地铁盾构施工中盾构机过站技术探究

邢台

摘要：现阶段，随着社会的发展，地铁工程的发展也越来越迅速。我国一直致力于加强对地下空间的开发以及利用，很多地区都在发展轨道交通建设，增加了在地铁建设当中的资金投入，地铁已经成为了很多地区建设的重点。在地铁盾构施工中最为常见的就是盾构机过站问题，是影响施工进度、施工质量以及安全最为重要的因素。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。

关键词：地铁盾构施工；盾构机；过站技术探究

引言

许多城市在未来的城市规划中设立了有关地铁工程的建设项目规划，为了加快地铁项目的建设速度，也为了提高地铁建设工程的质量，在地铁建设过程中，项目人员采用盾构机方式进行地铁挖掘。但在盾构机的掘进过程中容易出现姿态偏差，机械设备故障等意外情况。因此，关于盾构机的使用，需要熟练的工作人员进行操作。阐述了风险评估的研究意义，对风险评估管理理论进行了分析，并对具体操作进行了讨论，提高了工程施工质量和施工效率。

1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。

2 盾构过站施工方案与程序

2.1 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。（2）盾體过站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。

结语

综上所述，随着社会经济发展和人民生活水平不断提高，人民对于城市出行安全和高效有了更高的要求，越来越多的城市人口对城市交通也造成了不小的压力，为了充分发挥城市地下空间的潜力，进行城市地下轨道交通的工程建设成为了各个城市未来发展中的选项之一。在进行地铁项目的施工过程中，要采用盾构机等专业设备，为了减少意外风险对安全质量和施工效率造成影响，需要相关工作人员在工程进行前，对工程进行过程中可能出现的安全隐患进行评估。

参考文献

[1] 何梦超. 地铁盾构法隧道工程安全风险评估研究[D]. 福州：福建工程学院，2017.

[2] 吴凯. 某地铁盾构施工项目安全风险评估[D]. 兰州：兰州交通大学，2016.

[3] 曹振. 西安地铁盾构施工安全风险评估及施工灾害防控技术[D]. 西安：西安科技大学，2013.

（作者单位：中铁四局集团第四工程有限公司盾构分公司）