郑康泰，岳银鹏，尹跃峰，庞培彦，陈昆鹏，杨 霖

（中铁工程装备集团有限公司，河南 郑州 450016）

城市地铁隧道盾构法施工是一种安全、高效、机械化程度高、劳动强度低隧道施工方法，越来越成为城市地铁施工的主流工法。施工过程中经常会遇到盾构的过站需求，目前常用的过站方法通常有3 种形式：一是车站主体已完成的情况下，且车站内部净空满足盾构过站要求，盾构可以直接过站并继续掘进；二是车站主体结构未完成的情况下，需要将盾构从车站井内吊出，进行再下井、再组装、再掘进；三是“先隧后站”法，即先掘通隧道，后建设车站。其中第一种形式是经济性最高的，所以应用最为普遍，针对这种形式，目前的过站方法主要有：托架带轮行走过站法、卷扬机牵引过站法、千斤顶顶推过站法、站内分体过站法、托架下垫滚杆过站法和滚轮滚道整体过站法[2-6]。本文针对第一种施工工法，在分析上述过站方法的基础上，基于开罗地铁项目，提出一种新的盾构连续过站工法——假管片辅助连续过站法，借助预制假管片实现盾构连续过站。

1 技术特点

假管片过站施工技术适用于在车站内部净空满足盾构通过且车站主体已完成的情况下，并且过站导台为弧形导台。该工法需要使用预制的假管片，假管片内径与隧道管片内径一致，以满足后配套拖车沿隧道管片和假管片通过的一致性，保证TBM 后配套的顺利通过，且不需要对后配套进行任何的适应性调整；由该假管片在脱出尾盾后的位置拼装，而非在尾盾内拼装，所管片外径与盾体直径一致，以防止隧道管片和假管片错台；且由于假管片内、外径分别与隧道管片内径和盾体外径一致，所以在假管片铺设过程中不需要管片垫高处理，不需要额外的托架、滚轮、滚杆等设备，极大简化了施工流程，提高过站效率。

假管片的运输借助现有运输隧道管片的设备：洞口龙门吊、洞口辅助吊机、洞内管片运输车等；由于假管片的厚度大于隧道管片，所以根据已有盾构及其配套设备的能力，假管片的宽度需要设计的比隧道管片稍窄。而在过站过程中，盾构的主机和后配套整机一次过站，TBM 上的各种管线，如液压、流体、电气等管线都不需要断开。盾构完成过站后，假管片可以从该过站后的区域运出重复利用，满足频繁过站的需求。

工作过程包括：将假管片从地面上的假管片存储区域转运至遂洞内，通过管片车运输到盾构内部，以及随后在盾构内通过管片吊机、管片小车等的转运流程。

2 盾构过站流程

2.1 假管片在洞外的转运

2.1.1 假管片起吊装置安装

在假管片侧部，预留假管片吊装吊耳，利用地面上管片转运吊机，将平放的假管片吊起，放置在预设定的位置（图1）。保持吊机受力，在假管片的预制孔处安装起吊装置，然后借助吊机使假管片缓慢翻转90°（图2）；确认管片起吊装置安装正确，然后在起吊装置的内侧吊耳上焊接金属条，以防止起吊装置掉落。

图1 假管片的放置

图2 假管片吊耳的组装焊接

2.1.2 假管片的堆放

首先根据单块假管片的长度预放置好承重水泥块和枕木，由于假管片的环宽比隧道管片窄，实际上是不大于管片宽度的1/2，因此其与盾构上的管片快卸装置不匹配，所以预制与隧道管片环宽一致的钢板托，钢板托放到枕木上，如图3所示；然后假管片放在钢板托上，采用与堆放隧道管片一样的方式堆放假管片，如图4 所示。

图3 钢板托

图4 假管片堆放

假管片的环宽设计为隧道管片的1/2，以便更好地与项目的管片运输车、盾构的快卸装置相匹配，也同时与盾构的推进系统更好的衔接。

2.1.3 假管片下井

利用始发井上的龙门吊吊机，配合与钢板托相适应的专用夹具，将钢板托一摞假管片整体吊装，一次下井，吊装至车站井口下方已经停靠到位的管片运输车上，运输车将假管片转运至盾构拖车上的快卸系统位置。

2.2 假管片在洞内的转运

2.2.1 假管片的拼装

如图5、图6 所示，利用快卸装置将一摞假管片托起至管片快卸油缸行程的最高点，管片运输车后退，退出至管片快卸后方区域，然后管片快卸油缸降至行程最低点，为物料吊机的到来留出空间。物料吊机开到快卸位置，物料吊机下挂专用设计的扁担梁，通过卸扣连接假管片吊耳和扁担梁下方的吊耳，吊起假管片，运输到管片小车后方位置，然后将假管片旋转90°，放至管片小车上；通过管片小车自身的倒运功能，将假管片倒运至管片小车倒运行程的最前端。

图5 快卸假管片

图6 物料吊机吊运假管片

2.2.2 钢板托的循环利用

当一摞假管片从钢板托上全部转运到管片小车上后，利用管片吊机的物料吊机配合吊带、吊环，将钢板托从管片快卸上吊起，向盾构掘进方向转运，转运到管片小车的后方的一号拖车平台上，为管片快卸装置卸载下一摞管片做准备，同时为管片运输车的下一次到来留出位置（图7、图8）。

图7 钢板托的转移

图8 钢板托的放置

当管片运输车运输假管片再次到快卸装置位置，快卸装置卸载本摞假管片的同时，将上次运输管片使用的钢板托用吊带挂在运输车上，在快卸完成本次假管片卸载，运输车退回时，上一环假管片的钢板托随运输车被拉出（图9）。钢板托随管片运输车滑行至后配套拖车尾部换管装置位置时，运输车停止，从运输车上摘下钢托板吊带挂钩；用后配套换管吊机将钢板托吊起；移动运输车至换管吊机正下方，将钢板托放在运输车上，钢板托随车运至下井口，由门吊吊出洞口，在地面进行下一次运假管片的循环。

图9 运输车拉出钢板托

2.3 假管片的拼装与盾构过站

由于假管片的拼装是在主机后方，即尾盾后方，而不是像隧道管片一样在盾尾内部，拼装机无法到达该区域，所以需要在拼装机主梁和设备桥（或1 号拖车）之间设计转运吊机，通过该转运吊机将管片小车的假管片吊起，运送到拼装位置，完成假管片的拼装。

同样由于假管片的拼装是在主机后方，推进油缸亦无法延伸至此，所以在底部设计推进油缸延伸杆，通过延伸杆将推进油缸的作用力传递假管片上；通过反作用力推动整机前进；采用该方式，盾构的整机推进与假管片拼装交替进行，可以高效完成盾构整机的过站。

按照以上方式，重复假管片转运到拼装的步骤，直至假管片的拼装数量满足过站需求，保证盾构能够整体一次性通过车站。

3 结语

针对盾构法施工的地铁隧道中所面临的盾构频繁、快速过站的需求，提出假管片过站技术，为盾构频繁过站提供一种新的思路和借鉴。该过站方法有以下优点。

1）最大限度地利用了项目的现有设备，包括下井口龙门吊、管片运输车、管片快卸、管片吊机等。

2）可以实现整机一次过站，不需要断开整机上的任何管线，不会造成污染，也不用再进行始发调试，大大提升过站效率。

3）假管片外径与盾体直径一致，不需要调整刀盘和盾体；内径与隧道管片一致，过站时不需要调节拖车轮对，避免采用常规管片铺设的麻烦，且满足后续管片运输车的通过。

4）过站效率高，且可以通过调节空推过站底部推进油缸的伸缩行程微调掘进方向，使盾构前进方向可控，可实现曲线过站。

5）成本较低，与其它过站法相比，过站所需的人力、材料、额外的辅助设备与工具都较少。