盾構(gòu)機(jī)平移及頂降臺(tái)階施工技術(shù)

王彥文

一、工程概況

深圳地鐵16號(hào)線龍城西站至數(shù)碼城站區(qū)間線路設(shè)計(jì)起點(diǎn)為閣溪三路路口南側(cè)，線路出龍城西站后沿黃閣路敷設(shè)，呈南-北走向，區(qū)間下穿愛(ài)聯(lián)河左支涵、人行天橋后過(guò)清霞路，之后進(jìn)入數(shù)碼城站。本區(qū)間范圍線右線YK13+086.588～YK14+240.354，長(zhǎng)1 1 5 3.7 6 6 m；本區(qū)間范圍左線ZK13+086.588～ZK14+239.202，長(zhǎng)1152.614m。區(qū)間左右線均從數(shù)碼城站小里程端始發(fā)，龍城西站大里程端接收。

數(shù)碼城站南端頭右線頂板已施做為行車(chē)蓋板，地面為黃閣路主干道，車(chē)流量大；根據(jù)原設(shè)計(jì)要求，右線盾構(gòu)機(jī)吊裝從出入線右線吊裝后，再平移至右線；由于底板始發(fā)端頭左右線高差2290mm，始發(fā)井口無(wú)集水井布置且地下水較為豐富，施工困難及風(fēng)險(xiǎn)極大，因此南端頭盾構(gòu)機(jī)不具備直接吊裝下井條件，為減少施工風(fēng)險(xiǎn)，保證盾構(gòu)機(jī)組裝安全性，選擇在13軸井口吊裝下井后自左線橫移至右線，再縱移并頂降臺(tái)階至1軸位置定位始發(fā)。

二、盾體平移施工技術(shù)

1.主要技術(shù)難點(diǎn)

盾體和托架總重為374t，盾體先進(jìn)行橫移然后進(jìn)行縱移，其中縱移距離約為100m，既要保證施工進(jìn)度，又要最大程度的節(jié)約成本。盾體頂降臺(tái)階高度為1.4m，盾體下降過(guò)程中要保證盾體整體穩(wěn)定，防止局部失穩(wěn)使盾體傾覆發(fā)生安全事故。

2.主要施工機(jī)具、材料

盾體平移施工技術(shù)所需要的主要施工機(jī)具、材料具體如表1所示。

表1 盾體平移施工技術(shù)所的主要施工機(jī)具、材料具

3.橫移鋼板鋪設(shè)

選用規(guī)格為2000×20×6000的Q235鋼板進(jìn)行鋪設(shè)，保證每塊鋼板連接處的平整度，相鄰兩塊鋼板高差不得大于1mm，并點(diǎn)焊牢固，注意鋼板厚度不得低于20mm，否者鋼板容易拱起導(dǎo)致無(wú)法平移。鋼板鋪設(shè)好后在其表面均勻薄抹一層3號(hào)通用鋰基脂，以減小摩擦系數(shù)。

4.盾體橫移施工

將盾構(gòu)機(jī)的中盾、前盾、尾盾、刀盤(pán)、螺旋機(jī)、拼裝機(jī)在托架上組裝后，與托架點(diǎn)焊牢固，即可進(jìn)行盾體橫移，將兩個(gè)100t的液壓千斤頂頂在托架側(cè)面受力處，采用30mm厚的Q235鋼板焊于鋼板上做為千斤頂?shù)姆戳敶a。啟動(dòng)液壓泵站，千斤頂緩慢伸出頂住托架以達(dá)到移動(dòng)目的，即每次頂推移動(dòng)距離即為千斤頂有效行程80cm，盾構(gòu)機(jī)從靜止開(kāi)始向水平方向移動(dòng)初始推力控制在1000kN以?xún)?nèi)。中前盾焊接牛腿、支座具體如圖1所示。

圖1 中前盾焊接牛腿、支座

5.盾構(gòu)機(jī)縱移施工

橫移到位后，開(kāi)始延托架軸線方向平移，及縱移。由于縱移距離長(zhǎng)約100m，所以平移需要注意的點(diǎn)有：

（1）采用預(yù)鋪規(guī)格為［200的槽鋼作為導(dǎo)軌。

（2）在中盾和前盾位置上提前焊接四個(gè)牛腿用于千斤頂受力，材料采用30mm厚的Q345B鋼板、4個(gè)200t液壓千斤頂，分別放置于提前加工好的支座上方并頂緊牛腿；啟動(dòng)液壓泵站將盾體升高約200mm，及時(shí)關(guān)閉液壓泵站上的截止閥，將槽鋼和坦克輪插入到托架下面，并延長(zhǎng)至托架前方約20m；8個(gè)坦克輪均勻布置且密布于中前盾位置處與托架點(diǎn)焊牢固，千斤頂緩慢下降至坦克輪完全受力。

（3）在托架尾部?jī)蓚?cè)布置兩個(gè)100t液壓千斤頂，在槽鋼上方焊接20mm厚鋼板作為頂碼。啟動(dòng)泵站，盾體前移。

（4）在前移過(guò)程中，不斷的將脫出托架尾部的槽鋼移至托架前方并與已鋪槽鋼連接；遷移盾體直至托架前段到達(dá)臺(tái)階邊緣，及3軸位置。

三、盾體頂降臺(tái)階施工

盾體前移至臺(tái)階處，準(zhǔn)備頂降臺(tái)階。先將托架和盾體整體頂離臺(tái)階立面約1m的距離，露出最前面兩個(gè)坦克輪，拆除坦克輪，然后將H300×300的型鋼雙拼焊于托架下部，必須滿焊，再將坦克輪焊于H型鋼下部。繼續(xù)前移盾體，露出坦克輪后，依次焊接相應(yīng)的H型鋼和坦克輪。直至托架完全脫離臺(tái)階。并在托架下方均均墊好提前預(yù)制好的型鋼和鋼板，距離約為1米。

盾體下降時(shí)，利用四個(gè)400t千斤頂將盾體頂起，由于四個(gè)千斤頂受力大小不一，頂升速度也不一致，為防止整體頂升盾體突然失穩(wěn)而發(fā)生傾覆，先頂前盾位置上的兩個(gè)液壓頂，然后抽離托架下方一層20mm的鋼板，再放下，同樣的操作頂升中盾位置上的兩個(gè)液壓頂再抽取托架下方的鋼板。同時(shí)H300×300的型鋼支腿每次割除約400mm并在下方墊好型鋼和鋼板，以增加盾體整體穩(wěn)定性。依次逐步操作直至盾體下落至底部。

四、坦克輪受力分析

坦克輪所承受載荷為盾構(gòu)機(jī)自重、托架自重、支腿重量。

每條型鋼支腿按最大高差1.4m計(jì)，查規(guī)范GB/T11263-2017可得300×300型鋼每延米理論重量為93.0kg/m，因此8條支腿共重0.093×8×2=1.488t；即總重合計(jì)約為374+14.884+1.488=390.372t≈390t；根據(jù)坦克輪廠家提供的技術(shù)參數(shù)表，每個(gè)坦克輪最大承重重量即為坦克輪荷載噸數(shù)，由此可知8個(gè)坦克輪（4×100t）最大承重為800t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)盾體等，因此坦克輪的荷載能力滿足要求。

1.施工過(guò)程中的主要受力點(diǎn)集中在托架上，盾體要與托架焊接牢固，成為一個(gè)整體，增強(qiáng)托架剛度。

2.每個(gè)坦克輪的焊接角度必須一致，防止坦克輪運(yùn)行軌跡不一致造成型鋼扭曲變形和坦克輪損壞。

3.頂升盾體時(shí)必須延托架軸線前后兩個(gè)方向分別施頂，防止盾體失穩(wěn)而發(fā)生傾覆。

4.液壓頂必須調(diào)試正常后方可使用，不應(yīng)有漏油、泄壓的現(xiàn)象，液壓千斤頂應(yīng)能保壓20min以上，液壓泵站與液壓千斤頂?shù)拿恳宦酚凸芙宇^處均應(yīng)配置截止閥。

5.牛腿焊接完成后應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波探傷，符合一級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，盾體平移及頂降臺(tái)階過(guò)程中，為保證安全，液壓泵站及液壓千斤頂?shù)男阅芎筒僮魇顷P(guān)鍵。在保證安全、質(zhì)量、成本的前提下，盾體平移優(yōu)先選用坦克輪和配合槽鋼。針對(duì)施工過(guò)程中的安全隱患因素較多，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工全過(guò)程進(jìn)行旁站、監(jiān)督、指導(dǎo)，把控每個(gè)施工細(xì)節(jié)。