受限空间盾构机平移空推施工技术

琚超

（中交二航局第三工程有限公司，江苏镇江212004）

1 引言

随着城市地铁线路的增加，地铁线路规划也更加复杂，地铁项目设计更加多样化。盾构法隧道施工因其安全高效性在地铁区间施工中应用广泛。盾构机在完成一个区间的作业后需拆解转场，一般是在吊装口进行全部工序，但是受场地或者线路规划等原因的影响，部分情况下盾构机需要平移、空推等辅助措施方能达到目的。在地铁项目遍地开花的今天，平移、空推技术应用将越来越多，理论上比较成熟，并且盾构机重量大，安全风险高，作业空间狭小，实际操作上细节很重要。

2 项目概况

哈尔滨市轨道交通3 号线二期工程征仪路站—肿瘤医院站区间右线采用土压平衡盾构施工，从征仪路站大里程端始发，到达肿瘤医院站小里程端解体吊出。肿瘤医院站受周边建构筑物限制，站台板延伸至暗挖区间内。接收端右线隧道主体结构完成后，盾构机需在出洞上接收架后，将盾构机平移725mm，然后从隧道出洞口空推41.55m 至肿瘤医院站内盾构井下方拆解吊出。盾构区间接收端分别为CRD 工法、三台阶法、中洞法暗挖段。盾构机盾体直径为6.24m，刀盘直径为6.27m，刀盘至螺旋机端头长度为11.216m，刀盘至盾尾的长度为8.8m。前端距离侧墙1 895mm,后端距离墙1 500mm，左右距离侧墙2 125mm。施工作业面空间狭小，操作起来安全风险较大，施工工艺需细化完整。

3 施工技术

3.1 预埋件安装

在平移空推作业前，提前预埋吊钩和钢板，用于钢板、接受架、液压泵站等安装和定位。在CRD 法及中洞法拱顶浇筑时预埋16 根φ25mm 吊钩用于材料及设备运输；中洞法混凝土回填时预埋92 块300mm×200mm×20mm 钢板用于空推段钢轨安装，钢板间距3m，布置4 排；CRD 法断面仰拱浇筑时预埋8 块1 000mm×300mm×20mm、4 块500mm×300mm×20mm的钢板用于盾构机平移及空推钢板固定，预埋2 块500mm×500mm×20mm 的钢板用于为盾构机平移千斤顶提供反力支撑。预埋钢板和吊钩位置应准确，安装后浇筑混凝土前技术人员复核位置，测量人员复核标高。

3.2 场地整平

考虑隧道仰拱浇筑面的平整度并不能完全达到盾构机平移的要求，铺设20mm 黄砂进行场地整平，平移钢板铺在黄砂上（钢板、黄砂铺设范围为盾构机平移段）；铺垫层太厚会造成基础过软，在盾构平移过程中因重压导致钢板变形，过薄则会无法保证钢板铺设面的水平度。整平时严格控制填充后的高程与坡度，保证填充底板顶面平整。盾构平移钢板与前期预埋钢板间进行满焊，平移钢板间进行坡口焊接，焊接完成后打磨平整。钢板由定制小车运输进洞，通过预埋吊钩安装至指定位置。

3.3 接收架定位

接收架从盾构井吊至车站底中洞法洞口处，通过前期轨道及预埋吊钩运送至接收端洞口处。测量放线确定接收托架位置，接收架两侧均采用3 组由3 块20mm 厚钢板焊接成的反力支撑与下部钢板满焊，避免盾构机进洞时接收托架侧向滑移。纵向采用2 组由3 块20mm 厚钢板焊接成的反力支撑与下部钢板满焊，防止盾构机进洞过程中接收托架向前滑移。

3.4 安装平移设施

盾构机到达指定位置后，断开盾构机与后配套台车及各个管路连接。将管片拼装机复位至0°，拼装机大臂油缸伸出300mm 后进行固定，用I20a 工字钢固定油缸根部及伸出前部，防止油缸因无固定措施发生自动伸缩情况。

在接收托架第二根和第九根横梁位置安装2 个100t 平移顶推千斤顶，以1 组由3 块钢板焊接而成的反力支撑与下部钢板满焊作为底座，在接收托架另一侧安装限位装置，限位装置为I20a 工字钢，满焊在钢板上防止接收托架平移超量。

3.5 平移盾构机

平移盾构机前，应确定盾构机的螺旋输送机与洞门钢环不会发生干涉，同时，将平移位置均匀涂抹润滑油脂，减小接收托架与钢板间的摩擦力，经过计算盾构机摩擦力885kN，考虑1.5 倍安全系数，每个千斤顶分摊664kN，100t 千斤顶能够满足施工要求[1]。检查完顶推千斤顶及限位装置安装牢固程度后，开始盾构机平移施工。施工过程中严格控制千斤顶顶推速度，千斤顶行程为1m，千斤顶顶推速度严禁大于10mm/min。在顶推过程中严密监视盾构机及接收托架姿态，若发生盾构机及接收托架姿态异常立即停止顶推，查明原因并给予解决。

3.6 安装空推设施

盾构机平移完毕后，由专业测量人员复核盾构机位置，避免盾构机空推过程与中洞法断面侧墙发生剐蹭。复核完毕后安装盾构机限位装置，再安装空推千斤顶，钢板段空推使用100t 普通千斤顶，进入中洞法隧道后空推用100t 夹轨千斤顶。

3.7 盾构机空推

在空推实施前，先将轨道上均匀涂抹润滑油脂，减小接收托架与钢轨间的摩擦力。CRD 法暗挖隧道空推步骤如下：安装千斤顶反力支撑；千斤顶行程达到80%后停止空推；重新安装千斤顶反力支撑，继续推进。重复步骤直至盾构机及接收托架完全进入中洞法空推断面。

由CRD 法断面空推至中洞法断面过程中接收托架底部承托装置由钢板变为钢轨，如何做好空推过程中的过渡尤为关键，钢轨铺设标高同钢板铺设标高相同，将钢板插入承托钢板与钢轨之间缝隙，对接缝处进行满焊后用角磨机打磨平顺，均匀涂抹润滑油脂减小摩擦力。空推至过渡面时严格控制千斤顶顶推速度，测量人员时刻监测盾构机姿态。

中洞法段空推时接收托架在钢轨上滑动，为防止发生偏移，需在被顶推至钢轨位置时采取限位措施。中洞法断面空推施工使用盾构机空推轨道夹持装置，盾构空推轨道夹持装置与工作轨道是通过夹钳夹持固定的，盾构机在接收架限位完毕后，此时，将夹持机构安装在轨道上，通过法兰盘与空推千斤顶相连，在液压泵站及控制器控制下实现盾构机空推工作。夹轨器配套空推千斤顶行程1m，每一循环空推距离不超过千斤顶行程80%，共计31 个循环可将盾构机及接收架推出中洞法断面，到达盾构机吊装口进行盾体的拆解吊装。

4 结语

盾构机机体重量大，施工时需考虑偏位翻转等不利因素。特别是在类似于本项目的受限空间作业时，施工人员作业空间狭小，安全风险极大。同时，施工各环节必须在作业前详细考虑清楚，每道工序的顺序错误、预埋件安装错误或者施工段标高差异均会导致施工难度成倍数的增大，甚至可能造成整个施工流程的失败。因此，在受限空间平移空推作业前，必须采用“头脑风暴”，召集项目所有专业人士详细梳理整个施工流程，对每个细节进行排查，确保施工正常高效完成。