杨海涛 朱广文

0 引言

盾构机是现代城市轨道交通和隧道建设工程中主流的施工设备,在盾构机完成一个区间后要经过车站结构,从而进入下一个区间的掘进。盾构机的过站,是指在地铁车站内利用过站小车、推进装置等设备,使盾体及台车沿着一定的轨道,从车站的出洞端推移到下一区间洞门处的一系列作业。往往地铁车站考虑建设成本,隧道的中心线会同盾构机通过车站的轨道中心线不重合,本技术就解决了此问题,使盾构机安全、快速、顺利完成过站。

1 过站主要工作

盾构机过站,是将盾构机刀盘及盾体部分推移到下一区间洞门处,然后将剩余台车部分再推移过来,再将盾体与台车的气、液、电路连接等,最终调试完毕后进行再次始发掘进。过站过程中,包含盾构机盾体与台车的隔断、盾体平移、车站底板回填及盾体与台车的迁移等一系列工作。

2 过站主要指标与使用要求

1)根据盾构机的外形尺寸、出站井、始发井和车站结构的尺寸进行分析,有针对性的计算轨道中心及制定推进线路,做好各工序的衔接,确保盾构机按期顺利完成过站。

2)在过站期间完成必要的维修和改造工作。

3)确保盾构机过站不导致盾构机损坏或功能缺失。

3 过站工艺及技术

根据盾构机的外形尺寸、出站井及始发井的尺寸计算出需要平移的距离。盾体过站需要经过两次平移。第一次平移在出洞端,是当盾体全部上到小车后将盾体向车站中心位置平移,直到盾体可以无障碍通过车站。第二次平移在始发端,是将盾体从推移轨道的中心线平移到隧道的中心线上,并保持盾体的标高在规定的误差范围内。期间当过站小车到达始发端井口前,盾体要从过站小车过渡到始发托架上。平移使用上下两层钢板:下层钢板必须固定铺设在井口底板上,而且下层钢板铺设必须保证有足够的面积让上层钢板移动;上层钢板必须固定有供小车行走的轨道。在两层钢板之间涂上重型润滑油脂来降低钢板间的摩擦系数。

钢板、过站小车及轨道的铺设:按照隧道中心轴线和盾体过站轨道中心线,在出洞井口和始发井口底板上铺设钢板、过站小车及始发端的始发托架。过站小车是盾体放置、推移的承载和导向装置,其底部装有可以在轨道上行驶的车轮。始发托架为盾构机放置、始发的承载和导向装置(见图1)。

盾体过站:当盾体全部爬上过站小车后,断开盾体与台车的连接,然后用电瓶车将台车沿着掘进方向后退,使安装器及工作平台在平移过程中有足够的位置。盾体与台车断开后,连接桥下方应架设临时支撑撑在管片车上,以实现台车后续的移动。盾体采用两顶100 t的液压千斤顶推动上层钢板,固定在上层钢板上的过站小车连同盾体随之移动。当盾体平移到指定位置,即盾体可以无障碍通过车站,就可以铺设过站小车向掘进方向推移的轨道。当盾体部分到达始发端井口的始发托架上,连接过站小车和始发托架,推动盾体爬上始发托架,随即可以将过站小车拖出车站。此时按照前述上下层钢板产生相对滑动的方法,将始发托架连同盾体推移到隧道掘进的中心轴线上。

台车的过站:当车站回填到标准高度后,铺设台车以及机车轨道;台车的过站采用后推的方式,即用2台～3台40 t电瓶车(柴油机车)将台车推到指定位置,这种方法即可一次性迅速的使台车过站。台车推进过程中,电瓶车(柴油机车)的推进要统一指挥,匀速慢慢推进,并且有专人看护台车和运输车的车轮及轨道,若有出轨或者轨道偏移的情况应及时恢复及调整。

盾构机整机连接再次始发:当盾体及台车全部经过站台后即可将其机械、液压、电气等管线路连接起来并调试,拆除连接桥下方的临时支撑。在此过程中安装反力架和基准环并加固,按照计划对设备进行维修和改造,做好下一区间的始发准备。

4 过站工艺流程

盾构机过站是将盾构机盾体及刀盘等部分先通过平移—推移—再平移的方法推移到指定位置,然后再将台车部分通过推拉的方式推移到指定位置,最后再整体连接、调试后重新按规定线路掘进始发。主要流程先后为:在车站出洞端铺设钢板、钢轨以及设置过站小车;二次始发端铺设钢板及钢轨;引导盾体爬上过站小车、制作连接桥支撑;断开盾体与台车的连接,并将台车向后推移;平移盾体到指定位置;铺设小车轨道;推移—平移盾体到指定位置;回填底板、铺设台车及电瓶车轨道;推移台车到指定位置;拆除连接桥支撑;连接盾体—台车气、液、电管路;安装反力架、基准环、调试;再次始发。

5 结语

盾构机过站技术的研究基于对盾构机各部分尺寸和车站结构的全面掌握,创造性地对盾构机结构进行了合理的改变,再通过合理的施工组织和精确的计算,提出了合理的盾构过站技术,其优越性在于有效利用各种资源,在隧道中心线同设备过站轨道中心线有较大间距的情况下,通过用两次平移盾体的方法,使盾体能利用过站小车快速过站,使盾构机过站能快速安全地完成,达到价值最大化。

盾构机在过站前准备盾构接收以及过站后的隧道掘进阶段所完成隧道的净空、结构和防水达到盾构法隧道的质量标准。

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