盾构过曲线型岔口明挖段技术

赵晖

摘要：盾构机在两个区间段之间通过时一般需要进行盾构过站施工，盾构过站的形式有地面过站和站内过站两种。盾构站内过站施工仅需将盾构机由一端顶推到另一端，能有效提高过站效率，降低盾构过站的施工风险。但当明挖结构净空小于盾构直径时，盾构机难以直接顶推过站的，需采用有效的辅助措施完成盾构曲线过站。

关键词：盾构机；岔口明挖段；小净空；曲线过站

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0079-02

岔口明挖段为一层车站结构，其顶板与底板净空较小，如整个结构施工完成，盾构机难以直接顶推过站，需拆解后从岔口明挖段盾构始发端吊入重新安装后方能过站，这不但不经济，且延长工期。如顶板不施工，岔口段净空能够满足盾构机过站的要求。具体如以下几点：

1 施工前可行性分析

盾构机过站采用的托架为定制的小板车，该小板车可用于盾构机接收、平移过站和盾构机始发。过站托架尺寸如图1所示。按照岔口明挖段的结构设计，到达端底板与隧道中心线的距离约3420～3481mm，盾构机通体半径3130mm，过站托架与底板的距离（含轨道与钢板）230mm，230+3130=3360<3420mm，如盾构机按设计线路出洞，只需采用钢板等材料将托架垫高即可满足盾构机出洞要求，所以采用过站托架接收盾构机是可行的。

与到达端类似，始发端底板与隧道中心线的距离约3584～3589mm，230+3130=3360mm<3584～3589mm，如盾构机按设计线路始发，只需采用钢板、轨道等材料将托架垫高即可满足盾构机始发要求，所以采用过站托架始发也是可行的。

2 施工实施

2.1 到达端接收托架安装

找平接收井底板面标高：盾构机推出洞门后固定好洞门帘板，并用钢丝绳收紧压板。根据筒体底部标高和底板标高，充分考虑盾构机姿态和趋势计算出盾构机接托架安装标高，并最终确定底板是否需要打垫层和垫层高底等。如底板标高已达到要求，但不平整的话，高出的需要凿除找平，低洼的位置可以通过填沙浆或铺沙调平，以确保在底板上铺设轨道钢板的平整度和钢板底部支撑面的密实度，确保轨道的安全。

安装轨道钢板：底板按照要求的标高整平后，找出底板盾构托架预埋件，并凿除表面杂物，使预埋件表面全部外露，做好预埋件具体位置的标识。测量出盾构机出洞的中心轴线，然后按照轴线和相关图纸要求的位置铺设底层钢板（5213×2000×20钢板4件、2900×400×20钢板2件）和轨道钢板（9000×2189×30）2件，并用钢板将2件钢板搭接牢固。轨道钢板就位后，根据预埋件的标识找出底层钢板对应预埋件位置，然后将底层钢板和预埋件钢板电焊连接，使底层钢板完全固定在底板上，不会因为盾构机平移而产生位移。2000宽钢板间隔300mm，分别与预埋件焊接。固定好底层钢板后，在钢板上涂抹黄油，以利于盾构过站托架的横向或纵向平移。

安装过站托架：固定好轨道钢板后，在上层钢板上安装盾构机过站托架，并将过站托架的位置前移，使得过站托架的前端伸到刀盘下面，便于盾构机出洞顺利就位到托架（由于到达井1m宽帘板调整槽的存在，需将托架轨道延伸至凹槽或者在凹槽设置导轨以防盾构机磕头）。然后在托架的底部和侧面加固以防托架移动或侧翻，即底部与轨道钢板焊接固定，前后左右四个方向用钢结构进行支撑加固。

2.2 过站托架横向平移和顶升

盾构托架前移：首先拆除盾构机出洞时的前后和侧面支撑，确保盾构机过站托架的上层钢板和底层钢板具备相对滑动的条件；在上层30mm钢板上焊接牛脚用于千斤顶的向前顶推；然后在过站托架轨道安装两个千斤顶进行顶推，顶推约2900mm，此时盾构机位置如图2所示。

盾构托架横向平移：盾构机前移到位后，就可以用同样的方法进行横向往右侧墙移动702mm。

盾构过站托架顶升：盾构机就位到过站托架后，需要顶升约1030mm（台阶高度为1030mm）。首先拆除盾构机出洞时在过站托架前后和侧面安装的加固支撑，确保盾构机过站托架和轨道钢板可以具备顶升的条件；然后将6个千斤顶左右对称分布在过站托架的顶升架下，用钢板垫平千斤顶底部；连接好油泵、千斤顶、阀组等顶升设备，确保设备性能完好。同时，固定好轨道钢板和过站托架，并使两者固定成一个整体，顶升过站托架时轨道钢板也将同时跟随上升。加固完毕后，盾构机即可实施顶升，顶升时所有千斤顶油缸必须保持同步，避免顶升时移动或失稳。每次千斤顶顶升量为250mm，每次顶升到位后在轨道钢板下交叉加垫2层高度为107mm 的22kg轨道（轨道铺设间距为300mm），每次盾构机和过站托架实际顶升高度为2×107=214mm。根据结构要求顶升高度为1030mm，同时考虑到底部加垫的材料为高度是107mm的22kg轨道，所以过站托架实际需要顶升1070mm，需要加垫10层高度为107mm的22kg轨道。底部加垫的轨道间距为300mm，每一层需要加垫30条，加垫10层需要300条22kg轨道（约1500m），此批材料在出洞到达井使用完毕后将转移到始发井重新使用。

2.3 过站托架向前平移

盾构过站托架向前平移：过站托架顶升到所需的高度（高出底板1070mm）并加固完成后，割除过站托架与轨道钢板的连接钢板，使得过站托架可以在轨道钢板上的43kg轨道移动。同时，将轨道钢板上的轨道与明挖段安装好的平移轨道连接好（由于可能存在1070-1030=40mm的高低差，所以需要放长坡处理才能平缓连接处理，避免300多t的重载过站托架经过时产生冲击造成损坏或事故）。然后在轨道钢板上的2条轨道上各安装一个牛脚，用2个千斤顶借助牛脚的向前顶推，使盾构机和过站托架向前平移。

2.4 过站托架转弯段调整角度

盾构过站托架转弯段调整角度：盾构机平移的平面线路在里程为ZDK18+755.610的位置有局部转弯（角度为5°），可采用类似横向平移的方法调整过站托架的角度。首先在预定转向的位置铺设底层钢板（5000×2000×20）4件，间距300mm。在底层钢板涂抹黄油，然后在上方铺设轨道钢板（9000×2189×30）2件，并用钢板将2件钢板搭接牢固，上、下层钢板焊接牢固。当过站托架就位到轨道钢板上后，解除上、下层钢板的连接，以上层轨道钢板前端靠近右侧墙的一端为原点，将盾构机顺时针转动5°，此时需设置角度旋限位装置来确保盾构机按预定确转。在盾构机按预定角度旋转到位后，继续顶推盾构机前移。

2.5 过站托架下降和横向平移

盾构机过站托架下降：首先在盾构机过站托架到达始发井位置前，确认好始发井底板的标高（如标高与始发要求不相符，则需要凿除或加填处理），并把到达井的材料转移到始发井进行铺设，使轨道钢板的方向和轨面与过站托架行进的位置相吻合。当过站托架承载着盾构机主体行走到始发井位置处后，固定过站托架和轨道钢板，采用6台行程为250mm的100t液压千斤顶将盾构机顶升，顶升一定高度后撤去轨道钢板下加垫的轨道，如此循环反复，将加垫的轨道全部撤走，使轨道钢板直接坐落在底板上。具体操作与到达井升等相仿，顺序相反。

盾构机过站托架下降后采用与到达时类似的方法将盾构机横向平移449mm，使盾构机中线与隧道中线对中。

2.6 后配套台车通过明挖段

后配套台车通过明挖段：盾构主机和过站托架就位后开始安装反力架，进行后配套台车的过站施工。首先铺设后配套台车的行走轨道，采用22号钢轨及20H型钢进行轨道铺设。后配套台车待盾构机主体通过明挖段后，由1台10t慢速卷扬机加滑轮组牵引至明挖段始发端头。待反力架组装完成后连接电缆、各种管路（油管、水管、油脂管、气管、注浆管等），调试正常后准备始发。

3 结语

根据岔口明挖段的空间尺寸，综合考虑盾构机过站方案的可行性，盾构机过站的平面轨迹如下所述：盾构机到达后顶升；盾构机水平前移87993mm，盾构机上平移轨道钢板；盾构机连同轨道钢板转弯5°；盾构机前移19743mm上轨道钢板；盾构机下降并调整到始发标高和姿态，然后重新组装盾构机始发。

（责任编辑：刘 晶）