復(fù)雜環(huán)境下的盾構(gòu)機(jī)平移下沉轉(zhuǎn)體吊出技術(shù)應(yīng)用*

中鐵五局集團(tuán)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000

目前，在地鐵盾構(gòu)施工中，盾構(gòu)機(jī)過(guò)站常常是影響施工安全和進(jìn)度的重要環(huán)節(jié)之一[1-4]。選擇吊出過(guò)站、空推過(guò)站或“先隧后站”的方案需根據(jù)車站環(huán)境條件選擇。由于“先隧后站”的方案對(duì)工期影響較大，目前已較少采用；換乘車站內(nèi)凈空受限，往往不具備空推過(guò)站的條件[5-7]，只能采用吊拆過(guò)站的方法。盾構(gòu)機(jī)在站內(nèi)的平移技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟，而盾構(gòu)下沉以及轉(zhuǎn)體等技術(shù)尚不成熟。超大自重的盾構(gòu)機(jī)下沉操作難度極大，極易出現(xiàn)傾覆的危險(xiǎn)，轉(zhuǎn)體操作對(duì)盾構(gòu)機(jī)整體結(jié)構(gòu)性能的影響尚不明確[8]。因此，高效安全的盾構(gòu)機(jī)站內(nèi)下沉、轉(zhuǎn)體技術(shù)對(duì)縮短盾構(gòu)機(jī)的過(guò)站時(shí)間，節(jié)約施工成本都具有非常重要的意義。文章以長(zhǎng)沙地鐵5號(hào)線大塘站至板塘沖站區(qū)間盾構(gòu)機(jī)出站、平移、下沉、轉(zhuǎn)體、吊拆為例，介紹了復(fù)雜條件下盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)體吊拆的技術(shù)，旨在為此類情況下的盾構(gòu)機(jī)回收提供借鑒。

1 工程概況及難點(diǎn)

長(zhǎng)沙地鐵5號(hào)線大塘站至板塘沖站區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)機(jī)由大塘站始發(fā)，從板塘沖站接收。板塘沖站位于萬(wàn)家麗路與湘府路交叉路口東北角，由于施工場(chǎng)地距西側(cè)萬(wàn)家麗高架橋樁僅8.7m，距南側(cè)湘府路快改高架橋樁僅7.4m，因此車站設(shè)計(jì)方案中只能在右線10單元預(yù)留結(jié)束井吊裝孔，如圖1所示。

圖1 板塘站預(yù)留吊裝孔位置

同時(shí)，板塘沖站為換乘站，換乘段樓梯結(jié)構(gòu)處中板下沉致使凈空受限，盾構(gòu)機(jī)不能空推過(guò)站，只能在右線10單元（該站施工共劃分為12個(gè)單元）預(yù)留結(jié)束井吊拆。左線區(qū)間盾構(gòu)機(jī)型號(hào)為CTE6250H-0945，盾構(gòu)機(jī)整長(zhǎng)約8.8m，總重量約335t。左線盾構(gòu)接收后需進(jìn)行橫向平移，縱向平移、下沉、轉(zhuǎn)體操作，從而使盾構(gòu)機(jī)到達(dá)右線預(yù)留吊裝井。如此重量下作業(yè)難度極大，保證盾構(gòu)機(jī)在下沉和轉(zhuǎn)體過(guò)程中的平衡，并減小轉(zhuǎn)體對(duì)盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)的影響是該項(xiàng)目的難點(diǎn)。

2 吊拆方案

2.1 施工流程

區(qū)間隧道貫通后盾構(gòu)機(jī)前端缺失了地層支撐，應(yīng)先設(shè)置一個(gè)接收托架，為盾構(gòu)機(jī)前端提供支撐。根據(jù)站內(nèi)環(huán)境，擬定的盾構(gòu)機(jī)吊拆施工流程如下：接收托架安裝→盾構(gòu)機(jī)與臺(tái)車分離→盾構(gòu)機(jī)與接收托架連接→盾構(gòu)機(jī)與托架整體橫向平移→液壓泵站與盾構(gòu)機(jī)油缸連接→盾構(gòu)機(jī)行進(jìn)軌道鋪設(shè)→盾體豎向平移（軌道平移）→盾體10單元下沉（疊加式防傾覆牛腿施工工藝）→盾構(gòu)轉(zhuǎn)體→盾構(gòu)機(jī)站內(nèi)移動(dòng)到位后解體吊出，如圖2所示。

2.2 盾體出洞及平移

首先需在站內(nèi)設(shè)置接收托架接收盾構(gòu)機(jī)，后續(xù)管片安裝及背后注漿繼續(xù)進(jìn)行。待盾尾完全出洞后收縮鉸接并固定盾尾，拆開(kāi)連接橋與拼裝機(jī)連接裝置及連接處的各種管線，焊接盾構(gòu)機(jī)與接受托架，如圖3所示。

圖3 盾構(gòu)機(jī)與托架連接

臺(tái)車與盾構(gòu)機(jī)分離后，盾構(gòu)機(jī)無(wú)外接動(dòng)力，采用液壓泵站接入盾構(gòu)機(jī)油缸，為盾構(gòu)機(jī)提供過(guò)站動(dòng)力。將反力支撐固定在鋼軌上，反力支撐座安裝完成后，用現(xiàn)有的工字鋼撐桿支撐在反力支撐和底部油缸上，利用盾構(gòu)機(jī)的底部油缸伸長(zhǎng)產(chǎn)生動(dòng)力。油缸伸長(zhǎng)至極限后將反力支撐前移，如此循環(huán)，直至盾體平移至10單元下沉段。

2.3 盾體下沉

在左線下沉段底板提前橫向布設(shè)8道40型鋼支撐，在型鋼支撐上部縱向布設(shè)4道43鋼軌，用于盾體及托架從標(biāo)準(zhǔn)段整體平移至下沉段。在盾體兩側(cè)對(duì)稱布置3組液壓千斤頂推碼及3組疊加式防傾覆牛腿[9]。防傾覆牛腿采用40#工字鋼雙拼焊接而成，主要為防止盾體下沉過(guò)程中千斤頂油缸回縮行程不一或不同步導(dǎo)致盾體出現(xiàn)傾斜；千斤頂推碼是由4cm鋼板焊接而成，前盾、中盾及盾尾鉸接靠中盾位置分別設(shè)置3組，如圖4所示。

圖4 盾體及托架整體下沉俯視圖

進(jìn)行下沉作業(yè)時(shí)，首先應(yīng)頂升千斤頂6cm，然后抽出托架下部的一層43軌，然后回落千斤頂。落梁速度控制在5mm/min，并實(shí)時(shí)檢查同步情況。盾體下沉過(guò)程中，確保每組油缸回縮同步為關(guān)鍵點(diǎn)。在刀盤及盾尾兩側(cè)對(duì)稱布置4個(gè)豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，測(cè)量人員全程旁站監(jiān)控，做到油缸位移及儀器監(jiān)測(cè)雙重把控。托架穩(wěn)固后，抽取一層托碼，降低千斤頂?shù)母叱蹋缓箜斏Ы镯敚槿〉撞夸撥壖靶弯摚赜拖侣涠荏w，直至托架落至下沉段底板。盾體下沉剖面示意圖如圖5所示。

圖5 盾體及托架整體下沉剖面圖

采用方形托碼疊加而成的防傾覆牛腿支撐，不僅能有效保障盾體下沉的施工安全，同時(shí)此道工序作業(yè)僅需2～3h即可全部完成，大幅度縮短了工序時(shí)間、提高了施工效率。

2.4 盾體橫向轉(zhuǎn)體及吊拆

盾體下沉完成后，將盾體橫向轉(zhuǎn)體及托架以東北角為旋轉(zhuǎn)固定點(diǎn)，在刀盤及前盾位置設(shè)置千斤頂推動(dòng)盾體及支架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)至吊裝天窗位置，如圖6所示。然后分解吊出刀盤、前盾以及前端托架。再次進(jìn)行盾體及托架的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)平移，依次吊拆盾尾、拼裝機(jī)、中盾以及后端托架。

圖6 盾體轉(zhuǎn)體平移作業(yè)示意圖

2.5 對(duì)比

兩個(gè)吊裝方式對(duì)比分析如表1所示，可知采用板塘沖站盾構(gòu)轉(zhuǎn)體吊出過(guò)站的方式明顯優(yōu)于站內(nèi)過(guò)站的方式，顯著節(jié)約了施工工期和成本。

表1 板塘沖站盾構(gòu)機(jī)站內(nèi)過(guò)站及轉(zhuǎn)體吊出過(guò)站對(duì)比分析

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)采用液壓千斤頂平移轉(zhuǎn)體及疊加式防傾覆牛腿盾體下沉施工工藝，有效地克服了井下及地面復(fù)雜的施工條件，最大限度地減少了對(duì)地面交通及周邊環(huán)境的不利影響，施工工藝簡(jiǎn)便，極大降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，不僅加快了施工進(jìn)度，還節(jié)約了施工成本，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益，相比于其他施工方案有較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。