盾構(gòu)機(jī)后配套異洞安裝施工工藝探討

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摘要：在盾構(gòu)施工中，因環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)遇到始發(fā)井位置上部會(huì)有高壓輸送電纜或其他干涉，造成盾構(gòu)機(jī)常規(guī)組裝不能實(shí)現(xiàn)，只能采用異洞吊裝組裝的方式，組裝完成后將盾體及臺(tái)車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)至另外一個(gè)始發(fā)井的位置。盾體平移僅涉及橫向平移，故相對(duì)簡(jiǎn)單，但后配套臺(tái)車(chē)涉及水平平移和垂直高差兩個(gè)難點(diǎn)，故相對(duì)較難，為達(dá)到成本最優(yōu)化和工期最優(yōu)的目的，特編寫(xiě)本工藝。本文詳細(xì)闡述了針對(duì)后配套臺(tái)車(chē)存在兩方面位移的情況下進(jìn)行的操作的工藝原理與工藝流程。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)隧道；雙向位移；安裝

1前言

在盾構(gòu)施工過(guò)程中,會(huì)遇到各種復(fù)雜作業(yè)，如盾構(gòu)機(jī)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(shí)，會(huì)采用從另外一個(gè)洞口下井組裝完成后，移動(dòng)到始發(fā)井口進(jìn)行二次裝機(jī)，在以往的盾構(gòu)機(jī)組裝過(guò)程中，盾體整體平移的方式很多，有輪式過(guò)站法、普通油缸頂推過(guò)站法、夾軌式油缸形成自循環(huán)的過(guò)站法等，但后配套臺(tái)車(chē)從異洞到始發(fā)井口存在水平和垂直的雙向位移，過(guò)站方法較少，為達(dá)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(tái)車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)工藝是地鐵行業(yè)特殊條件下始發(fā)安裝的技術(shù)問(wèn)題。

2工藝原理

因盾構(gòu)機(jī)后配套臺(tái)車(chē)的移動(dòng)會(huì)存在水平和垂直兩個(gè)方向的位移，相對(duì)復(fù)雜。下面詳細(xì)介紹盾構(gòu)機(jī)后配套臺(tái)車(chē)移動(dòng)原理：后配套臺(tái)車(chē)吊裝至平行始發(fā)井口后需將臺(tái)車(chē)水平移動(dòng)到始發(fā)井口后，后配套需垂直移動(dòng)到車(chē)站底板位置后，鋪設(shè)軌道將后配套臺(tái)車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)至車(chē)站內(nèi)部后完成轉(zhuǎn)運(yùn)。因涉及水平和垂直兩方面的移動(dòng)，故移動(dòng)先后順序可調(diào)整，始發(fā)井口鋪設(shè)30mm鋼板（后期盾體平移），后采用3臺(tái)承重50t渣斗車(chē)平板（軌距900mm）并排，軌道與掘進(jìn)方向垂直，三臺(tái)渣斗車(chē)上面焊接型鋼支撐，支撐上安裝軌道，軌距與后配套臺(tái)車(chē)軌跡相同（用來(lái)存放放置后配套臺(tái)車(chē)），標(biāo)高與車(chē)站底板高2mm~4mm（用于軌道可順利通過(guò)馬凳，軌道方向與隧道掘進(jìn)方向相同，盾構(gòu)機(jī)始發(fā)井邊墻處固定兩臺(tái)5t電動(dòng)葫蘆，用于水平移動(dòng)臺(tái)車(chē)及機(jī)架。順序?yàn)椋号_(tái)車(chē)下井，放置于平行于隧道掘進(jìn)方向的軌道上，固定后電動(dòng)葫蘆移動(dòng)至始發(fā)井口，軌道對(duì)接后，用電機(jī)車(chē)（之前同樣的方式移進(jìn)去）拉著后配套臺(tái)車(chē)進(jìn)入車(chē)站底板。順序?yàn)?-4-3-2-1-連接橋。螺旋輸送機(jī)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(dòng)材料及工機(jī)具

圖略

4移動(dòng)施工工藝

盾構(gòu)機(jī)異洞移動(dòng)施工準(zhǔn)備如圖1所示。盾構(gòu)機(jī)異洞移動(dòng)施工工藝流程如圖2所示。

4.1盾構(gòu)機(jī)異洞移動(dòng)施工準(zhǔn)備步驟

（1）軌道與葫蘆固定。為準(zhǔn)備車(chē)站內(nèi)后配套臺(tái)車(chē)的軌道和電機(jī)車(chē)軌道的順利進(jìn)入，車(chē)站內(nèi)應(yīng)提前準(zhǔn)備軌道鋪設(shè)，鋪設(shè)軌道前應(yīng)按照1m~2m的間距鋪設(shè)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(shè)完成后，開(kāi)始在相對(duì)應(yīng)槽口出鋪設(shè)#43軌道，鋪設(shè)尺寸一般為60m~70m。在始發(fā)井口位置鋪設(shè)2個(gè)馬凳延長(zhǎng)鋪設(shè)距離，用于后配套臺(tái)車(chē)的接入，兩個(gè)馬凳處分別為一個(gè)軌道接頭的支撐處，保證軌道接頭處的錯(cuò)縫安裝，同時(shí)保證接縫處均有支撐。電動(dòng)葫蘆位置為后配套臺(tái)車(chē)兩個(gè)輪對(duì)的間距布置，高度與渣斗車(chē)高度相近。始發(fā)井內(nèi)鋪設(shè)30mm鋼板，始發(fā)井內(nèi)進(jìn)行滿鋪處理，鋪設(shè)過(guò)程中保證接頭處無(wú)臺(tái)階，鋼板鋪設(shè)完成后固定，并對(duì)接口處的連接縫進(jìn)行焊接，而后打磨光滑至無(wú)階梯無(wú)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(shè)移動(dòng)架的行走軌道，共計(jì)6條（3個(gè)渣斗車(chē)的移動(dòng)軌道），從異洞始發(fā)井到始發(fā)井，軌距為渣斗車(chē)軌距（900mm），三對(duì)軌道間均勻布置。（2）渣斗車(chē)到位。軌道鋪設(shè)完成后，將渣斗車(chē)從地面吊至渣斗車(chē)的軌道處并確保平齊后進(jìn)行初步固定，而后采用縱向型鋼將三個(gè)渣斗車(chē)連接后進(jìn)行焊接，將3個(gè)渣斗車(chē)焊接為一個(gè)整體后，在渣斗車(chē)結(jié)構(gòu)處開(kāi)始用型鋼或圓鋼做立柱支撐，支撐的高度確保軌道鋪設(shè)完成后，上面鋪設(shè)的后配套臺(tái)車(chē)軌道與車(chē)站內(nèi)的軌道標(biāo)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(gè)渣斗車(chē)內(nèi)部的立柱和兩個(gè)相鄰的渣斗車(chē)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(tái)車(chē)鋪設(shè)的軌道標(biāo)高與車(chē)站內(nèi)鋪設(shè)的標(biāo)高基本一致或高出車(chē)站內(nèi)軌道標(biāo)高2mm~4mm，主要可用于后期移動(dòng)架平移時(shí)可順利通過(guò)馬凳的標(biāo)高，實(shí)現(xiàn)與車(chē)站內(nèi)軌道的對(duì)接。型鋼焊接完成后，同樣需對(duì)型鋼進(jìn)行橫向和斜向固定焊接，保證型鋼與整個(gè)移動(dòng)架的整體，確保整個(gè)移動(dòng)架整體性和穩(wěn)定性。（4）臺(tái)車(chē)軌道鋪設(shè)。支撐架加固完成后，在支撐架上鋪設(shè)后配套臺(tái)車(chē)的軌道，軌距參照盾構(gòu)機(jī)后配套臺(tái)車(chē)的軌距，鋪設(shè)完成后，需用壓板將軌道壓實(shí)在支撐架上，同時(shí)確認(rèn)軌道橫向縱向俊處于一個(gè)水平面，防止后配套臺(tái)車(chē)在軌道上滑動(dòng)。確認(rèn)無(wú)誤后，將軌道加固，用軌道拉桿將軌道的軌距進(jìn)行連接后鎖死，防止軌道受力后側(cè)滑。造成安全風(fēng)險(xiǎn)。（5）重載測(cè)試。移動(dòng)架所有結(jié)構(gòu)焊接完成后，經(jīng)工程師現(xiàn)場(chǎng)檢查正常后，應(yīng)做重載測(cè)試，將與后配套臺(tái)車(chē)中最終的一個(gè)臺(tái)車(chē)重量相近的物體吊裝至移動(dòng)架，吊車(chē)逐步卸載，直到吊機(jī)空載后，過(guò)程中觀察移動(dòng)架的變形情況和結(jié)構(gòu)有無(wú)脫焊、變形等情況，若移動(dòng)架整體結(jié)構(gòu)性能較好，則將重物在移動(dòng)架上靜置5分鐘，觀察移動(dòng)架變形情況，有無(wú)異常。若正常可進(jìn)行后配套臺(tái)車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)。（6）電機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)入。電機(jī)車(chē)是后期用來(lái)將后配套臺(tái)車(chē)?yán)胲?chē)站內(nèi)的設(shè)備，在所有后配套臺(tái)車(chē)下井移動(dòng)前，需保證用來(lái)拉后配套臺(tái)車(chē)的電機(jī)車(chē)電池充滿，參照盾構(gòu)機(jī)異洞移動(dòng)步驟將用來(lái)拉后配套臺(tái)車(chē)的電機(jī)車(chē)先行轉(zhuǎn)入始發(fā)井的站內(nèi)，為盾構(gòu)機(jī)后配套臺(tái)車(chē)的轉(zhuǎn)入做好準(zhǔn)備。

4.2盾構(gòu)機(jī)異洞移動(dòng)步驟

（1）移動(dòng)架定位。將完成測(cè)試的移動(dòng)架采用人工或定滑輪的方式運(yùn)輸?shù)疆惗吹南戮谡路轿恢茫⒂描F靴或壓塊定位完成，等待后配套臺(tái)車(chē)的吊入。（2）臺(tái)車(chē)定位。將需要移動(dòng)的后配套臺(tái)車(chē)吊入到移動(dòng)架，四個(gè)后配套臺(tái)車(chē)輪對(duì)放置于后配套臺(tái)車(chē)的軌道上，觀察后配套臺(tái)車(chē)與始發(fā)井兩側(cè)的可通過(guò)性，調(diào)整至兩側(cè)有足夠的空間后，用鐵靴或壓塊將后配套臺(tái)車(chē)固定在后配套臺(tái)車(chē)的軌道上，吊機(jī)逐步減少吊裝力，待后配套臺(tái)車(chē)穩(wěn)定后，摘掉吊機(jī)的吊裝卸扣。（3）電動(dòng)葫蘆平移。后配套臺(tái)車(chē)固定好后，將定位于始發(fā)井口位置的2個(gè)電動(dòng)葫蘆（也可以選擇卷?yè)P(yáng)機(jī)，但須控制移動(dòng)速度）連接鋼絲繩后，另一端固定于移動(dòng)架兩側(cè)的兩個(gè)渣斗平板上，過(guò)程中注意鋼絲繩從松弛到受力過(guò)程的速度控制，采用電動(dòng)逐步受力，后采用分段移動(dòng)的方式，將后配套臺(tái)車(chē)逐次拉至始發(fā)車(chē)站的軌道處。（4）軌道連接。在移動(dòng)架移動(dòng)到車(chē)站內(nèi)軌道處時(shí)，采用點(diǎn)動(dòng)的方式，逐步使兩個(gè)軌道對(duì)齊，后將移動(dòng)架上后配套臺(tái)車(chē)的軌道與車(chē)站內(nèi)鋪設(shè)的軌道進(jìn)行連接并做好相關(guān)的防護(hù)作業(yè)，確保連接的軌道處下方有馬凳支撐。（5）電機(jī)車(chē)?yán)搿㈦姍C(jī)車(chē)與移動(dòng)架上的后配套臺(tái)車(chē)進(jìn)行連接，取消后配套臺(tái)車(chē)上的的固定措施，用電機(jī)車(chē)將后配套臺(tái)車(chē)?yán)胲?chē)站內(nèi)并做好防護(hù)。（6）移動(dòng)架移回。將移動(dòng)架采用人力的方式或定滑輪鋼絲繩倒轉(zhuǎn)的方式轉(zhuǎn)運(yùn)至吊裝井口正下位置，等待下一個(gè)后配套臺(tái)車(chē)的吊入。

5注意事項(xiàng)

（1）在施工過(guò)程中，吊車(chē)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(gòu)機(jī)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(dòng)方向上接頭處依次上抬2mm~4mm，用來(lái)保證盾體平移的穩(wěn)定性和持續(xù)性。（3）移動(dòng)架的焊接需保證焊接質(zhì)量和焊接的整體結(jié)構(gòu)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(dòng)葫蘆對(duì)移動(dòng)架移動(dòng)時(shí)，連接位置必須選擇移動(dòng)架的渣斗車(chē)上，保證移動(dòng)的可靠性，且移動(dòng)時(shí)操作時(shí)注意兩個(gè)電動(dòng)葫蘆同步操作（5）后配套臺(tái)車(chē)進(jìn)行下井固定于移動(dòng)架時(shí)，必須確認(rèn)后配套臺(tái)車(chē)在移動(dòng)架的相對(duì)位置，保證后配套臺(tái)車(chē)在始發(fā)井內(nèi)移動(dòng)的可通過(guò)性。（6）移動(dòng)架平行于隧道的軌道與車(chē)站內(nèi)軌道連接時(shí)，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(jié)束語(yǔ)

目前，本施工工藝在鄭州五號(hào)線12標(biāo)項(xiàng)目已經(jīng)完成了盾構(gòu)機(jī)的下井組裝，包括盾體的平移和后配套臺(tái)車(chē)的平移，因軌道鋪設(shè)與移動(dòng)架焊接固定等工藝在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場(chǎng)前均可準(zhǔn)備完畢，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的吊裝下井組裝的工期并不會(huì)帶來(lái)影響，不會(huì)帶來(lái)時(shí)間上的較大延長(zhǎng)，而且在后配套臺(tái)車(chē)安裝完成后，可以將移動(dòng)架整體拆除，將移動(dòng)架軌道拆除后立即進(jìn)行盾構(gòu)的下井組裝和平移，亦不會(huì)帶來(lái)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(gòu)異洞始發(fā)提供一種新的思路。

參考文獻(xiàn)：

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作者：?jiǎn)虝粤?單位：中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司