地鐵盾構施工中盾構機過站技術探究

猶坤

（中鐵廣州工程局集團有限公司）

引言

現代社會已經進入到了地鐵的時代，很多個城市（例如北京、上海、廣州、深圳、沈陽等）都已經開始或者繼續進行地鐵的建設。在地鐵建設過程中，盾構機已經成為了最為重要的設備之一。在施工過程中，盾構機完成了一個空間的施工之后需要通過車站結構而進入到下一個空間完成掘進，所以確保盾構機過站施工技術中的安全性、經濟性已經成為了最值得探討的問題。

1 案例基本情況概述

根據某城市軌道交通4號線土建2標主要包含兩站兩區間，大塘子站～小屯站區間起訖里程 DK3+637.552～DK4+417.352，左線全長781.855m（含長鏈1.255m），右線全長779.243m（短鏈1.357m），單線共計1561.098m，線間距16～75m。區間隧道縱斷面：區間線路隧道成單線上坡，區間起點至DK4+160段隧道埋深15.5～16.2m（4‰上坡），DK4+160至終點隧道底板逐步走淺，埋深9.2～5m（19.3‰上坡）；在區間YDK4+214.750處設聯絡通道。

2 施工前的準備工作

（1）盾構機到達小屯站前，完成所有物資設備及人員的準備工作。接收架、過站所需鋼板、工字鋼等材料就位。將照明及施工用電連接至工作面。清除端頭所有垃圾及雜物。

（2）實測進洞處洞門中心實測高程及平面坐標。縱橫向每間隔3m測出井底實際高程，并在洞門、井底或車站結構段上用紅漆做好軸線、高程等標志。對盾構接收相關人員進行安全質量技術交底。

（3）端頭加固。端頭加固可以起到加固固化土體，同時起到止水效果，保證盾構機順利接收，確保盾構進洞時不會出現涌水涌砂。

（4）接收架準備。安裝盾構接收架，調整接收架的標高及左右位置，使得盾構機可一直推到車站內。為保證盾構接收，接收架安置高程可略低于盾構進洞時的實際高程，并將其與井壁可靠地固定。接收井內洞門混凝土鑿除和洞門封堵材料等各項工作全部準備就緒。在洞圈安裝橡膠止水簾布、折疊壓板等組成的密封裝置，作為盾構到站階段臨時的防水措施，與此同時做好接收托架的安裝與固定。

（5）洞門鑿除。洞門鑿除首先在洞圈內搭設鋼制腳手架。在洞門中心鑿一個孔，用來觀察外部土體情況。然后按照先上后下的順序逐步用風鎬分層鑿除連續墻內側，鑿除深度為保留外側1/3到1/4的混凝土，留下外側鋼筋，并暴露外側鋼筋，盾構機將外側鋼筋以外的連續墻混凝土切割并用螺旋輸送機送回隧道，最后只需要割除外側鋼筋后盾構機接收。

（6）盾構接收架和始發架安裝。小屯站提供過站條件后，先安放左線接收架，再安裝右線接收架。盾構機過站時，始發（接收）架連同盾構機一起過站。到達小屯站東端頭，按二次始發要求安裝固定。

3 盾構過站施工方案與程序

根據設計圖紙，大塘子站～小屯站和小屯站～金鼎山站區間隧道中心距離車站主體結構過站側標準段中線1225mm，接收井比車站標準段底板低41cm，盾構機接收后應先向車站中心方向平移再將盾構機和接收架頂升至與車站底板平齊，再沿車站縱向，采用手拉葫蘆配合推進油缸推動接收托架、盾構機頂升和落在托架上的方式進行過站。

盾構主機過站采用托架搬運、千斤頂頂推，后配套過站直接通過先行鋪設的軌道進行整體拖運。

3.1 過站施工步驟

（1）盾構機盾體平移及頂升

根據小屯站的結構尺寸及盾構機盾體尺寸計算，區間隧道中線距離車站主體結構過站側標準段中線1225mm，區間隧道中線距離主體結構邊墻只有2150mm，在接收段盾構機的中心線與隧道中線重合，其機體半徑為3250mm（機體最大半徑為刀盤半徑3240mm，按照3250計算），即盾構機寬出主體結構邊墻1100mm，所以盾構機在接收段內必須向車站中心方向平移；另一方面，車站主體框架柱與側墻間距6750mm，考慮盾構機過站時的安全，將盾構機中心平移至車站主體結構過站側標準段中線，即盾構機平移1225mm，機體左右兩邊各留125mm。

因小屯站小里程接收端井口比車站主體底板低41cm，故盾構機平移后需對盾構機盾體及接收托架進行頂升，使其標高與車站主體標高一致。

盾體完全駛入接收托架（即為盾構二次始發托架）并固定后，盾體與后配套系統解體，將連接橋與中前體分開，用工字鋼支撐起來。并在此期間可對盾構機進行初步檢查以便為盾構機維修做好充分準備。

首先把接收井及車站清洗干凈，割除車站內施工時留下的鋼筋頭，采用三個液壓油缸將盾構機平移，液壓油缸行程為450mm，即每平移450mm后，收回液壓油缸，在液壓油缸與邊墻之間增加鋼筒再平移，平移3次以后，行程達到1255mm，平移結束。

采用4個500T的千斤頂把盾體頂升，液壓油缸行程為250mm，即每平移250mm后，增設托架下的鋼墊筒，鋼墊筒采用500mm×500mm×250mm布置，頂升2次后，行程達到410mm，盾構機及托架頂升到與車站底板平齊。

圖1 盾構機平移示意圖

（2）盾體過站

①在盾構機平移、頂升工作完成后，進行過站推動的準備工作，在接收架及盾體上安裝平移支座，在盾體上安裝頂升油缸支座，地面上安裝固定頂升油缸承力鋼板，在盾體上安裝吊鉤滑槽。以上部件均為左右對稱式安裝，預設頂升油缸4個，平移油缸2個，吊鉤滑輪6個。

②用接收架兩邊的平臺上各安裝一個推力為150t、行程400mm液壓油缸，平移支座1與盾構機體焊接固定，平移支座2與接收架通過螺栓固定，并將接收架固定在車站底板上。油缸伸長，推動盾構機體前進400mm，然后收回油缸，拆除平移支座2往過站放心平移400mm后再次固定，在托架（接收架）制作時已同步打好螺栓孔。循環以上過程8次，盾構機前行3200mm，重心位置基本到達接收架前端。

③用頂升油缸將盾構機頂起，下放滑輪鏈條，連接接收架，收緊鏈條提起接收架，此時接收架與地面成懸空狀態。

④使用手拉葫蘆牽引滑輪組前進，拉動懸空的接收架，當接收架前端超出盾構機前端約1000mm時，停止拉動，下放接收架至地面。

⑤收回頂升油缸，此時接收架與盾構機放在地面，拆除手拉葫蘆。

⑥重復以上步驟，將盾構機一直移動到始發段位置。

注意事項：型鋼滑槽采用I20工字鋼，與一排三角鋼板（其與盾體焊接相連）焊接固定；滑輪在鋼槽內滾動，外側設置擋板防止滑輪脫落；鏈條可直接用手拉葫蘆代替，直接掛在滑輪下，注意托架重12t，可適當增加滑輪組數，不得超出葫蘆承力范圍。

（3）盾體二次平移

盾體頂推至車站東側二次始發端頭井位置后，采用與到達端平移相同的方式進行平移，平移至盾體軸線與隧道軸線重合后，在隧道軸線上找準盾體位置后，固定始發架。

（4）車站軌道鋪設

在盾體過站后，在車站底板上鋪設后配套臺車及電瓶車行走軌道，該軌道與隧道內臺車及電瓶車行走軌道連接在一起。后配套臺車用電瓶車將其推到始發段位置，并與盾體進行連接。在一臺電瓶車不能推動臺車時，可用多臺電瓶車同時進行推動。

（5）盾構機檢修

后配套系統就位后，將其與盾體重新連接好，開始對整機進行檢修，具體檢修內容包括刀盤更換（為小屯站～金鼎山站區間硬巖準備）、拼裝機檢修、盾尾密封刷檢修、注漿泵及注漿管路檢修、液壓系統檢修、電氣系統檢修等。在檢修的同時著手進行二次始發的準備工作，如準備反力架、鋼支撐等。

3.2 盾構過站技術控制措施

現場使用材料設備需提前檢查，鋼材檢查外觀是否有銹跡裂紋，鋼絲繩檢查是否存在斷股，存在隱患材料不得投入使用。頂升油缸不得直接與車站結構直接接觸，提前安裝固定鋼板于底板上保證推進過程不會損壞結構。

軌道上涂抹上適量潤滑黃油，保證盾構機順利推進平移，但不得多抹，并加強底板地面清潔工作，防止作業時人員摔倒機械失穩。吊裝推進過程需嚴格按照方案執行，當出現突然事件時應及時上報，不得擅自冒險處理。每次焊接完成后，帶溫度冷卻至常溫，敲掉焊渣，對焊縫進行外觀檢查，存在缺陷處需要重新補焊；關鍵承力部件的焊縫需要進行焊縫探傷檢測，宜委托具有專業資質的單位攜帶工具進行超聲波探傷。

4 結束語

本文以某軌道交通4號線土建2標為例探究了地鐵盾構機過站技術方面的內容，通過本文的介紹能夠地鐵盾構施工提供一定參考和幫助，對于進一步推動地鐵建設具有現實意義。