预留封闭车站非垂直吊装盾构机调头技术

江东然

(中铁十六局集团轨道公司,北京 通州101100)

0 引言

本工程为常州地铁1号线土建施工09标段，包含三个车站四个盾构区间。其中常州火车站为地1号线预留车站，与常州火车站站前广场改扩建工程同步实施完成。经现场踏勘，车站结构已全部完成，其顶板上方站前广场交通枢纽及周边设施已经全部投入使用，未预留吊装孔洞，并且不具备从地面开孔条件；预留车站内部两端头井顶板在施工过程中未预留盾构吊装预埋件，通过荷载计算，后期如果植入吊装预埋件也无法满足盾构机吊装。因此盾构机解体后只能在封闭车站的两个端头井内完成调头。盾构机从右线进行接收，从站内进行解体调头后，于大里程左线进行始发。其接收始发的端头井可进行调头的工作范围长25.2m，宽12.5m，标准段底板比工作面高1.6m。经过计算基本可以满足调头条件。

1 盾构机到达前准备工作

1.1 盾构接收端头场地铺设钢板

为了保证大里程端头井作业面的平整度为±5mm，必须对作业面进行清理，割除底板上所有预留钢筋并打磨与混凝土面高度一致；对作业面底板进行找平，对高出基面的部分进行打磨，低于基面的进行修补。根据满铺钢板的尺寸规划固定预埋件位置，按照规划图把400mm×400mm钢板预埋件进行安装。安装完毕后，铺设细砂进行找平。在找平层上满铺厚度为20mm的钢板，先与预埋钢板进行焊接，然后钢板之间也进行焊接，焊接完毕后必须对焊缝进行打磨，保证满铺钢板平整度为±5mm，减小盾构机在移动过程中的阻力。

1.2 盾构机接收托架的安装

根据接收托架尺寸，将30mm钢板焊接成5.4m×10m，焊缝打磨平整后与托架焊接成一个整体。把带钢板的接收托架吊装至预定位置，在托架钢板底部与满铺钢板之间均匀涂抹润滑油脂，根据盾构机姿态和洞门中心标高，确定接收托架空间位置，对托架进行焊接加固(见图1)。

图1 盾构调头接收托架与钢板位置图

1.3 盾构机到达接收

盾构机刀盘至洞门时，再次进行测量确认，调整接收托架位置，确认各项应急措施准备完毕。接收洞门混凝土破除后，迅速清理凿除混凝土及残留物，盾构机尽快掘进并拼装管片，缩短盾构机进入托架接收时间。盾尾脱出洞门后，把洞门环形钢板与接收环处弧面的预埋钢板焊接成一个整体，用双浆液将管片与洞圈的间隙进行充填，以减少突涌风险。当盾构机到达托架指定位置时，将盾构机与接收托架焊接为一体，便于后序工序的开展(见图2)。

图2 盾构机与接收托架焊接图

2 盾构机主机调头及定位

2.1 主机与台车分离

在管片车上用22工字钢搭设临时支撑结构，与盾构机连接桥进行焊接。确定临时支持结构稳定后，对盾构机主体和台车连接桥进行拆除，依次拆除电路、管线等，并做好标记。全部拆除完毕后，用电瓶车将台车向隧道中进行回拽10m，并对台车加以固定，使盾构机主体与配套台车进行分离(见图3)。

图3 盾构机主机与连接桥分离

2.2 盾构机主体调头及定位

检查确认盾构机主体和托架焊接稳定后，拆除托架四周加固的工字钢，将托架下的钢板与满铺钢板固定的焊接点割开。在刀盘前面的固定钢板上焊接反力架，架设100t液压泵站及顶撑，将盾构机主体焊接后的托架整体向后平移，使整个托架有足够的旋转空间。

盾构机主体托架调头平移期间，采用两台5t牵引绞车配合100t液压泵站进行施工。牵引绞车的钢丝绳拴在托架前段和中段的托架支座上，利用2台牵引绞车不同收紧速度，辅以100t液压泵站助力微调，使托架整体平移到预定位置。由于工作区域空间受限，根据推演计算，需要82次平移才可以到达指定位置。平移到指定位置后，将盾构机主体与托架焊接处进行分离，并进行打磨，用工字钢对托架进行固定，做好始发准备[1](见图4、 图5、 图6)。

图4 盾构调头平面示意图

图5 100t液压泵站就位示意图

图6 平移过程盾构机主体托架位置图

3 盾构机后配套台车调头

3.1 预留车站台车轨道铺设

在接收端头井内用工字钢搭设马镫，与标准段底板之间架设电瓶车及台车轨道，根据现场实际做8%变坡使之平缓进入车站。预留车站标准段底板结构上有两道上翻梁，只有在车站中部有一段6m的缺口可左右线联通。台车车体过长，不具备直接调头条件，经实地测量，台车线路设计为“M”形。在缺口处中间作业区域植入预埋件，铺设20mm钢板，并与预埋件焊接成一个整体。把台车轨排焊接在30mm滑动钢板上，底部均匀涂抹润滑油脂，置于预铺钢板上，与“M”形台车线路进行接驳[2]。

3.2 盾构机后配套台车调头

轨道铺设完毕后，把盾构机后配套各台车的线路、管路依次进行分离，做好保护和标记，由电瓶车依次将1号至6号台车牵引至车站标准段上行线。首先电瓶车把1号台车牵引至滑动轨排上，利用牵引绞车配合液压千斤顶将1号台车旋转180度，接驳在下行线台车轨道上，由电瓶车牵引至盾构机主体位置进行连接。2号至6号台车按照此方法依次调头进入下行线既定位置进行连接。由于受作业区域空间限制，先安装反力架，双梁与连接桥后与盾构机主体进行接驳[3]。

4 结 论

通过盾构机站内平移技术，有效地解决了预留车站封闭后没有垂直吊装条件接收始发的难题，为公司以后在封闭空间内进行盾构机解体、调头积累了宝贵经验。