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(yè)，如盾構機始發(fā)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(fā)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(huán)的過站法等，但后配套臺車從異洞到始發(fā)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(yōu)化一種較為合理的工藝。

有鑒于此，如何提供最優(yōu)的后配套臺車轉(zhuǎn)運工藝是地鐵行業(yè)特殊條件下始發(fā)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(fā)井口后需將臺車水平移動到始發(fā)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(zhuǎn)運至車站內(nèi)部后完成轉(zhuǎn)運。

因涉及水平和垂直兩方面的移動，故移動先后順序可調(diào)整，始發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)井的井口安裝至盾體后整體平移（在始發(fā)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(nèi)后配套臺車的軌道和電機車軌道的順利進入，車站內(nèi)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(fā)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(fā)井內(nèi)鋪設30mm鋼板，始發(fā)井內(nèi)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(xiàn)卡滯。后繼續(xù)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(fā)井到始發(fā)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(nèi)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(nèi)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(nèi)鋪設的標高基本一致或高出車站內(nèi)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(xiàn)與車站內(nèi)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(wěn)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(jīng)工程師現(xiàn)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?？蛇M行后配套臺車運轉(zhuǎn)。

（6）電機車轉(zhuǎn)入。電機車是后期用來將后配套臺車拉入車站內(nèi)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(zhuǎn)入始發(fā)井的站內(nèi)，為盾構機后配套臺車的轉(zhuǎn)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?shù)疆惗吹南戮谡路轿恢?，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(fā)井兩側的可通過性，調(diào)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(wěn)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(fā)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(fā)車站的軌道處。

（4）軌道連接。在移動架移動到車站內(nèi)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(nèi)鋪設的軌道進行連接并做好相關的防護作業(yè)，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(nèi)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(zhuǎn)的方式轉(zhuǎn)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(chǎn)生的電荷影響。

（2）盾構機始發(fā)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(wěn)定性和持續(xù)性。

（3）移動架的焊接需保證焊接質(zhì)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(zhì)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(fā)井內(nèi)移動的可通過性。

（6）移動架平行于隧道的軌道與車站內(nèi)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(wěn)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(jīng)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(fā)提供一種新的思路。