關(guān)于盾構(gòu)機過站的技術(shù)研究

楊海濤 朱廣文

0 引言

盾構(gòu)機是現(xiàn)代城市軌道交通和隧道建設(shè)工程中主流的施工設(shè)備,在盾構(gòu)機完成一個區(qū)間后要經(jīng)過車站結(jié)構(gòu),從而進入下一個區(qū)間的掘進。盾構(gòu)機的過站,是指在地鐵車站內(nèi)利用過站小車、推進裝置等設(shè)備,使盾體及臺車沿著一定的軌道,從車站的出洞端推移到下一區(qū)間洞門處的一系列作業(yè)。往往地鐵車站考慮建設(shè)成本,隧道的中心線會同盾構(gòu)機通過車站的軌道中心線不重合,本技術(shù)就解決了此問題,使盾構(gòu)機安全、快速、順利完成過站。

1 過站主要工作

盾構(gòu)機過站,是將盾構(gòu)機刀盤及盾體部分推移到下一區(qū)間洞門處,然后將剩余臺車部分再推移過來,再將盾體與臺車的氣、液、電路連接等,最終調(diào)試完畢后進行再次始發(fā)掘進。過站過程中,包含盾構(gòu)機盾體與臺車的隔斷、盾體平移、車站底板回填及盾體與臺車的遷移等一系列工作。

2 過站主要指標與使用要求

1)根據(jù)盾構(gòu)機的外形尺寸、出站井、始發(fā)井和車站結(jié)構(gòu)的尺寸進行分析,有針對性的計算軌道中心及制定推進線路,做好各工序的銜接,確保盾構(gòu)機按期順利完成過站。

2)在過站期間完成必要的維修和改造工作。

3)確保盾構(gòu)機過站不導(dǎo)致盾構(gòu)機損壞或功能缺失。

3 過站工藝及技術(shù)

根據(jù)盾構(gòu)機的外形尺寸、出站井及始發(fā)井的尺寸計算出需要平移的距離。盾體過站需要經(jīng)過兩次平移。第一次平移在出洞端,是當盾體全部上到小車后將盾體向車站中心位置平移,直到盾體可以無障礙通過車站。第二次平移在始發(fā)端,是將盾體從推移軌道的中心線平移到隧道的中心線上,并保持盾體的標高在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。期間當過站小車到達始發(fā)端井口前,盾體要從過站小車過渡到始發(fā)托架上。平移使用上下兩層鋼板:下層鋼板必須固定鋪設(shè)在井口底板上,而且下層鋼板鋪設(shè)必須保證有足夠的面積讓上層鋼板移動;上層鋼板必須固定有供小車行走的軌道。在兩層鋼板之間涂上重型潤滑油脂來降低鋼板間的摩擦系數(shù)。

鋼板、過站小車及軌道的鋪設(shè):按照隧道中心軸線和盾體過站軌道中心線,在出洞井口和始發(fā)井口底板上鋪設(shè)鋼板、過站小車及始發(fā)端的始發(fā)托架。過站小車是盾體放置、推移的承載和導(dǎo)向裝置,其底部裝有可以在軌道上行駛的車輪。始發(fā)托架為盾構(gòu)機放置、始發(fā)的承載和導(dǎo)向裝置(見圖1)。

盾體過站:當盾體全部爬上過站小車后,斷開盾體與臺車的連接,然后用電瓶車將臺車沿著掘進方向后退,使安裝器及工作平臺在平移過程中有足夠的位置。盾體與臺車斷開后,連接橋下方應(yīng)架設(shè)臨時支撐撐在管片車上,以實現(xiàn)臺車后續(xù)的移動。盾體采用兩頂100 t的液壓千斤頂推動上層鋼板,固定在上層鋼板上的過站小車連同盾體隨之移動。當盾體平移到指定位置,即盾體可以無障礙通過車站,就可以鋪設(shè)過站小車向掘進方向推移的軌道。當盾體部分到達始發(fā)端井口的始發(fā)托架上,連接過站小車和始發(fā)托架,推動盾體爬上始發(fā)托架,隨即可以將過站小車拖出車站。此時按照前述上下層鋼板產(chǎn)生相對滑動的方法,將始發(fā)托架連同盾體推移到隧道掘進的中心軸線上。

臺車的過站:當車站回填到標準高度后,鋪設(shè)臺車以及機車軌道;臺車的過站采用后推的方式,即用2臺～3臺40 t電瓶車(柴油機車)將臺車推到指定位置,這種方法即可一次性迅速的使臺車過站。臺車推進過程中,電瓶車(柴油機車)的推進要統(tǒng)一指揮,勻速慢慢推進,并且有專人看護臺車和運輸車的車輪及軌道,若有出軌或者軌道偏移的情況應(yīng)及時恢復(fù)及調(diào)整。

盾構(gòu)機整機連接再次始發(fā):當盾體及臺車全部經(jīng)過站臺后即可將其機械、液壓、電氣等管線路連接起來并調(diào)試,拆除連接橋下方的臨時支撐。在此過程中安裝反力架和基準環(huán)并加固,按照計劃對設(shè)備進行維修和改造,做好下一區(qū)間的始發(fā)準備。

4 過站工藝流程

盾構(gòu)機過站是將盾構(gòu)機盾體及刀盤等部分先通過平移—推移—再平移的方法推移到指定位置,然后再將臺車部分通過推拉的方式推移到指定位置,最后再整體連接、調(diào)試后重新按規(guī)定線路掘進始發(fā)。主要流程先后為:在車站出洞端鋪設(shè)鋼板、鋼軌以及設(shè)置過站小車;二次始發(fā)端鋪設(shè)鋼板及鋼軌;引導(dǎo)盾體爬上過站小車、制作連接橋支撐;斷開盾體與臺車的連接,并將臺車向后推移;平移盾體到指定位置;鋪設(shè)小車軌道;推移—平移盾體到指定位置;回填底板、鋪設(shè)臺車及電瓶車軌道;推移臺車到指定位置;拆除連接橋支撐;連接盾體—臺車氣、液、電管路;安裝反力架、基準環(huán)、調(diào)試;再次始發(fā)。

5 結(jié)語

盾構(gòu)機過站技術(shù)的研究基于對盾構(gòu)機各部分尺寸和車站結(jié)構(gòu)的全面掌握,創(chuàng)造性地對盾構(gòu)機結(jié)構(gòu)進行了合理的改變,再通過合理的施工組織和精確的計算,提出了合理的盾構(gòu)過站技術(shù),其優(yōu)越性在于有效利用各種資源,在隧道中心線同設(shè)備過站軌道中心線有較大間距的情況下,通過用兩次平移盾體的方法,使盾體能利用過站小車快速過站,使盾構(gòu)機過站能快速安全地完成,達到價值最大化。

盾構(gòu)機在過站前準備盾構(gòu)接收以及過站后的隧道掘進階段所完成隧道的凈空、結(jié)構(gòu)和防水達到盾構(gòu)法隧道的質(zhì)量標準。

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