盾构机在半封闭车站内快速拆除、平移、组装技术

盾构机在半封闭车站内快速拆除、平移、组装技术

典军伟

中铁隧道股份有限公司河南郑州450001

摘要：本文针对成都地铁8号线一期工程某区间盾构机在区间左线掘进完成后的拆除及在某半封闭车站内快速平移至区间右线进行组装的技术，进行了详细的研究和总结，可供类似工程参考和借鉴。

关键词：盾构机；拆除；平移；组装

1引言

地铁施工包含地铁车站和地铁隧道施工，城市地铁一般建设于城市中人口密集、交通压力大、建筑物众多的区域。由于空间的限制，留给施工单位可施工的区域十分狭小，这也就给地铁施工带来很大的挑战。成都地铁8号线一期工程某车站及区间，车站采用半边盖挖法，以满足一侧道路车辆及行人通过需求。区间盾构施工只在左线始发井预留盾构吊装井口，由于车站采用半边盖挖法，右线无法设置吊装井口，因此右线盾构吊装必须从左线吊装井口吊入，然后经多次平移到右线始发洞口。成都地铁8号线一期工程某标段通过优化盾构机吊装工序，在该区间左线施工完成后只进行盾构机主机部分吊装，盾构机主机吊出后从地面运输至左线始发场地，从左线始发井口吊入，吊入组装完成后平移至右线始发洞口。盾构机后配套拖车从隧道内运回，在始发车站结构柱之间平移至右线，然后实现与盾构机主机部分的对接，通过合理的组织、创新工艺方法，快速的实现了盾构机的拆除、平移、组装工作。本文针对本次复杂及特殊的盾构机在半边密闭车站内快速拆除、平移、组装技术进行论述。

2施工组织

盾构机在区间左线掘进完成后只进行主机部分吊装，即刀盘、前盾、中盾、盾尾、管片安装机从左线吊装井口吊出，吊出后从地面转运至区间始发场地。螺旋输送机、设备桥、1号拖车、2号拖车、3号拖车、4号拖车、5号拖车、6号拖车从隧道内运输至区间左线始发车站内，然后平移至右线。具体施工组织如下：

区间左线盾构掘进至693环，在693环脱出盾构机盾尾之前，洞内露出第一道尾刷开始洞门封堵。在洞门封堵同时，为节约时间，盾构机拆机工作即展开。由于盾构机尚未顶推到位，在顶推到位之前，盾构机保留推进系统，满足推进系统运行需求，对其他系统进行拆除。在洞门封堵完成后，利用提前准备好的4块旧管片，将4块旧管片安装至盾尾底部，盾构机顶推到位。顶推到位后全面展开拆除工作，在拆除盾构机主机部分的同时拆除拖车之间管线，分离拖车。另组织一部分人员拆除区间左线隧道内循环水管、走道板、高压电缆等，以满足后配套拖车洞内运输需求，拆除完成后即开始后配套拖车的隧道内运输工作。后配套拖车依次从隧道内运出后，平移组人员依次将后配套拖车平移至车站右线。盾构机后配套拖车、螺旋输送机从隧道内运输完成后拆除左线始发井口轨道，将左右线始发端头满铺30mm厚钢板。铺设完成后，在左线始发井口安装始发托架，然后开始主机部分安装。主机部分安装完成后整体平移至右线始发端头。主机部分平移完成后，后配套拖车与主机部分连接，完成后开展盾构机调试工作。

3盾构机主机吊装

盾构机出洞在封堵洞门的同时，拆除刀盘。将刀盘第一时间吊装上井并放至地面，为维修刀盘及更换刀具留够充足的时间。盾构机最终顶推到位后，集中人员快速的拆除盾体内部管线及设备桥与盾体连接管线，同时准备一个渣斗底盘和一个带渣斗的矿车，底盘和矿车依次从洞口向隧道内放置。底盘为螺旋输送机洞内运输使用、矿车为设备桥提供支架及洞内运输用。在拆除管线的同时焊接设备桥支架。一切准备工作就绪后，将设备桥与主机部分分离，分离后退回至隧道内。退回完成后进行主机部分的拆除与吊装。

主机部分拆除首先将盾尾与中盾分离留够50cm间隙，为下一步螺旋输送机拆除做准备。利用260t履带吊的主副钩将螺旋输送机拆除放至事前准备好的渣车底盘上，加固完成后退回至隧道内，从隧道内运回至始发车站。螺旋输送机拆除完成后吊装盾尾，利用260t履带吊主副钩配合将盾尾吊装上井。盾尾吊装完成后，管片安装机、中盾、前盾依次吊装上井。盾尾、管片安装机、中盾、前盾吊装上井后，依次用底板运输车转运至始发车站场地内。

4隧道内后配套拖车的运输

盾构机拖车、设备桥、螺旋输送机利用渣土运输车从隧道内依次分别运输，运输的顺序为：6号拖车→5号拖车→4号拖车→3号拖车→2号拖车→1号拖车→设备桥→螺旋输送机。运输的示意图如下图：

图1盾构机拖车运输示意图

5后配套拖车的平移

盾构机拖车、设备桥、螺旋输送机从隧道内运输回车站后，依次将6号拖车→5号拖车→4号拖车→3号拖车→2号拖车→1号拖车→设备桥，从车站结构柱中间平移至右线。在平移区域铺设9块12m×2.2m×20mm钢板，利用电瓶车牵引、滑轮组导绳，液压千斤顶配合平移至右线。拖车、设备桥平移方法如图2，平移时滑轮配合导绳方法如图4。

图3拖车、设备桥平移滑轮导绳方法图

拖车平移至右线后利用电瓶车顶推拖车，以实现拖车与拖车之间的管线连接工作。

6盾构机主机的下井组装

拖车、设备桥、螺旋输送机从隧道内运输回完成后即可拆除左线始发井口处轨道，并将底板清除干净，为盾构机主机平移钢板铺设做准备。左右线始发井口清除干净后，在底板上铺设10块12m长×2.2m宽×3cm厚钢板，钢板打好坡口并将相邻边满焊在一起。钢板满焊完成后，在左线始发井口安装始发托架。始发托架安装完成后，盾构机主机利用260t履带吊开始吊装下井组装。盾构机主机下井组装的顺序依次为中盾→前盾→管片安装机→盾尾→螺旋输送机→刀盘。由于始发井长度为12.45m，而盾构机含螺旋输送机总长度为13.2m，为满足盾构机斜向平移需要，须将螺旋输送机马达事先拆除后再进行螺旋输送机安装。

表1常用材料的滑动摩擦系数

图4盾构机主机平移方法图

7盾构机主机的平移

盾构机主机在始发台上安装完成及其他准备工作完成后，即将“盾体—始发台”整体向半封闭车站的右线始发洞口平移，平移的水平直线距离为15.2m。在盾体平移方向的另一侧钢板平台上安装焊制反力支撑点，在2个100t液压千斤顶的作用下，使“盾体—托架”整体在钢板平台面上水平移动。具体过程为首先将盾构机尾部朝右线方向转动一定角度至螺旋输送机绕过左线车站结构柱，再将主机整体向右线平移，经多次调整将盾构机主机平移至右线始发洞口。盾构机主机平移方法见图4。盾构机平移时与钢板的摩擦力验算如下：

由机械手册可知，钢与钢在无润滑剂的情况下其滑动摩擦系数为0.15，在有润滑剂的情况下其滑动摩擦系数为0.05～0.1，按0.15计算则可以计算出最大动摩擦阻力。已知，“托架—盾体”最大总质量M约为360T,摩擦系数f取0.15，则有推力：

F=f•M=0.15×360=54T

因此，两个100t液压千斤顶及配套液压站提供的推力完全满足平移中的动力需求。常用材料的滑动摩擦系数见表1。

8后配套拖车与主机的对接

盾构机平移至右线完成后将盾构机后配套部分与主机部分对接，对接完成后即可展开盾构机整机部分的调试工作。

9结论

本次盾构机在半封闭车站内的拆除、平移、组装工作，整体工作复杂、工序交接多、主机及拖车的平移难度大，成都地铁8号线一期工程某项目部通过科学合理的组织，创新工作方法，快速的实现了盾构机在半封闭车站内的拆除、平移、组装工作。通过总结分析本次盾构机在半封闭车站内快速拆除、平移、组装技术，以指导今后类似车站情况下的盾构机快速转场工作。

参考文献

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