電力隧道分體始發盾構機械配套組裝

摘要：通過重慶電力隧道（巴九東西線）盾構施工方式、設計斷面和有軌運輸采取不同的形式，施工設備配套采用了不同的機械設備。文章根據現有的設備和項目組織形式，總體上從施工方案、設備的組裝、盾構機始發方面進行了闡述，在分體始發方面，通過現場機械和人員日常管理經驗得出結果并進行了說明。

關鍵詞：電力隧道；分體始發；盾構施工；機械配套組裝；有軌運輸 文獻標識碼：A

中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2016）08-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.059

1 工程概況

重慶電力隧道（巴九東西線）盾構段位于重慶市沙坪壩區，隧道內徑3500mm、外徑4000mm，全長1619.25m，采用1臺Φ4150土壓平衡盾構施工。盾構由富洲新城地塊輕軌高廟村站北東側始發井始發，沿經緯大道、顯豐大道至高九路變電站掘進到達接收井，最后對盾構機進行解體、吊出，詳見圖1。

2 施工方案

根據本標段總體施工方案及盾構總體籌劃，本標段盾構隧道采用1臺石川島Φ4150土壓式盾構機施工。盾構隧道采用裝配式鋼筋混凝土管片襯砌，管片外徑Φ4000mm，內徑Φ3500mm，厚250mm，環寬1.2m，為“3+2+1”型（3塊標準塊、2塊鄰接塊和1塊封頂塊），拼裝時采用錯縫拼裝、彎曲螺栓連接。

盾構及后配套總長94m，采用延長管線始發方案。將盾構主機下井，連接橋和后配套置于地表，需要在盾尾后增加雙軌梁，滿足管片輸送至拼裝工作面。延長管線始發階段采用小斗出碴，即將3m3的小碴斗直接置于螺機下方收集碴土。盾構掘進完成100m后，將地面的后配套下井鏈接、調試，形成整機掘進。

3 設備組裝

盾構始發井位于富洲新城地塊輕軌高廟村站北東側，井深15.28m，長度20m。線路起止里程為AK0+000～AK1+619.25，盾構始發端頭內凈空尺寸為19.7m×6.7m，豎井平面計剖面圖如圖2和圖3所示：

3.1 盾構機情況

本工程投入一臺石川島4180土壓平衡盾構機，主機長8.2m、總長96m，始發豎井不能滿足整體始發，需采用延長管線分體始發及先將盾構主機下井，用延長管線連接井下盾構主機與井上后續臺車。盾構機各部位的具體尺寸如表1所示：

始發流程，即先將始發臺下井，然后前盾、后盾、刀盤、螺旋輸送機依次下井連接置于始發臺上，再安裝反力架，最后用延長管線連接井下盾構主機與地上后續臺車組，調試完畢，開始掘進。用延長管線分體始發組裝完盾構機后，盾構主機與后續臺車位置關系如圖4所示：

3.2 盾構吊裝、吊拆

盾構機外徑4150mm，最大重量65t，盾構及后配套總長94m，本工程采用延長管線始發。首先將盾構主機下井，連接橋和后配套置于地表，需要在盾尾后增加雙軌梁，滿足管片輸送至拼裝工作面。延長管線始發階段采用小斗出碴，即將3m3的小碴斗直接置于螺機下方收集碴土。盾構掘進完成100m后，將地面的后配套下井鏈接、調試，形成整機掘進。

4 盾構機始發

4.1 始發托架安裝

4.1.1 在始發端墻施工工程中，做好始發洞門預埋件的埋設工作。預埋件必須與端墻結構鋼筋連接在一起。

4.1.2 盾構始發托架空間位置確定：（1）依據隧道設計軸線的設計坡度與平面方向，初步確定始發托架空間位置；（2）根據洞口實際的凈尺寸、直徑、洞門中心的平面位置及高程的復核資料，對始發托架空間位置進行調整，以確保盾構機能順利始發；（3）綜合考慮始發端頭地質條件及負環管片安裝型式，最終確定始發托架空間位置，且由于場地條件盾構始發負環管片安裝采用全環拼裝，因此根據中鐵隧道集團一處有限公司施工經驗將始發托架位置整體上調20mm。始發臺位置調整后，使得盾構機中心位置與洞門中心位置保持一致，如圖5所示：

4.2 盾構始發反力架安裝

盾構前進的動力是通過千斤頂來提供，而盾構始發時千斤頂頂力是作用在盾尾支撐系統之上。一般盾尾支撐體系是由鋼反力架、鋼支撐、負環管片等組成。

在盾構機組裝完成后，開始進行鋼反力架的安裝。反力架安裝時，首先測量在反力架位置起始里程斷面的中心線，以便反力架中心定位，反力架中心隨始發托架抬高而同時抬高。定位的關鍵是反力架緊靠負環管片的定位平面與此處的隧道軸線垂直。反力架與豎井連接部位的間隙要墊實，以保證反力架腳板有足夠的抗壓強度。

反力架底部的橫梁和立柱下端，采用鋼支撐支頂在后面底部，位置確定之后，再焊接固定后部斜撐。

由于反力架和始發基座為盾構始發時提供初始的推力以及初始的空間姿態，在安裝反力架和始發基座時，反力架左右偏差控制在±10mm之內，高程偏差控制在±5mm之內，上下偏差控制在±10mm之內。始發基座水平軸線的垂直方向與反力架的夾角<±2‰，盾構姿態與設計軸線豎直趨勢偏差<2‰，水平趨勢偏差<±3‰。在安裝反力架和始發架時，要保證負環管片的高程和圓心與始發架上的盾構機盾殼的中心偏差小于±5mm，從而保證零環負環管片的順利安裝。

反力架安裝完畢，使得反力架內圓圓心與盾構機中心和洞門中心保持一致，即都距離底板2.98m，反力架、始發臺、盾構主機、洞門縱斷面圖及位置關系如圖6所示：

4.3 盾構組裝調試

4.3.1 盾構機調試準備。（1）工具準備。組裝前準備好各類扳手、千斤頂、手拉葫蘆、砂光機、超高壓液壓泵站等工具；（2）人員準備；（3）組裝場地及吊裝設備準備。盾構吊裝場地承載力需經過驗算，確保場地能滿足盾構吊裝要求。盾構組裝、吊裝主要設備如下：220T汽車吊1臺、80T汽車吊1臺、100T液壓千斤頂2臺、小型泵站1臺以及相應的吊具工具等。

4.3.2 空載調試。盾構組裝和連接完畢后，即可進行空載調試，空載調試的目的主要是檢查設備是否能正常運轉。主要調試內容為液壓系統、潤滑系統、冷卻系統、配電系統、注漿系統以及各種儀表的校正。

4.3.3 負載調試。空載調試完成后即可進行負載調試。負載調試的主要目的是檢查各種管線及密封的負載能力；對空載調試不能完成的工作進一步完善，以使盾構的各個工作系統和輔助系統達到滿足正常生產要求的工作狀態，通常試掘進時間即為對設備負載調試時間。負載調試時將采取嚴格的技術和管理措施保證工程安全、工程質量和線型精度。

5 結語

科學的施工組織方案，合理地配置人員及輔助設備，最佳地利用有效的位置空間，分配好時間節點，再加上有效的管理手段，對于快速完成盾構組裝，盡早步入隧道施工至關重要，也對項目的成敗具有決定性的意義。

作者簡介：劉龍巖（1983-），男，河南洛陽人，中鐵隧道集團一處有限公司工程師，研究方向：隧道施工。

（責任編輯：小 燕）