長管線始發(fā)階段采用小斗出碴，即將3m3的小碴斗直接置于螺機(jī)下方收集碴土。盾構(gòu)掘進(jìn)完成100m后，將地面的后配套下井鏈接、調(diào)試，形成整機(jī)掘進(jìn)。

4 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)

4.1 始發(fā)托架安裝

4.1.1 在始發(fā)端墻施工工程中，做好始發(fā)洞門預(yù)埋件的埋設(shè)工作。預(yù)埋件必須與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起。

4.1.2 盾構(gòu)始發(fā)托架空間位置確定：（1）依據(jù)隧道設(shè)計(jì)軸線的設(shè)計(jì)坡度與平面方向，初步確定始發(fā)托架空間位置；（2）根據(jù)洞口實(shí)際的凈尺寸、直徑、洞門中心的平面位置及高程的復(fù)核資料，對始發(fā)托架空間位置進(jìn)行調(diào)整，以確保盾構(gòu)機(jī)能順利始發(fā)；（3）綜合考慮始發(fā)端頭地質(zhì)條件及負(fù)環(huán)管片安裝型式，最終確定始發(fā)托架空間位置，且由于場地條件盾構(gòu)始發(fā)負(fù)環(huán)管片安裝采用全環(huán)拼裝，因此根據(jù)中鐵隧道集團(tuán)一處有限公司施工經(jīng)驗(yàn)將始發(fā)托架位置整體上調(diào)20mm。始發(fā)臺位置調(diào)整后，使得盾構(gòu)機(jī)中心位置與洞門中心位置保持一致，如圖5所示：

4.2 盾構(gòu)始發(fā)反力架安裝

盾構(gòu)前進(jìn)的動力是通過千斤頂來提供，而盾構(gòu)始發(fā)時千斤頂頂力是作用在盾尾支撐系統(tǒng)之上。一般盾尾支撐體系是由鋼反力架、鋼支撐、負(fù)環(huán)管片等組成。

在盾構(gòu)機(jī)組裝完成后，開始進(jìn)行鋼反力架的安裝。反力架安裝時，首先測量在反力架位置起始里程斷面的中心線，以便反力架中心定位，反力架中心隨始發(fā)托架抬高而同時抬高。定位的關(guān)鍵是反力架緊靠負(fù)環(huán)管片的定位平面與此處的隧道軸線垂直。反力架與豎井連接部位的間隙要墊實(shí)，以保證反力架腳板有足夠的抗壓強(qiáng)度。

反力架底部的橫梁和立柱下端，采用鋼支撐支頂在后面底部，位置確定之后，再焊接固定后部斜撐。

由于反力架和始發(fā)基座為盾構(gòu)始發(fā)時提供初始的推力以及初始的空間姿態(tài)，在安裝反力架和始發(fā)基座時，反力架左右偏差控制在±10mm之內(nèi)，高程偏差控制在±5mm之內(nèi)，上下偏差控制在±10mm之內(nèi)。始發(fā)基座水平軸線的垂直方向與反力架的夾角<±2‰，盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)軸線豎直趨勢偏差<2‰，水平趨勢偏差<±3‰。在安裝反力架和始發(fā)架時，要保證負(fù)環(huán)管片的高程和圓心與始發(fā)架上的盾構(gòu)機(jī)盾殼的中心偏差小于±5mm，從而保證零環(huán)負(fù)環(huán)管片的順利安裝。

反力架安裝完畢，使得反力架內(nèi)圓圓心與盾構(gòu)機(jī)中心和洞門中心保持一致，即都距離底板2.98m，反力架、始發(fā)臺、盾構(gòu)主機(jī)、洞門縱斷面圖及位置關(guān)系如圖6所示：

4.3 盾構(gòu)組裝調(diào)試

4.3.1 盾構(gòu)機(jī)調(diào)試準(zhǔn)備。（1）工具準(zhǔn)備。組裝前準(zhǔn)備好各類扳手、千斤頂、手拉葫蘆、砂光機(jī)、超高壓液壓泵站等工具；（2）人員準(zhǔn)備；（3）組裝場地及吊裝設(shè)備準(zhǔn)備。盾構(gòu)吊裝場地承載力需經(jīng)過驗(yàn)算，確保場地能滿足盾構(gòu)吊裝要求。盾構(gòu)組裝、吊裝主要設(shè)備如下：220T汽車吊1臺、80T汽車吊1臺、100T液壓千斤頂2臺、小型泵站1臺以及相應(yīng)的吊具工具等。

4.3.2 空載調(diào)試。盾構(gòu)組裝和連接完畢后，即可進(jìn)行空載調(diào)試，空載調(diào)試的目的主要是檢查設(shè)備是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。主要調(diào)試內(nèi)容為液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)以及各種儀表的校正。

4.3.3 負(fù)載調(diào)試。空載調(diào)試完成后即可進(jìn)行負(fù)載調(diào)試。負(fù)載調(diào)試的主要目的是檢查各種管線及密封的負(fù)載能力；對空載調(diào)試不能完成的工作進(jìn)一步完善，以使盾構(gòu)的各個工作系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)達(dá)到滿足正常生產(chǎn)要求的工作狀態(tài)，通常試掘進(jìn)時間即為對設(shè)備負(fù)載調(diào)試時間。負(fù)載調(diào)試時將采取嚴(yán)格的技術(shù)和管理措施保證工程安全、工程質(zhì)量和線型精度。

5 結(jié)語

科學(xué)的施工組織方案，合理地配置人員及輔助設(shè)備，最佳地利用有效的位置空間，分配好時間節(jié)點(diǎn)，再加上有效的管理手段，對于快速完成盾構(gòu)組裝，盡早步入隧道施工至關(guān)重要，也對項(xiàng)目的成敗具有決定性的意義。

作者簡介：劉龍巖（1983-），男，河南洛陽人，中鐵隧道集團(tuán)一處有限公司工程師，研究方向：隧道施工。

（責(zé)任編輯：小 燕）