地铁盾构机暗调头施工技术

发表时间:2019/12/25   来源:《建筑学研究前沿》2019年19期   作者:王涛
[导读] 随着中国城镇化进程的不断推进,城市地下铁路行业也获得了快速的发展。

王涛
        中铁六局集团有限公司交通工程分公司  北京丰台  100070
        摘要:随着中国城镇化进程的不断推进,城市地下铁路行业也获得了快速的发展。在地铁建设过程中,既有站点作为交叉线路的换乘车站的情况常常出现。如何在既有站点顶板结构封顶的情况下,科学、合理地进行盾构机暗调头施工,是换乘车站盾构施工成功与否的关键。本文主要对盾构机暗调头施工的工艺流程、施工重难点、质量控制要点等进行分析和探索,希望以此为盾构机暗调头施工提供方法借鉴。
        关键词:盾构施工 暗调头
       
       
        1.工程概况
        金鸡湖西站~东方之门站区间自金鸡湖西站北端头左线始发后,自南向北,掘进至东方之门站,在东方之门站暗调头,二次始发,由右线向南掘进至金鸡湖西站北端头右线解体吊出。
        2.盾构调头工作井结构设计情况
        东方之门站南端头井结构均采用三层现浇钢筋混凝土框架结构。设计工作井为盾构调头井,端头井结构净尺寸为13*25.9*7.25m。端头内部上翻梁及框架柱暂未施工,待盾构机调头完成后再行施工。
        3.盾构机调头施工方法
        3.1盾构机调头场地准备工作
        东方之门站南端头为盾构接收端头,按照盾构机调头施工的要求,应在盾构机到达盾构调头井之前,做好调头井内各种预埋件加工安装,即必须在底板预埋好钢板和销座。
        (1)盾构机调头场地内铺设3cm砂子,砂子上铺设2cm的钢板,在接收架底座焊接2cm钢板与之固定,在铺垫钢板上涂抹黄油以降低盾构机调头平移的磨擦力,钢板要为新钢板或做简单抛光处理;
        (2)盾构机调头施工中,需反复平移顶推始发架,施工前需保证底板的整体平顺,铺设钢板的接头部位经现场焊接后,用砂轮机打磨平整,打磨后的焊缝高度不大于2mm。钢板的整个平面应保证水平状态,表面平整,光洁无疤痕;
        (3)销座为千斤顶的支座,基座每侧两端各预埋两个,支座与基座底边距离1m,支座距基座端头1m,两支座间距1m;
        (4)测量放样出接收架及接收架轴线位置。
        3.2盾构机到达接收准备工作
        (1)调头井底板钢板铺设,焊缝打磨平整并涂抹黄油;
        (2)盾构机接收架安装及加固;
        盾构机到达接收井前先将接收基座安装加固到位,并把接收基座与钢板焊接起来。
        (3)在盾构机完全进洞,爬上接收基座上后,将接收托架与钢板之间的焊缝割开,并对切口进行打磨平整;拆除接收架临时加固支撑;将接收架接长装置拆除,并断开盾构机与1号台车机械连接和管路连接。
        3.3 盾构机主机与后配套台车分离
        (1)拆卸盾体与后配套之间管线。
        (2)拆卸后配套连接桥与车架之间管线。
        (3)拆卸后配套车架与车架之间管线。
        3.4盾构机调头施工工艺流程
        铺车站调头井底板砂垫层、钢板→安装、固定接收基座→盾构机出洞,上接收基座→拆卸盾体与后配套的管线→安装千斤顶→顶推接收基座→盾体经过五个步骤进行移动、转体→基座定位、固定→后配套管线拆卸→连接桥吊起转向后放到管片车上→连接桥经岔线进入右线前端→车架进入车站内调头→车架经岔线进入右线前端→车架经岔线进入右线前端→拼装、管线连接→调试、始发。
        3.5 盾构机调头施工步骤
        3.5.1盾构机主机调头
        准备就绪后,将钢板与盾构机基座之间涂抹油脂,用四只100吨液压千斤顶配以适当的支杠顶推接收基座,使盾构机向端头井中间的位置移动,在移动过程中需更换千斤顶支撑的钢板以满足千斤顶的行程。只要合理的布置顶推千斤顶并及时调整支撑的位置,盾构机就可以按要求做任意的移动和旋转。
        (1)千斤顶顶推方案:
        1)盾构平移
        ①盾构机在平移前,一定要将主机和托架焊接牢固。
        ②将盾构机平移轨道上的杂物清理干净,并涂抹黄油。
        ③千斤顶在推进过程中,严格控制推进速度,及时进行纠偏,防止托架侧移。
        ④为千斤顶提供反力的构件必须加固牢靠,防止出现意外。
        ⑤千斤顶行程不够时,可通过增加垫块来延长,尽量减少千斤顶的移动次数。
        2)盾构旋转
        ①测量组提前标明需转向的点位,现场实施过程中,派专人进行跟踪、指导。
        ②在托架旋转中心的角上用一千斤顶作为支点,用另外千斤顶在托架最佳顶推位置附近顶推托架,形成旋转力偶,使托架以固定转轴为旋转中心按预定旋转轨迹旋转。
        ③转动角度不宜过大,过程中及时调整托架与轨道的位置关系,防止托架从轨道滑落。
        ④待调头完成后,将盾构机主体推进至始发位置,并进行初步定位。
        (2)盾构机在调头井内的移动旋转路线过程
        1)第一步:定位
        顶推接收架,至盾构机刀盘至洞门距离为1600mm。
        
             3)第三步
        向正东方向平移9300mm。
        

        (3)在盾构机移动旋转过程中,必须注意:
        1)合理布设千斤顶,钢垫板表面要保持清洁,及时调整千斤顶撑垫位置;
        2)顶推过程要慢,绝对禁止盾构机在惯性力下自行移动,在旋转另一侧放置限位钢板凳,防止位移超限;
        3)顶推旋转过程中特别注意盾构机的任何部位不得与站内构筑物接触;
        4)在全部过程中全体作业人员精力必须集中,注意协调配合。
        3.5.2端头井底板便桥平台
        为方便盾构机盾体后配套设备安全顺利运到车站内,利用φ325圆筒在左线底板处搭设轨道便桥。并利用双拼18工字钢来抬高电瓶车、台车轨道高度。
        3.5.3 桥架、台车调头
        (1)施工准备
        1)将15~16轴台车车架调头位置地面找平,铺设2cm厚黄砂后,再铺设2cm钢板;
        2)在端头井架设临时台车轨道,连接左线隧道与车站结构底板,使台车能在其上正常通过。
        3)连接桥拆除后架设在平板车上,用电瓶车运输至调头位置进行调头。
        4)台车架腿前后设置一道300*300型钢进行加固,防止车架变形。
        (2)台车调头
        在9~10轴之间设置多个地锚作为台车平移拉点,用支撑及预埋件固定在砼地面上。在铺设钢板区域上,将10t电动葫芦将1号台车拖至铺设的20mm钢板上,固定好台车,再用10t电动葫芦和油缸千斤顶使钢板连带台车一起转动平移,直至连接上右线台车轨道。其余台车按顺序依次调头。接着拆除加固支撑及其台车调头装置,连接台车管路,组装调试台车。
        (3)连接桥及皮带机随台车一并调头。
        (4)组装台车及桥架等,连接盾构机,做好始发准备。
        3.5.4电瓶车队调头
        东方之门站负3层车站总长161.8m,为方便将电瓶车编组及盾构机后配套全部由左线转入右线,须在车站内布设左开及右开道岔各一副。在9~10轴和8~11轴分别设置“Y字型”左开岔道和右开岔道,使电瓶车调头。
        4.质量控制要点
        4.1 盾构调头基座安装质量控制要点
        (1)由于盾构工作井底板一般不是水平的,盾构调头的基座安装要用3cm黄砂将底板找平。黄砂太厚会影响盾构机通过;
        (2)在安装盾构调头基座前,一定要将基座加固,以免在盾构调头过程中基座受损;
        (3)盾构调头基座下方垫块高度的选择要根据举升千斤顶的行程而定,避免在放低盾构机的垫块取不掉。
        4.2 盾构调头过程质量控制要点
        (1)盾构调头前一定要将井底钢板上的碎石杂物清理干净,在调头基座进行的前方抹上润滑油以减少摩擦阻力;
        (2)盾构调头过程中千斤顶顶出的速度要尽量平稳;
        (3)盾构调头后中心应与待掘进的隧道轴线重合,顶升后盾构中心的高度应达到设计轴线标高,并预抬高2cm以防止右线二次始发过程中出现盾构机磕头现象。
        5.安全用电措施
        (1)施工现场用电严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-2005)》。
        (2)所用配电箱采用甲方指定的配电箱,严格执行一机一闸一漏电开关控制保护的规定。主要配电箱均作接地,以防止感应电伤人。
        (3)移位时,须有专人指挥,专人照看电缆,防止电缆挤压破坏损伤。
        (4)所用配电箱漏电保护装置每天由专业电工进行检查,并在相应表格上记录。
        6.文明施工、环境保障措施
        (1)所有施工管理人员、作业人员均佩带胸卡上岗。
        (2)暗调头维护设施如有损坏,及时维修,确保始终处于良好状态。
        (3)落实切实可行的施工临时排水措施,禁止向通道、道路上排放施工用水。所有泥浆水、水泥浆未经沉淀不得排入下水道。
        (4)在施工区域落实做好危险品现场控制,消防应急现场控制,准备好消防设备备用。
        7.结束语
        综上所述,研究盾构机暗调头施工是一项具有发展前景的项目,在今后的城市地铁建设过程中会发挥越来越重要的作用。暗调头施工过程中的施工环节相对较多,施工内容也相对较复杂,需要各单位在施工中加强监督管理,严格控制各工艺施工质量,才能确保暗调头施工项目工程质量的提升,提升收获的企业效益和社会效益。

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