大坡度小轉(zhuǎn)彎長(zhǎng)距離盾構(gòu)機(jī)平移技術(shù)

郭明華

中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司 北京 100124

在城市軌道交通建設(shè)中，施工環(huán)境日趨復(fù)雜，盾構(gòu)機(jī)在到達(dá)接收后，因接收端條件限制不能直接拆解盾構(gòu)機(jī)時(shí)，需要運(yùn)用盾構(gòu)機(jī)的平移技術(shù)將設(shè)備直接平移到滿足吊裝條件的井口。本文主要依據(jù)成都地鐵5 號(hào)線10 標(biāo)工程盾構(gòu)機(jī)平移案例，闡述了盾構(gòu)機(jī)在大坡度小轉(zhuǎn)彎長(zhǎng)距離的施工條件下，如何安全快速的平移盾構(gòu)機(jī)，為同類(lèi)條件下的盾構(gòu)機(jī)平移施工提供技術(shù)參考。

1 工程概況

成都地鐵5 號(hào)線10 標(biāo)工程元華南、北出入線分別起于錦城湖站、錦城大道站，北出入線在下穿繞城高速及劍南大道后下穿錦城湖，南出入線在下穿劍南大道后下穿錦城湖。兩條線在進(jìn)入湖區(qū)后并行沿繞城高速南側(cè)敷設(shè)，后以250m 曲線半徑拐入車(chē)輛段，最大縱坡為33‰，兩條線出洞后需平移122.3m 到達(dá)盾構(gòu)吊出井口，平移涵洞的尺寸為6.8m×6.8m，空間狹小,盾構(gòu)機(jī)平移時(shí)，兩側(cè)平均剩余空間僅為250mm,平移出洞后盾構(gòu)機(jī)具備吊裝條件，見(jiàn)圖1。

圖1 盾構(gòu)平移施工段平面示意圖

2 本次盾構(gòu)機(jī)平移的難點(diǎn)

（1）平移坡度大：由于平移施工段最大縱坡為33‰，考慮盾構(gòu)機(jī)平移選用何種方式的同時(shí)，采取有效的施工安全措施，防止盾構(gòu)機(jī)沿縱坡方向溜車(chē)發(fā)生安全事故。

（2）小轉(zhuǎn)彎半徑平移線路：出入線盾構(gòu)平移施工段的轉(zhuǎn)彎半徑為250m，同時(shí)平移區(qū)域空間狹小，盾構(gòu)機(jī)重量大、體積大，平移時(shí)的方向需要嚴(yán)格把控，并且鋼軌鋪設(shè)方向應(yīng)與線路方向一致。

（3）長(zhǎng)距離平移：盾構(gòu)機(jī)到達(dá)后需要平移122.3m 才能到達(dá)吊裝井口，按照一般的平移方法，平移時(shí)間長(zhǎng)，影響整體施工進(jìn)度。

3 盾構(gòu)機(jī)具體平移方案

3.1 盾構(gòu)平移方案概述

盾構(gòu)機(jī)到達(dá)接收井，推上接收架，完全脫離管片，再把盾體部分與連接橋斷開(kāi)。在盾體下部，前盾及中盾上各焊接兩對(duì)滾輪，通過(guò)鋪設(shè)鋼軌，用千斤頂把盾體推到接收井位置，前進(jìn)過(guò)程中保證與車(chē)站側(cè)墻的間距，保證盾體與車(chē)站側(cè)墻最少有200mm 間隙，盾體平移至吊出井口后將盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)和前盾送到接收架上，割除前面的一對(duì)滾輪，繼續(xù)推進(jìn)至中盾到達(dá)接收架時(shí)，割除后一對(duì)滾輪，然后盾構(gòu)主機(jī)推上托架，依次拆解吊裝至地面。

連接橋和后配套臺(tái)車(chē)部分通過(guò)電瓶車(chē)頭拉出，到達(dá)接收井位置，依次拆解吊出地面。盾構(gòu)平移機(jī)具配置見(jiàn)表1。盾構(gòu)機(jī)平移工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 盾構(gòu)機(jī)平移流程

表1 盾構(gòu)平移機(jī)具配置表

3.2 具體施工步驟

（1）盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入接收井破除洞門(mén)后，停機(jī)清理渣土。利用導(dǎo)軌防止盾體栽頭，導(dǎo)軌采用2 根3m 的50kg/ m 軌道，間距10cm 并排平鋪，一端伸入鋼環(huán)內(nèi)，一端延伸至接收井，并在接收井一端用膨脹螺栓固定，且在軌面上涂抹黃油，便于刀盤(pán)在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。

（2）把盾構(gòu)機(jī)完全推進(jìn)至接收架上，將盾構(gòu)機(jī)主機(jī)與連接橋斷開(kāi)，將連接橋前部使用200H 鋼進(jìn)行支撐。

（3）在接收架前方位置開(kāi)始，沿著平移線路方向鋪設(shè)2.8m 間距的50 軌道，且固定好，直到平移終點(diǎn)位置。

（4）將盾構(gòu)機(jī)前移，當(dāng)前盾推出接收架2m 左右時(shí)，停止推進(jìn)，把滾輪放置在預(yù)先鋪設(shè)的軌道上，測(cè)量滾輪與前盾的位置關(guān)系，確定盾體焊接位置，開(kāi)始焊接前盾2 組滾輪。焊接完成后，繼續(xù)將盾構(gòu)機(jī)前移，距離前輪2.35m的中盾位置，在預(yù)先鋪設(shè)的軌道上放2 組滾輪，測(cè)量滾輪與中盾的位置關(guān)系，確定盾體焊接位置，開(kāi)始焊接后輪，保證前后輪在一條直線上，要求焊接位置對(duì)稱，焊縫飽滿，焊接質(zhì)量滿足要求，并對(duì)焊接部位進(jìn)行超聲波探傷，確保焊接質(zhì)量，見(jiàn)圖3。

圖3 滾輪、千斤頂及支撐安裝位置

（5）在中盾兩側(cè)的滾輪后方焊接液壓千斤頂?shù)闹Ъ埽约爸谱饕簤呵Ы镯斂刹鹦兜暮箜斪渭敖恿U，見(jiàn)圖4、圖5、圖6。由于平移線路段為33‰的上坡，盾體自重約為 312t， 盾構(gòu)機(jī)沿斜坡向下重力的分力為F1=Gsinθ=312×0.033=10.296t，由此可見(jiàn)為防止盾構(gòu)機(jī)延斜坡往下溜，必須設(shè)置防溜裝置，并在左右兩側(cè)輪子后方分別放置一個(gè)，跟隨盾構(gòu)機(jī)向前移動(dòng)，見(jiàn)圖7。

圖4 盾構(gòu)機(jī)受力示意圖

圖5 反力支座示意圖

圖6 接力桿示意圖

圖7 防溜裝置示意圖

（6）在盾體兩側(cè)各安裝一個(gè)100t 液壓千斤頂，開(kāi)始頂推，完成一次頂進(jìn)行程后，增加接力桿，繼續(xù)頂推。在頂推過(guò)程中，由于線路是250m 的轉(zhuǎn)彎且兩側(cè)空間狹小，所鋪設(shè)的軌道很容易偏移，使盾構(gòu)機(jī)碰到側(cè)墻，所以在盾構(gòu)機(jī)向前頂推的過(guò)程中，還要準(zhǔn)備一組100t 液壓千斤頂，調(diào)整滾輪下方軌道偏移。

（7）用此方法，一直將盾構(gòu)機(jī)頂進(jìn)至吊出井口，到達(dá)事先放置的接收架位置。

（8）繼續(xù)平移，使盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)及部分前盾推上接收架，直到前滾輪位置停下，割除前滾輪。

（9）繼續(xù)推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)至后滾輪位置，停下割除后滾輪。繼續(xù)將盾構(gòu)機(jī)完全推上接收架，拆去平移軌道和平移反力裝置，完成整個(gè)平移工作。

4 結(jié)語(yǔ)

本次盾構(gòu)機(jī)采用焊接滾輪的方式進(jìn)行平移，從施工準(zhǔn)備到完成平移僅用7d 時(shí)間，實(shí)際推進(jìn)122.3m 僅用3d 時(shí)間，平均每天推進(jìn)約41m，與傳統(tǒng)平移方法相比，可大大縮短施工工期，同時(shí)可操作性強(qiáng)，為其他類(lèi)似項(xiàng)目的盾構(gòu)機(jī)平移、轉(zhuǎn)彎施工提供技術(shù)參考。