姜婧婧

（中铁十九局集团第六工程有限公司，江苏无锡 214000）

1 工程概况

广州市轨道交通十八和二十二号线项目万顷沙站到新增盾构井区间，位于兴隆路至同安东围路之间，线路呈南北走向布置，区间全长约1793 m，为盾构法施工。区间从南向北依次下穿六涌、珠江街建筑物群、五涌、兴隆路，计划盾构机在万顷沙站大里程端始发，在新增盾构井小里程端吊出。盾构机包括盾体及其后配套设备共长约86 m，其中盾构后配套设备包括1 节桥架、5 节后配套台车。盾构主机外径为6.42 m，盾体整体约9 m，盾体含螺旋机长约12.5 m，总体重324 t，由于盾体的载荷分布不均，其重心稍微靠近前端，在距离前端鼻尖3.638 m 的位置。

2 调头方案策划及方案比选

2.1 盾体调头

盾体调头的方法较多，例如整体吊装法、分体吊装法、钢珠型移动装置移位法、摩擦力移位法（此法的关键思路在于将盾体、接收基座视为完整的结构体，通过其与钢板间所形成的摩擦力，达到高精度移位的效果），具体需根据施工场景合理选择。

微型盾构机施工中，其盾体调头宜优先采用整体吊装法；当吊装施工环境较好时，一般选择分体吊装法进行大、中型盾构机的移位调头施工；对于吊装环境有限的封闭式车站，一般采用后2 种方式进行施工。

同时，基于接收基座利用钢板间的摩擦进行直接移位的方法工艺简便、涉及到的装置相对较少，对施工环境的要求较低，因此广泛应用于封闭式车站内的盾体掉头施工。

2.2 后配套台车调头

（1）方案1：在站内空间较大时，于底盘铺设轨道，通过电瓶车的牵引作用，将移位换线工作落实到位。

（2）方案2：于台车调头处的上方中板开设通孔，然后横放圆钢作为横梁，并在其下安装；同时在台车的4 角分别悬挂4 根钢丝绳，在手拉葫芦的作用下吊起台车，并向设定方向推动，从而实现台车的调头。另外，在施工前应全面分析受力情况，然后合理计算横梁圆钢及中板的承载力算；若地表的稳定性良好，可满足站吊机的条件，此时宜配套吊车设备，将其替代手拉葫芦，此方式不仅能大幅度提高施工效率，还能省去对中板承载力的计算。

（3）方案3：依托于吊车，有序将台车吊出地面，将台车旋转180°并换线，此后借助电瓶车的牵引作用，将台车牵引至始发位置，将其与主机组装于一体，按规范调试，及时发现问题并正确处理，以保证整机装置可稳定运行。

（4）方案4：在调头区域底板满铺钢板M，钢轨下焊接整体钢板N，钢轨上停驻台车并通过铁鞋将车轮进行固定，防止在钢轨上滑动；通过钢板M、N 间所形成的摩擦作用，顺利达成台车调头的作业目标。

（5）方案5：分两个阶段完成调头，于端头井扩大端将台车调头。

考虑到项目的实际情况，前3 种方案的实施会受到地铁站内空间及实际环境的制约，不能有效开展，因此具备一定可操作性的只有方案4、5。但是，方案5 的操作难度大且投资成本高，故项目最终确定选择方案4 进行施工。基于此，施工单位在一定程度上优化了方案4，比如考虑到钢板N 的局限性，在新方案中使用“万向轮重型搬运坦克车”（简称“坦克车”）进行代替，在很大程度上降低了施工的难度。

2.3 实施方案综述

以项目地铁车站的结构特点、后配套设备运行特性等情况为立足点，利用模拟软件展开建模分析，由此确定具体实施方案，即在接收井内（34 轴-36 轴）组织盾体调头作业；此外，在站台无上翻梁处（10 轴-11 轴）展开盾构机后配套的调头作业[1]。分阶段依次作业，主要内容有：

（1）盾体调头。于端头井底板处铺设20 mm 厚的钢板，在确保各钢板具有紧密结合的关系后，均匀涂抹黄油，并通过焊接的方式将盾体与接收架固定为统一整体，再通过用2 个100 t 液压千斤顶利用钢板间的摩擦作用实现盾体的转体、平移，完成盾体的调头。

（2）后配套调头。优化后的施工方案是采用“坦克车”代替轨道下的钢板。在2 台卷扬机的配合下，将台车逐渐旋转至右线，然后与盾构机进行连接并调试，合格后实施掘进作业。

（3）后续。盾体和后配套调头完成后应及时拆除站内钢板，首先应在底板内铺设2 个中心道岔，利用电瓶车将钢板材料或者渣土牵引着道岔的另一侧并及时运出施工现场，从而全部完成盾体及后配套的调头环节，而盾构机也可以进入后续的正常掘进施工环节[2]。

3 盾体调头方案实拖

盾构接收采用的是制作箱体+箱体内回填泡沫砼的方式，在完成了盾构接收作业后应当及时进行箱体的破除工作。

其他调头时，需重点做好如下几项准备工作：①盾体焊接顶升牛腿；②于前中盾两侧各焊2 个30 mm 钢板制成的牛腿，3道40 mm 钢板制成的劲板，2 个牛腿呈对称布置且与盾体牢固焊接，腿底面应保持平整，其结构见图1。

正式作业内容有：在现场适配2 个100 t 液压式千斤顶，通过该装置的应用，加之设置在底板处的反力支点，使墩头沿着既定的轨迹稳定运行，或是完成旋转动作，再利用4 个200 t 液压式千斤顶将盾体顶升至一定高度，同时有效清理托架。但是为了保障顶升、移动过程的安全施工，需加强对墩头与托架间砂浆的清理，较为适宜的是采取水钻和人工风镐相结合的模式，确保该处不存在杂物附着现象，具体见图2。

图1 牛腿结构

图2 盾构清理

完成盾构的清理后，收回千斤顶将盾体逐渐下放，并再次与托架牢固焊接，然后再利用2个100 t 液压式千斤顶将盾体与托架顶升至一定高度，实现其平移、旋转90°至所需的状态。准确测量其标高，若不能达到设计要求，需要再次顶升托架，并在下面垫设H 型钢，直到标高符合设计标准[3]。

4 后配套台车调头方案实施

（1）台车调头区域应平整铺设钢板，同时对焊缝进行打磨处理，涂抹黄油增加其光滑度。

（2）当盾体逐渐平移出左线井口后，及时回填下沉段端头井口，同时继续延长地铁站内的轨道铺设，利用电瓶车将后配套台车逐渐牵引至车站站中10 轴-11 轴间的位置，为台车调头做好准备。

（3）借助钢轨的摩擦作用，能够使台车向钢板移动，此后再配套4 根C 型槽钢，利用此装置稳定台车，以免其出现滑动等异常现象。①适配2 台100 t 液压式千斤顶，2 台设备协同作业，将台车的前、后2 轮同时顶升至一定高度，然后抽走下方的钢轨，并替换为“坦克车”，再与台车轮进行有效的焊接；②利用卷扬机与滑轮组及倒链的相互作用，根据设计的移动轨迹将台车慢速移动至规定位置；③再次利用千斤顶的顶升作用，顶升至一定高度后移除“坦克车”，此后放入钢轨内，与站内轨道（指的是已经铺设到位的部分）稳定连接，通过电瓶车的牵引作用，最终将台车与盾构机对接。

（4）1 号、2 号、3 号、4 号台车分别按照以上流程进行调头。对于桥架部分，需将其焊接至2 辆管片车上，利用钢轨间的摩擦作用将桥架移动至已铺设的钢板上。另外，桥架需焊接4 个具有支撑作用的支腿，通常情况下支腿直接与“坦克车”进行焊接，确保桥架和管片车可以共同移动。对于超长的5 号台（14.8 m），应当先将台车的尾架进行拆除，从而有效减少台车长度，然后分2次完成5 号台车的调头，最后再将尾架与台车连接恢复到原状。

（5）施工注意事项。①在钢板铺设环节，应当在盾构接收后在端头井底板铺设20 mm 厚钢板，并保证铺设的平整性，然后利用植筋将钢板与混凝土底面进行固定，塞焊钢板空与钢筋，然后对焊缝进行打磨处理；②在焊接盾体牛腿前，应严格计算盾体的重心位置，从而尽可能精确的确定焊接位置；③在加固桥架固环节，应先准确测量站内净空，避免桥梁加固高度过大的情况（此时不利于设备的正常通行）；④主机顶升期间，需要协调好千斤顶和油缸的工作状态，使其具有同步性，并由专员指挥，严格按照操作流程施工。

5 结语

在地铁车站空间有限的条件下，对大型辅助设备的使用存在限制时可以使用简单的机具，完成盾构、后配套设备的平移、调头等施工。该工艺相对简单、投资成本相对较低，适用于工程的实际施工条件，也能够确保在规定工期内完成调头施工，同时也可给类似工程提供技术参考。