盾构洞内快速平移方法

2014-06-30徐长胜樊建军

建筑机械化 2014年3期

徐长胜，樊建军，李婷

XU Chang-sheng, FAN Jian-jun, LI Ting

(1.中国建筑第五工程局有限公司，湖南长沙 410000；2.深圳市地铁集团有限公司，广东深圳 518000)

盾构施工中常遇到盾构平移过站或者矿山法暗挖隧道内始发等情况，目前地铁隧道施工中使用的盾构盾体大多超过300t，平移环境较为苛刻，一般的平移方法主要有滚杠法、钢板接触法、移动台车法等，但是这些方法存在工效低、方向控制困难等问题，深圳地铁9号线BT工程某标段采用了一种新型的盾构洞内平移方法，快速完成了盾构整体平移任务。

1 工程概况

深圳地铁9号线BT工程某标段鹿丹村车站站前设有一采用矿山法施工的渡线隧道，渡线隧道长61m，断面形式为马蹄形，共有3种不同跨度。右线盾构盾体在始发竖井内组装，受矿山法隧道净空影响盾体需要沿矿山法隧道纵向平移61m后再在洞内横向平移0.925m才能到达始发位置。

2 盾体平移方法介绍

盾构整体平移的方法有多种，鹿丹村站站前渡线隧道内采用千斤顶结合小坦克的方式进行盾体纵向平移，钢板与钢轨接触的方式进行盾体横向平移。

首先矿山法隧道二衬仰拱回填时将导向槽、顶推钢板、横向平移轨道等预埋好。在托架底安装小坦克后将盾体与托架焊接成整体，然后再用2台行程为1000mm的80t千斤顶将盾体与托架一起顶推至始发端头。盾体纵向平移就位后，用4个200t千斤顶整体顶升盾体拆除托架下小坦克，再将盾体下落在预埋钢轨上，利用千斤顶横向顶推就位。

3 盾体平移准备

3.1 仰拱回填预埋件预埋

1）导向槽预埋导向槽的主要作用是控制盾构体平移方向，避免盾体平移纠偏，提高平移速度。根据盾构平移的起点和终点位置确定导向槽的平面位置，根据盾构直径和托架高度精确计算导向槽标高，导向槽预埋件具体见图1。

图1 导向槽预埋示意图

2）顶推钢板预埋盾体纵向顶推前行和横向侧移反力主要由仰拱顶推预埋钢板提供。顶推钢板采用300×400×20钢板，每块钢板上焊接4根∅25的锚固钢筋。顶推钢板在仰拱混凝土上预埋后，根据盾体前行情况在盾体钢板上焊接牛腿作为千斤顶顶进的反力提供装置。顶推钢板根据托架宽度在纵向平移轴线左右位置对称埋设。横向顶推钢板埋设在矿山法隧道侧墙上，垂直于仰拱回填面。

3）横向平移钢轨预埋盾体横向平移采用钢板与钢轨接触的方式平移，预埋轨道采用43kg/m轨道。在导向槽中间和导向槽右侧顺着盾体横向平移方向埋设轨道，轨道间距1.6m，轨道顶面标高根据盾构始发姿态、盾体直径及托架高度确定，同时轨道顶面需要高出仰拱回填面30mm。轨道左侧端头需要削成一定坡度，轨面上涂抹润滑油。

3.2 平移装置设计

1）小坦克选型宜选择吨位较大的小坦克，能以较少数量承载盾构重量。小坦克的数量以其需要承载的盾构、托架等其它设施的总重量进行确定，安全系数应大于1.5，设计数量以6～10个为宜。本工程盾构加托架及其它设施总重量约350t，选择的小坦克单个载重能力为100t，(100×6)/350=1.71>1.5，所以本工程盾构平移采用6个小坦克（图2）。

图2 小坦克实物图片

2）小坦克安装小坦克通过焊接在托架底板上的“7字勾”固定，其分布位置需要考虑盾体平移时重心位置，同时也要考虑盾体组装时重心的变化，避免单个小坦克超负荷而破坏，本工程小坦克安装位置见图3。小坦克排与排之间分布要与预埋导向槽位置一致。与托架底板焊接的“7字勾”要方便割除。

图3 小坦克安装位置示意图

3）盾体与托架连接托架在导向槽上就位后，在盾体推至托架刀盘面距托架前端距离为500mm时，将托架与盾体焊接为一体，即在正面将刀盘面与托架用20mm厚小块钢板焊接，在侧面用20mm厚小块钢板将盾体与托架焊接。焊接小钢板数量要保证盾构平移时托架与盾体稳固，不发生相对位移。

3.3 盾体顶升牛腿焊接

盾体纵向平移就位后需要将盾体整体顶升，拆除托架底板下小坦克。根据盾体重心位置在盾体外侧对称焊接4个牛腿，4个牛腿需要精确定位，保证盾体顶升时前后、左右均能较好的平衡（图 4）。

图4 顶升牛腿位焊接位置示意图

4 盾体纵向平移

在矿山法隧道仰拱回填时施工顶推预埋件，为盾构平移提供反力。采用液压千斤顶，通过顶推预埋件提供反力顶推托架使小坦克顺着导向槽方向移动，从而实现盾构整体平移。2个千斤顶分别于托架后端向前顶推，2个千斤顶顶推速度应保持一致。由于千斤顶油缸长度有限，顶推到千斤顶油缸行程最大后，缩回千斤顶，通过在千斤顶与顶推预埋件间采用带卡槽型钢支垫实现继续往前顶推（图5）。