地铁盾构施工中盾构机过站技术探究

犹坤

（中铁广州工程局集团有限公司）

引言

现代社会已经进入到了地铁的时代，很多个城市（例如北京、上海、广州、深圳、沈阳等）都已经开始或者继续进行地铁的建设。在地铁建设过程中，盾构机已经成为了最为重要的设备之一。在施工过程中，盾构机完成了一个空间的施工之后需要通过车站结构而进入到下一个空间完成掘进，所以确保盾构机过站施工技术中的安全性、经济性已经成为了最值得探讨的问题。

1 案例基本情况概述

根据某城市轨道交通4号线土建2标主要包含两站两区间，大塘子站～小屯站区间起讫里程 DK3+637.552～DK4+417.352，左线全长781.855m（含长链1.255m），右线全长779.243m（短链1.357m），单线共计1561.098m，线间距16～75m。区间隧道纵断面：区间线路隧道成单线上坡，区间起点至DK4+160段隧道埋深15.5～16.2m（4‰上坡），DK4+160至终点隧道底板逐步走浅，埋深9.2～5m（19.3‰上坡）；在区间YDK4+214.750处设联络通道。

2 施工前的准备工作

（1）盾构机到达小屯站前，完成所有物资设备及人员的准备工作。接收架、过站所需钢板、工字钢等材料就位。将照明及施工用电连接至工作面。清除端头所有垃圾及杂物。

（2）实测进洞处洞门中心实测高程及平面坐标。纵横向每间隔3m测出井底实际高程，并在洞门、井底或车站结构段上用红漆做好轴线、高程等标志。对盾构接收相关人员进行安全质量技术交底。

（3）端头加固。端头加固可以起到加固固化土体，同时起到止水效果，保证盾构机顺利接收，确保盾构进洞时不会出现涌水涌砂。

（4）接收架准备。安装盾构接收架，调整接收架的标高及左右位置，使得盾构机可一直推到车站内。为保证盾构接收，接收架安置高程可略低于盾构进洞时的实际高程，并将其与井壁可靠地固定。接收井内洞门混凝土凿除和洞门封堵材料等各项工作全部准备就绪。在洞圈安装橡胶止水帘布、折叠压板等组成的密封装置，作为盾构到站阶段临时的防水措施，与此同时做好接收托架的安装与固定。

（5）洞门凿除。洞门凿除首先在洞圈内搭设钢制脚手架。在洞门中心凿一个孔，用来观察外部土体情况。然后按照先上后下的顺序逐步用风镐分层凿除连续墙内侧，凿除深度为保留外侧1/3到1/4的混凝土，留下外侧钢筋，并暴露外侧钢筋，盾构机将外侧钢筋以外的连续墙混凝土切割并用螺旋输送机送回隧道，最后只需要割除外侧钢筋后盾构机接收。

（6）盾构接收架和始发架安装。小屯站提供过站条件后，先安放左线接收架，再安装右线接收架。盾构机过站时，始发（接收）架连同盾构机一起过站。到达小屯站东端头，按二次始发要求安装固定。

3 盾构过站施工方案与程序

根据设计图纸，大塘子站～小屯站和小屯站～金鼎山站区间隧道中心距离车站主体结构过站侧标准段中线1225mm，接收井比车站标准段底板低41cm，盾构机接收后应先向车站中心方向平移再将盾构机和接收架顶升至与车站底板平齐，再沿车站纵向，采用手拉葫芦配合推进油缸推动接收托架、盾构机顶升和落在托架上的方式进行过站。

盾构主机过站采用托架搬运、千斤顶顶推，后配套过站直接通过先行铺设的轨道进行整体拖运。

3.1 过站施工步骤

（1）盾构机盾体平移及顶升

根据小屯站的结构尺寸及盾构机盾体尺寸计算，区间隧道中线距离车站主体结构过站侧标准段中线1225mm，区间隧道中线距离主体结构边墙只有2150mm，在接收段盾构机的中心线与隧道中线重合，其机体半径为3250mm（机体最大半径为刀盘半径3240mm，按照3250计算），即盾构机宽出主体结构边墙1100mm，所以盾构机在接收段内必须向车站中心方向平移；另一方面，车站主体框架柱与侧墙间距6750mm，考虑盾构机过站时的安全，将盾构机中心平移至车站主体结构过站侧标准段中线，即盾构机平移1225mm，机体左右两边各留125mm。

因小屯站小里程接收端井口比车站主体底板低41cm，故盾构机平移后需对盾构机盾体及接收托架进行顶升，使其标高与车站主体标高一致。

盾体完全驶入接收托架（即为盾构二次始发托架）并固定后，盾体与后配套系统解体，将连接桥与中前体分开，用工字钢支撑起来。并在此期间可对盾构机进行初步检查以便为盾构机维修做好充分准备。

首先把接收井及车站清洗干净，割除车站内施工时留下的钢筋头，采用三个液压油缸将盾构机平移，液压油缸行程为450mm，即每平移450mm后，收回液压油缸，在液压油缸与边墙之间增加钢筒再平移，平移3次以后，行程达到1255mm，平移结束。

采用4个500T的千斤顶把盾体顶升，液压油缸行程为250mm，即每平移250mm后，增设托架下的钢垫筒，钢垫筒采用500mm×500mm×250mm布置，顶升2次后，行程达到410mm，盾构机及托架顶升到与车站底板平齐。

图1 盾构机平移示意图

（2）盾体过站

①在盾构机平移、顶升工作完成后，进行过站推动的准备工作，在接收架及盾体上安装平移支座，在盾体上安装顶升油缸支座，地面上安装固定顶升油缸承力钢板，在盾体上安装吊钩滑槽。以上部件均为左右对称式安装，预设顶升油缸4个，平移油缸2个，吊钩滑轮6个。

②用接收架两边的平台上各安装一个推力为150t、行程400mm液压油缸，平移支座1与盾构机体焊接固定，平移支座2与接收架通过螺栓固定，并将接收架固定在车站底板上。油缸伸长，推动盾构机体前进400mm，然后收回油缸，拆除平移支座2往过站放心平移400mm后再次固定，在托架（接收架）制作时已同步打好螺栓孔。循环以上过程8次，盾构机前行3200mm，重心位置基本到达接收架前端。

③用顶升油缸将盾构机顶起，下放滑轮链条，连接接收架，收紧链条提起接收架，此时接收架与地面成悬空状态。

④使用手拉葫芦牵引滑轮组前进，拉动悬空的接收架，当接收架前端超出盾构机前端约1000mm时，停止拉动，下放接收架至地面。

⑤收回顶升油缸，此时接收架与盾构机放在地面，拆除手拉葫芦。

⑥重复以上步骤，将盾构机一直移动到始发段位置。

注意事项：型钢滑槽采用I20工字钢，与一排三角钢板（其与盾体焊接相连）焊接固定；滑轮在钢槽内滚动，外侧设置挡板防止滑轮脱落；链条可直接用手拉葫芦代替，直接挂在滑轮下，注意托架重12t，可适当增加滑轮组数，不得超出葫芦承力范围。

（3）盾体二次平移

盾体顶推至车站东侧二次始发端头井位置后，采用与到达端平移相同的方式进行平移，平移至盾体轴线与隧道轴线重合后，在隧道轴线上找准盾体位置后，固定始发架。

（4）车站轨道铺设

在盾体过站后，在车站底板上铺设后配套台车及电瓶车行走轨道，该轨道与隧道内台车及电瓶车行走轨道连接在一起。后配套台车用电瓶车将其推到始发段位置，并与盾体进行连接。在一台电瓶车不能推动台车时，可用多台电瓶车同时进行推动。

（5）盾构机检修

后配套系统就位后，将其与盾体重新连接好，开始对整机进行检修，具体检修内容包括刀盘更换（为小屯站～金鼎山站区间硬岩准备）、拼装机检修、盾尾密封刷检修、注浆泵及注浆管路检修、液压系统检修、电气系统检修等。在检修的同时着手进行二次始发的准备工作，如准备反力架、钢支撑等。

3.2 盾构过站技术控制措施

现场使用材料设备需提前检查，钢材检查外观是否有锈迹裂纹，钢丝绳检查是否存在断股，存在隐患材料不得投入使用。顶升油缸不得直接与车站结构直接接触，提前安装固定钢板于底板上保证推进过程不会损坏结构。

轨道上涂抹上适量润滑黄油，保证盾构机顺利推进平移，但不得多抹，并加强底板地面清洁工作，防止作业时人员摔倒机械失稳。吊装推进过程需严格按照方案执行，当出现突然事件时应及时上报，不得擅自冒险处理。每次焊接完成后，带温度冷却至常温，敲掉焊渣，对焊缝进行外观检查，存在缺陷处需要重新补焊；关键承力部件的焊缝需要进行焊缝探伤检测，宜委托具有专业资质的单位携带工具进行超声波探伤。

4 结束语

本文以某轨道交通4号线土建2标为例探究了地铁盾构机过站技术方面的内容，通过本文的介绍能够地铁盾构施工提供一定参考和帮助，对于进一步推动地铁建设具有现实意义。