盾构机后配套异洞安装施工工艺探讨

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摘要：在盾构施工中，因环境复杂，经常会遇到始发井位置上部会有高压输送电缆或其他干涉，造成盾构机常规组装不能实现，只能采用异洞吊装组装的方式，组装完成后将盾体及台车转运至另外一个始发井的位置。盾体平移仅涉及横向平移，故相对简单，但后配套台车涉及水平平移和垂直高差两个难点，故相对较难，为达到成本最优化和工期最优的目的，特编写本工艺。本文详细阐述了针对后配套台车存在两方面位移的情况下进行的操作的工艺原理与工艺流程。

关键词：盾构隧道；双向位移；安装

1前言

在盾构施工过程中,会遇到各种复杂作业，如盾构机始发井口上部存在高压供电线路或有其他影响操作的空间限制时，会采用从另外一个洞口下井组装完成后，移动到始发井口进行二次装机，在以往的盾构机组装过程中，盾体整体平移的方式很多，有轮式过站法、普通油缸顶推过站法、夹轨式油缸形成自循环的过站法等，但后配套台车从异洞到始发井口存在水平和垂直的双向位移，过站方法较少，为达到控成本和控工期的目的，需优化一种较为合理的工艺。有鉴于此，如何提供最优的后配套台车转运工艺是地铁行业特殊条件下始发安装的技术问题。

2工艺原理

因盾构机后配套台车的移动会存在水平和垂直两个方向的位移，相对复杂。下面详细介绍盾构机后配套台车移动原理：后配套台车吊装至平行始发井口后需将台车水平移动到始发井口后，后配套需垂直移动到车站底板位置后，铺设轨道将后配套台车转运至车站内部后完成转运。因涉及水平和垂直两方面的移动，故移动先后顺序可调整，始发井口铺设30mm钢板（后期盾体平移），后采用3台承重50t渣斗车平板（轨距900mm）并排，轨道与掘进方向垂直，三台渣斗车上面焊接型钢支撑，支撑上安装轨道，轨距与后配套台车轨迹相同（用来存放放置后配套台车），标高与车站底板高2mm~4mm（用于轨道可顺利通过马凳，轨道方向与隧道掘进方向相同，盾构机始发井边墙处固定两台5t电动葫芦，用于水平移动台车及机架。顺序为：台车下井，放置于平行于隧道掘进方向的轨道上，固定后电动葫芦移动至始发井口，轨道对接后，用电机车（之前同样的方式移进去）拉着后配套台车进入车站底板。顺序为5-4-3-2-1-连接桥。螺旋输送机在平行于始发井的井口安装至盾体后整体平移（在始发井不具备安装条件）。

3移动材料及工机具

图略

4移动施工工艺

盾构机异洞移动施工准备如图1所示。盾构机异洞移动施工工艺流程如图2所示。

4.1盾构机异洞移动施工准备步骤

（1）轨道与葫芦固定。为准备车站内后配套台车的轨道和电机车轨道的顺利进入，车站内应提前准备轨道铺设，铺设轨道前应按照1m~2m的间距铺设槽钢，在槽钢间距为900mm处割出用于卡放轨道的槽口。槽钢铺设完成后，开始在相对应槽口出铺设#43轨道，铺设尺寸一般为60m~70m。在始发井口位置铺设2个马凳延长铺设距离，用于后配套台车的接入，两个马凳处分别为一个轨道接头的支撑处，保证轨道接头处的错缝安装，同时保证接缝处均有支撑。电动葫芦位置为后配套台车两个轮对的间距布置，高度与渣斗车高度相近。始发井内铺设30mm钢板，始发井内进行满铺处理，铺设过程中保证接头处无台阶，钢板铺设完成后固定，并对接口处的连接缝进行焊接，而后打磨光滑至无阶梯无棱角，防止后期盾体平移出现卡滞。后继续在钢板上铺设移动架的行走轨道，共计6条（3个渣斗车的移动轨道），从异洞始发井到始发井，轨距为渣斗车轨距（900mm），三对轨道间均匀布置。（2）渣斗车到位。轨道铺设完成后，将渣斗车从地面吊至渣斗车的轨道处并确保平齐后进行初步固定，而后采用纵向型钢将三个渣斗车连接后进行焊接，将3个渣斗车焊接为一个整体后，在渣斗车结构处开始用型钢或圆钢做立柱支撑，支撑的高度确保轨道铺设完成后，上面铺设的后配套台车轨道与车站内的轨道标高一致。（3）型钢焊接。立柱焊接完成后，需将立柱间做横向连接（包括一个渣斗车内部的立柱和两个相邻的渣斗车间的横向连接），立柱连接完成后，在立柱上固定或焊接型钢，型钢定位于立柱的正中心位置，型钢焊接完成后需保证台车铺设的轨道标高与车站内铺设的标高基本一致或高出车站内轨道标高2mm~4mm，主要可用于后期移动架平移时可顺利通过马凳的标高，实现与车站内轨道的对接。型钢焊接完成后，同样需对型钢进行横向和斜向固定焊接，保证型钢与整个移动架的整体，确保整个移动架整体性和稳定性。（4）台车轨道铺设。支撑架加固完成后，在支撑架上铺设后配套台车的轨道，轨距参照盾构机后配套台车的轨距，铺设完成后，需用压板将轨道压实在支撑架上，同时确认轨道横向纵向俊处于一个水平面，防止后配套台车在轨道上滑动。确认无误后，将轨道加固，用轨道拉杆将轨道的轨距进行连接后锁死，防止轨道受力后侧滑。造成安全风险。（5）重载测试。移动架所有结构焊接完成后，经工程师现场检查正常后，应做重载测试，将与后配套台车中最终的一个台车重量相近的物体吊装至移动架，吊车逐步卸载，直到吊机空载后，过程中观察移动架的变形情况和结构有无脱焊、变形等情况，若移动架整体结构性能较好，则将重物在移动架上静置5分钟，观察移动架变形情况，有无异常。若正常可进行后配套台车运转。（6）电机车转入。电机车是后期用来将后配套台车拉入车站内的设备，在所有后配套台车下井移动前，需保证用来拉后配套台车的电机车电池充满，参照盾构机异洞移动步骤将用来拉后配套台车的电机车先行转入始发井的站内，为盾构机后配套台车的转入做好准备。

4.2盾构机异洞移动步骤

（1）移动架定位。将完成测试的移动架采用人工或定滑轮的方式运输到异洞的下井口正下方位置，并用铁靴或压块定位完成，等待后配套台车的吊入。（2）台车定位。将需要移动的后配套台车吊入到移动架，四个后配套台车轮对放置于后配套台车的轨道上，观察后配套台车与始发井两侧的可通过性，调整至两侧有足够的空间后，用铁靴或压块将后配套台车固定在后配套台车的轨道上，吊机逐步减少吊装力，待后配套台车稳定后，摘掉吊机的吊装卸扣。（3）电动葫芦平移。后配套台车固定好后，将定位于始发井口位置的2个电动葫芦（也可以选择卷扬机，但须控制移动速度）连接钢丝绳后，另一端固定于移动架两侧的两个渣斗平板上，过程中注意钢丝绳从松弛到受力过程的速度控制，采用电动逐步受力，后采用分段移动的方式，将后配套台车逐次拉至始发车站的轨道处。（4）轨道连接。在移动架移动到车站内轨道处时，采用点动的方式，逐步使两个轨道对齐，后将移动架上后配套台车的轨道与车站内铺设的轨道进行连接并做好相关的防护作业，确保连接的轨道处下方有马凳支撑。（5）电机车拉入。将电机车与移动架上的后配套台车进行连接，取消后配套台车上的的固定措施，用电机车将后配套台车拉入车站内并做好防护。（6）移动架移回。将移动架采用人力的方式或定滑轮钢丝绳倒转的方式转运至吊装井口正下位置，等待下一个后配套台车的吊入。

5注意事项

（1）在施工过程中，吊车外壳做好地线接地，防止高压电的电感产生的电荷影响。（2）盾构机始发井位置的钢板接缝处做好平整措施，一般按照盾体移动方向上接头处依次上抬2mm~4mm，用来保证盾体平移的稳定性和持续性。（3）移动架的焊接需保证焊接质量和焊接的整体结构性，焊接完成后需工程师交叉检查并签字，确保施工质量。（4）电动葫芦对移动架移动时，连接位置必须选择移动架的渣斗车上，保证移动的可靠性，且移动时操作时注意两个电动葫芦同步操作（5）后配套台车进行下井固定于移动架时，必须确认后配套台车在移动架的相对位置，保证后配套台车在始发井内移动的可通过性。（6）移动架平行于隧道的轨道与车站内轨道连接时，必须确保轨道连接处下部有马凳支撑，并保证稳定可靠。

6结束语

目前，本施工工艺在郑州五号线12标项目已经完成了盾构机的下井组装，包括盾体的平移和后配套台车的平移，因轨道铺设与移动架焊接固定等工艺在盾构机进场前均可准备完毕，对盾构机的吊装下井组装的工期并不会带来影响，不会带来时间上的较大延长，而且在后配套台车安装完成后，可以将移动架整体拆除，将移动架轨道拆除后立即进行盾构的下井组装和平移，亦不会带来工期的大量延后，可大大降低施工成本效益，减少工期压力。可为盾构异洞始发提供一种新的思路。

参考文献：

[1]郑俊良.轨道法盾构机空推过站[J].石家庄铁路技术学院学报,2016(9).

[2]杨珣,杨博,刘文斌.盾构机平移过站技术[J].隧道建设,2007(4):52~54.

作者：乔晓亮 单位：中铁十一局集团城市轨道工程有限公司