“一站三線”盾構機同時始發施工組織技術

劉 鑫 （中鐵十六局集團有限公司，北京 100124）

1 工程概括

根據本標設計情況及工籌安排，盾構區間施工需投入4臺盾構機：區間右線為24#遼寧三三盾構機（區間長1963.062m）；區間左線為25#遼寧三三盾構機（區間長2134.586m）；北出入線為34#海瑞克盾構機（區間長1853.139m）；南出入線為35#海瑞克盾構機（區間長1274.725m）。區間設3座聯絡通道，4處廢水泵房。由于受到車站主體結構施工場地的制約，同時為了實現既定的工期節點目標，中鐵十六局地鐵公司在成都地鐵5號線10標在錦城大道站大膽實施了“一站三線”盾構機同時始發掘進的施工組織嘗試。

2 盾構施工機械設備保障管理體系的內容

2.1 機械結構檢查

在大部分施工作業過程中，由于機械結構出問題的幾率比較小，因此在多數施工作業過程中，大部分作業單位都不對設備的機械結構進行檢查，而是等到出了問題再采取檢查更換的措施，如常見的刀盤開裂、刀具脫落、驅動電機脫落、油缸掉落、臺車變形、提升機構斷裂等。這些結構類故障出現的幾率很小，但一旦出現就可能會造成較嚴重的施工事故，因此需主動對機械結構進行檢查。

2.2 液壓系統檢查

盾構機的液壓系統主要集中在使用液壓動力的作業系統上，如刀盤驅動系統、推進系統、拼裝系統、注漿系統等，上述幾個系統的基本工作原理和執行機構配置基本一致，施工過程中出現的設備故障也基本有序可依。

根據多年來的施工經驗總結，在液壓系統上經常出現的故障類型見表1[1]。

液壓系統故障類型表 表1

2.3 電氣系統檢查

盾構機的電氣系統分為強電系統和弱電系統兩大部分，強電系統提供盾構機的動力，弱電系統控制盾構機的觀感，弱電系統又分為外部傳感系統和內部處理系統。外部傳感系統包括所有的傳感器，覆蓋了盾構機上的幾乎每一個模塊，因此是盾構機上最復雜也是故障率最高的系統。內部處理系統是盾構機自身配置的工控機程序，主要負責對盾構機傳感系統捕捉到的參數進行分析，同時給出保護或警告的不同動作。對不同的系統故障，傳感器會捕捉到相關故障參數并直接反饋到盾構機故障頁面上顯示，因此一般在出現電氣系統故障時，只要按照故障頁面上提示的故障部位進行檢查，并分析故障部位故障原因，追根索源即可解決相關故障。

3 三臺盾構施工功效分析

3.1 施工功效分析總體說明

龍門吊垂直運輸時間計算：

車站底板至地面為18m，渣土箱高度為2.5m，起升距離按22m考慮；主鉤起升起升速度為0～12m/min，按6m/min考慮，渣土上下時間為7.5min，水平行走至渣土坑距離15m，行走速度為0～25m/min，按 12m/min 考慮，往返需要約 1min，卸土需1min，共計9.5min，按10min考慮。管片垂直運輸綜合考慮到其他材料，按20min考慮。管片環寬為1.5m，掘進速度按35mm/min考慮，掘進一環需45min，拼裝管片時間約為45min/環，外加拼裝前的盾尾清理及軌道軌枕走道板鋪設、管路連接、隧道清理時間，掘進拼裝的一個循環時間大約為2～2.5h。即隧道掘進施工峰值約為5環/12h[2]。

3#盾構機在始發后至1#盾構錦錦區間洞通的時間段內，由于每臺盾構施工掘進較短，水平運輸距離較近，兩臺龍門吊對三臺盾構施工的渣土及材料的垂直運輸最為不利。1#盾構機錦錦區間洞通時間為2017年3月24日，即2017年2月1日～2017年3月27日共計55天時間內龍門吊的壓力最大。

按照掘進峰值5環/12h考慮，三臺盾構施工峰值掘進15環/12h，即龍門吊單個垂直運輸時間需滿足0.8h/編組，龍門吊單個編組的垂直運輸時間為1h，故兩臺龍門吊不滿足三臺盾構峰值施工。按照180m/月的進度指標考慮，則掘進拼裝一個循環的時間為6h，兩臺龍門吊能滿足三臺盾構施工，但應加強過程管理與控制，做好統一調度協調，避免三臺盾構機同時出土的情況。180m/月的進度指標計算，平均每天進度為6m，但包含了拆除負環、安裝道岔、開倉換刀、設備維保的時間，兩臺龍門吊雖能滿足平均進度，但無法滿足峰值進度，故無法滿足三臺盾構180m/月的指標。

三條隧道最長距離為正線左線，區間長度為2133m，外加明挖段和車站長度，共計2650m，水平運輸時間為2.65km/5km/h×60min=32min，往返時間共計65min，掘進拼裝一個循環周期為2.4h（最快施工速度考慮），水平運輸不影響正常施工。

3.2 1#盾構機始發（負環拆除前）

1#盾構機于2016年11月10日下井組裝調試，12月10日始發開始掘進。

右線1#配合井距隔離樁為11m，距離始發洞門80m；2#配合井距洞門30m，盾構機整機長75m；前45m掘進時臺車未脫離2#配合井，利用1#龍門吊在1#配合井垂直運輸，渣土卸至1#渣土坑內；電瓶車編組為2列渣土車+電瓶車+1列管片車。45m后臺車脫離2#配合井，恢復正常電瓶車編組（4+1+1+2），利用1#、2#配合井垂直運輸。掘進至100m拆負環并安裝道岔，需7個工作日。

3.3 2#始發（負環拆除前）

左線于2016年12月1日下井組裝調試，2017年1月1日始發開始掘進。管片存放方式與1#始發時模式相同。左線1#配合井距隔離樁為20m，距洞門69m；2#配合井距洞門24.7m，盾構機整機長85m；盾構始發時將后兩節臺車分離放置于1#配合井以北，通過管線連接，利用1#龍門吊在1#配合井處前進行垂直運輸，右線通過2#龍門吊在2#配合井運輸。編組為1列渣土車+電瓶車+1列管片車。

掘進15m后，后兩節臺車與盾體連為整體，此時仍需用1#配合井。掘進60m后臺車脫離2#配合井，電瓶車恢復正常編組，利用1#、2#龍門吊在2#配合井垂直運輸。掘進至100m拆負環并安裝道岔，需7個工作日。結論：2#盾構機始發前100m，正常施工功效，不受影響。

3.4 三臺盾構正常掘進

3#盾構機計劃于2017年12月31日下井組裝，2017年1月30日開始始發，2017年2月17日完成100m掘進后，進行拆除負環和安裝道岔工作，需7天時間。2017年2月24日恢復掘進時，右線掘進478m，距離洞通還剩195m，左線掘進298m，距離洞通還剩546m。

右線錦～錦區間洞通時間為2017年4月1日，地面過站30天（至5月1日），此段時間2#、3#正常施工。左線錦～錦洞通時間為5月30日，5月1日（1#二次始發）至5月30日（2#出洞），隧道左線無法滿足180m/月的指標。2#地面過站30天（6月29日）時右線已二次始發掘進60天，隧道長度達到1.5km。6月29日之后，兩臺龍門吊滿足三臺盾構的施工功效。

截止到6月29日，2#盾構錦～錦區間洞通并二次始發，后續施工正常功效施工，錦～大區間為1289m，洞通時間為2018年1月30日?？紤]到兩臺龍門吊配合三臺盾構機的交叉施工，施工調度協調和管理難度大，制約三臺盾構機均為180m/月指標的實施。為確保開始鋪軌的時間節點和錦城湖站所占劍南大道主路還路的需求，1#、3#盾構按照180m/月考慮，2#盾構機按照160m/月左右考慮。

結論：1#盾構機始發前100m正常施工功效，不受影響。

4 結束語

綜上所述，在盾構施工工法大范圍應用的當下，機修設備管理保障已經成了搶手的行當，通過本文的歸納總結，可為各層次的盾構設備保障管理或作業提供有益的參考。