3-2-33盾构机调头、过站施工技术

3-2-33盾构机调头、过站施工技术盾构机调头施工技术1前言1.1盾构调头、过站施工技术概述在地铁盾构施工过程中，往往由于受现场条件的限制，在盾构推进中常常会出现盾构机在某一工作井内调头回推的情况。盾构调头是盾构施工中的一个重要的内容，也是确保盾构下步连续施工的一个重要施工环节。盾构调头包括盾构机本体调头和盾构后续台车的调头两部分工作。基本作法有从井下吊出调头和在井内直接调头两种方式。有时由于井底重要条件限制而不能在井底直接调头时，就只能把盾构机吊出调头后从另一工作井吊装下井。一般情况下，从经济性和施工安全方面考虑，在井下直接调头的方式比较常用。通过预先放在盾构下部的调头小车在工作井内底板作相对移动，使整个盾构机行进方向改变。减省了盾构机的地面转场运输工序，节约了工期和施工成本，避免了盾构由于转场运输和吊装过程中的安全隐患。1.2适用范围本施工方法适用于土压平衡圆筒护盾式盾构机的调头施工。2盾构调头施工工艺2.1工艺流程图盾构调头施工工艺流程见图2-1施工准备盾构机进洞的接收及盾构机的拆解盾构机调头车架的调头盾构机的组装及调试盾构始发图2-1盾构调头施工工艺流程图2.2盾构调头形式选择确定2.2.1常见盾构调头基座结构形式（1）轮式基座轮式基座是在施工前加工制作一个盾构调头专用车架，车架底部均布万向重力球轴承，在调头时与工作井底板之间是滚动摩擦。（2）直顶式基座直顶式基座是直接用盾构始发基座改装的，它与工作井底板之间是滑动摩擦。2.2.2盾构调头基座结构形式选择在施工中如工作场地宽阔，有条件自行加工调头专用车架的，可以采用轮式基座进行盾构调头。采用这种方式调头轻便，不需要用多大力就能很方便地将盾构机调过头来。不足之处由于底座是滚动轴承，调头时速度不易控制，特别是底板不平时存在一定的安全隐患。直顶式基座由于是直接采用始发基座改装的，不需要另外加工基座，节约时间和成本，施工过程较安全。不足的是基座直接与工作井底板上铺的钢板滑动摩擦，调头时需很大的力才能顶动基座，施工速度较慢。工程施工中盾构调头通常都采用直顶式基座。这里着重介绍采用直顶式基座的盾构调头施工。2.3盾构调头基座的加工制作直顶式基座是直接采用始发基座改装的，只是在原基座下方预先用型钢或钢板将基座加固。以防在盾构调头时基座被顶坏。2.4盾构调头基座安装安装调头基座前需先将工作井内地面清理干净，再铺5cm左右厚度的黄砂将工作井底板找平，在黄砂上面再铺2cm厚的钢板并将钢板焊成一体与工作井固连。然后按正常的盾构进洞接收基座安装方式安装好调头基座并加固，防止基座位移。通常情况下，盾构进洞接收基座是要垫高才能达到盾构进洞时的盾构机高度。待盾构进洞后再在盾壳两侧下部焊支座将盾构机顶起来取掉垫块后将盾构机连同基座直接放在工作井底板的钢板上。在放下基座前须先将盾构机下部的碴土清理干净，并在基座位置下方抹上一层黄油以减小摩擦力。3盾构调头3.1施工准备：施工准备阶段是盾构机调头的一个极重要的工序。施工准备主要包括场地的准备、人员的准备和施工辅助机具设备的准备。在盾构机进洞之前，底板上黄砂应已铺设平整，2cm厚的钢板也应铺设完成。自制拖板按规定位置安放好，接收基座就位安放于拖板上。此时接收基座轨面高度低于设计高度，可在拖板与接收基座之间垫I22a工字钢。将接收基座连同拖板在井底加固，以避免盾构机进洞时接收基座和拖板滑移。3.2盾构调头盾构机安全进洞后，立即对接收基座下面的泥土清理干净。并将主机与后续台车脱离，双梁前端利用自制门架临时支撑，同时拆除皮带输送机及连接管线。解除井底对盾构机座的加固连接后，将接收架和主机盾壳通过焊接连为一体，并在盾壳两侧下部焊接4个顶升支座（见下图3-1）。利用4个200吨的液压千斤顶将主机连同接收架顶升。图3-1顶升支座示意图油压千斤顶顶起接收基座和盾构机后，取掉垫在拖板与接收基座之间垫的I22a工字钢，将盾构机的高度降下来（这样盾构机才能通过两井之间的挑梁）。对底板表面清理干净并在钢板表面涂抹上油脂后即可开始进行盾构机的调头工作。利用50吨和200吨千斤顶配合，将拖板、接收架连同盾构主机逐步调头并推至另一个工作井。（盾构调头施工顺序见本文最后的施工过程图片）调头后平移至始发线，再利用举升千斤顶调整盾构至始发设计的高度和位置。盾构机调头工作完成后，要对盾尾密封刷进行检查，换掉损坏的盾尾密封刷。3.3车架调头（一次进行调头）①安装后配套设备桥接收平台。②设备桥与一号拖车断开并移至设备桥调头区进行调头，利用卷扬机及倒链将简易支架及设备桥一起调转并移至盾构机主机后面。③依次将后配套拖车拖至拖车调头区进行调头，并转运到设备桥后部连接。后续车架调头过程见图3-2所示：（一）（二）（三）（四）（五）（六）（七）（八）（九）（十）图3-2后续车架调头过程示意图④连接管线，后续车架调头完成后，就可以进行盾构机管线路的连接恢复。3.4盾构始发盾构机的组装及调试完成安装好反力架后就进入了盾构二次始发阶段。4劳动力组织盾构调头需要多工种人员配合，通常分为后续组、施工组、电气组、液压组、机械组、综合组等几个小组。各组人员的主要职责分工大致如下：后续组：4-6人，负责盾构进洞后的盾尾补压浆和隧道二次注浆相关工作施工组：6-8人，负责盾构调头的具体施作工作电气组：2人，负责盾构机电气线路的拆解和连接工作液压组：2-4人，负责盾构机所有液压管路的拆解和连接工作机械组：4-6人，负责盾构所有机械连接部位的拆解和连接工作综合组：1-2人,全面负责布置协调盾构调头的相关工作5盾构调头时间计划安排盾构调头时间见表5-1表5-1盾构调头时间计划表6机具设备配置机具设备配置见表6-1表6-1主要设备配置表7质量控制要点7.1盾构调头基座安装质量控制要点（1）由于盾构工作井底板一般不是水平的，盾构调头的基座安装要用黄砂将底板找平，黄砂的厚度也要根据工作井底板的净高而定。黄砂太厚会影响盾构机通过。序号项目规格数量备注1接收基座12钢板2cm现场确定3钢板3cm现场确定4千斤顶50吨45千斤顶200吨46工字钢I22a50m7钢丝绳16200m8手拉葫芦10吨29电焊机BX500210气割设备1套11水泵2.5KW2台12钢轨及道叉现场确定（2）在安装盾构调头基座前，一定要将基座加固，以免在盾构调头过程中基座受损。（3）盾构调头基座下方垫块高度的选择要根据举升千斤顶的行程而定，避免在放低盾构机时垫块取不掉。7.2盾构调头过程质量控制要点（1）盾构调头前一定要将井底钢板上的砂石杂物清理干净，在调头基座行进的前方抹上润滑油以减少摩擦阻力。（2）盾构调头过程中千斤顶顶出的速度要尽量平稳（3）盾构调头后中心应与待掘进的隧道轴线重合，顶升后盾构中心的高度应达到设计轴线标高。8安全注意事项8.1盾构调头的风险分析及预防措施（1）盾构调头须按规范施工，参与人员应具有相关施工经验，现场须有专职安全员全程值班。（2）吊装机具必须安全可靠，重物起吊必须有专业指挥人员指挥。高处作业有员须拴安全绳。（3）在盾构机及车架调头时，钢丝绳须安全可靠，工作范围内人员要有防护，以避免钢丝绳被拉断伤人。（4）盾构调头过程中一定要控制好速度，并随时观察基座是否有变形、焊缝开裂等情况，避免事故发生8.2盾构调头事故应急处理措施（1）调头基座严重变形盾构在调头过程中要随时观察调头基座的变形情况，如基座发生严重变形，应立即停止调头施工，待将基座可靠加固后才能继续施工。（2）千斤顶后座变形或焊缝开裂如在调头过程中发现千斤顶后座变形或焊缝开裂，不得继续施工。必须将其重新焊牢后再行施工。（3）调头施工中如遇大雨，工作井内必备大排量高扬程抽水机抽水。9工程实例9.1工程简介介绍上海地铁9号线一期东岔道井盾构调头施工。上海地铁9号线一期西岔道井至东岔道井盾构施工，按计划西岔道井至东岔道井上行线推进完成后盾构在东岔道井西端调头后施工东出入段线。东出入段线处于上行线和下行线之间，与之呈三线并行状态。如下图9-1所示：上行线下行线东出入段线图9-1东出入段线三线并行图9.2施工情况西岔道井至东岔道井上行线推进完成后，项目部提前安排布置了盾构调头施工的相关事项。上行线盾构进洞后，由机电部、机加工班组和盾构后配套人员组成的6个工作小组立即投入了工作，在各小组的密切配合下，共用了29天时间就顺利完成了盾构机及后续台车的调头工作。9.3工程经验小松盾构机自重在240吨左右，一般用4只200吨的液压千斤顶即可轻松实现盾构机的升降和调头工作。在升降盾构机时盾壳上所焊的支座一定要牢固可靠，否则盾构机在升降过程中发生倾翻掉落，后果不堪设想。盾构调头完成后的就位工作必须要经过测量准确定位，使盾构机中心线达到设计的垂直高度和水平位置。9.4关键图片施工过程中的关键图片及施工完成后的效果图片如下图9-2～图9-11。图9-2掉头前顶移支座的准备图一图9-3掉头前顶移支座的准备图二图9-4开始顶移图一图9-5开始顶移图二图9-6顶移掉头过程图一图9-7顶移掉头过程图二图9-8顶移掉头过程图三图9-9顶移掉头过程图四图9-10盾构掉头完成及就位图一图9-11盾构掉头完成及就位图二盾构过站施工技术1前言1.1盾构过站施工技术概述在地铁盾构施工中，盾构机往往掘进完成一个区间后会紧接着掘进下一个区间，但两个区间常常是被一个车站或中间风井隔断。在施工总体筹划过程中常常会采用盾构过站的施工方法。这样既减省了一次盾构地面转场吊装和拼装工序，同时也节约了施工成本。1.2适用范围盾构过站适用于土压平衡圆筒护盾式盾构机的过站施工。2盾构过站施工工艺2.1工艺流程图盾构过站工艺流程见图2-1施工准备盾构机进洞的接收盾构机本体过站盾构机后续台车过站盾构机的组装连接及调试盾构二次始发图2-1盾构过站工艺流程图2.2盾构过站小车结构形式选择确定2.2.1常见过站小车结构形式(1)牵引式过站小车直顶式过站小车与盾构调头用的直顶式基座结构形式一样，都是用始发基座改装而成的。只是由于过站小车一般行走的距离较远，常常在始发基座底部用钢板封底。(2)轮式过站小车轮式过站小车一般是另外加工，它与直顶式过站小车的区别就是在基座底部装有承重式滚动轴承。2.2.2过站小车结构形式选择原则轮式过站小车行进过程中阻力较小，过站速度快。但需另外加工制作，加工周期长，同时也不经济。这种结构形式只在工期紧、车站内行进路线长、能多次利用的情况下采用。牵引式过站小车行进的速度较慢，但其只需在原来的始发基座基础上略加改进，加工制作经济方便，安全可靠，施工中较常采用。2.3盾构过站小车的加工制作2.3.1牵引式行进小车的加工制作直顶式过站小车是由始发基座改装而成，具体结构形式在始发基座下面焊接一块厚30mm的钢板。焊缝间距100mm～150mm，每一处焊缝长度150mm，始发基座每一侧保证双面焊。2.3.2轮式行进小车的加工制作轮式过站小车外形与盾构始发基座相似，基座整体钢度要求高，且在底板上要安装滚动轴承，加工周期长2.4盾构过站小车安装将过站小车固定在接收井底板预先铺设的钢板上，要求搬运小车内弧面上的两根钢轨与洞口圈基本平齐，便于盾构机进洞时能顺利被推上过站小车。3盾构过站3.1过站准备盾构机过站采用小车搬运方案。1、过站小车准备过站小车是由始发基座改装而成，具体结构形式在始发基座下面焊接一块厚30mm的钢板。焊缝间距100mm～150mm，每一处焊缝长度150mm，始发基座每一侧保证双面焊。2、过站期间其它设备的准备在改装过站小车的同时，为便于过站小车的顺利移动，需要在小车下部铺设一层厚20mm的钢板，钢板两侧一定距离焊接一个用于固定牵引千斤顶的带螺栓的小钢板。为便于钢板的移动，需在车站另一端安设一台拉力为5t的卷扬机，在盾构机进洞之前进行车站内卷扬机的安装固定工作。3、车站底板的准备工作平整场地及铺设钢板。在钢板下铺设30mm左右的细砂以利于钢板铺设平整，钢板长30m，钢板的作用是为盾构机过站小车提供平整且有一定刚性和强度的滚动表面。准备一定数量的直径为80mm，长度为500mm的钢棒。4、盾构机进洞盾构机完全进洞后，开始以下四