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1、盾构机调头施工技术程 杰摘要：阐述盾构机调头施工的工艺流程，分别从盾构机的到达接收、盾构机调头和盾构机始发三个方面介绍施工的一些技术控制措施及相关的注意事项，为今后的盾构机调头施工提供依据。关键字：盾构机 盾构始发 调头 到达1.引言 随着社会的发展，越来越多的城市选择地下轨道交通作为缓解城市交通压力的工具。但也正是由于城市轨道交通的建设工作的展开，往往会使原本拥堵的道路更严重，因此，要在城市轨道交通的建设中尽量减少对道路的封锁。而盾构机调头施工在时，盾构机调头只在工作井内就可以完成，从而不会影响地面工况。盾构机调头施工就是指在一个区间的地铁隧道上下行线施工时，只投入一台盾构机，施工完一条线后
2、需反向掘进另一条线。盾构机从区间隧道掘进到工作井时，将盾构机平移调整到另一条隧道线位上，在做反向掘进的施工过程。因此，盾构机调头施工主要包括盾构机的到达接收、盾构机调头和盾构机始发三个方面的内容。 2.盾构机的到达接收所有的准备工作必须在盾构机到达工作井之前完成，由于车站工作井顶板封闭，无法从盾构机进洞端头井垂直调运材料和机具，因此场地的限制给盾构机的接收和调头造成了很大的困难，故一般采用垂直运输和水平运输相结合的方法，即从车站出入口运到中板，再利用卷扬机的牵引和定滑轮相互协调运至工作井指定位置。2.1工作井内调头场地整理对工作井内调头场地进行清杂，保证无对盾构机调头影响的障碍物。2.2调头场
3、地钢板的铺设为保证盾构机调头时，调头场地有足够的支撑面，在盾构机调头场地内铺设厚不小于30mm的细砂找平层，再在上面铺设20mm的钢板，钢板要铺满整个调头场地并保证钢板的平整，并对接缝进行段焊，铺设或焊接时必须保证接缝的平整，对钢板进行打磨，尽量减小盾构机在移动过程中的摩擦力。2.3盾构机进洞接受托架的安装根据洞门中心标高和端头井底板标高，结合接收托架的尺寸确定接受托架的空间位置，接收托架固定钢板上，利用型钢铺垫对接收架进行定位，接收托架两端保持水平，托架近洞门端接收导轨做成楔形，使盾构机能顺利爬上接受架。盾构调头接收托架已经安装完毕，如图1盾构调头接收托架图图12.4洞门混凝土的凿除与密封装
4、置的安装安排好洞门混凝土凿除和盾构到达的时间，对盾构机范围内的混凝土进行凿除，由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定的间隙，在盾构机进洞时很容易出现涌水带动土体流失现象，所以对盾构到达要有充分的应急措施，应急材料物质要准备到位，洞圈要及时用钢板封闭，防止危险事故的发生。2.5盾构机到达接收井盾构到达接受井前，在接收井洞门位置进行测量确认，完成接受托架的安装，接收井内洞门混凝土凿除和洞门封堵材料等各项工作全部准备就绪。在洞门内混凝土完全凿除并将残留物清除干净后，盾构机开始掘进，盾构应尽快推进并拼装管片，缩短盾构进入接收井时间。洞圈特殊环管片脱出盾尾后，立即用环形钢板与进洞特殊环处弧面的预埋钢板焊接
5、成一个整体，之后在洞口3环范围内用水泥固结浆液将管片与洞圈的间隙进行充填，以减少土体流失。洞门封闭完成，盾构机及隧道达到安全状态后在盾构机前体、中体两侧各焊接顶升支座共4个，支座底板保持水平，见图2。用型钢将主机与始发架焊接为一体，便于整体起升。图2 3.盾构机调头施工3.1施工设备1）5T卷扬机2台；2）5T、10T、32T铁滑车及配套卸扣若干；3）2T5T手拉葫芦若干；4）各种规格钢丝绳若干；5）电焊机3台；6）电焊、气割工具若干；7）空压机1台；8）风动、电动工具若干；9）100T电动液压千斤顶2台；10）盾构本体调头、横移用滑扳1付；3.2盾构机主体调头及定位 3.2.1双梁解体由于盾
6、构机主体与台车之间有双梁连接，用3个5t的手动葫芦，利用工作井和洞门管片的吊点对连接双梁进行拆除。 3.2.2盾构机主体调头及定位拆除管线，使盾构机主体和台车完全脱离，采用100t电动液压千斤顶将盾构机顶升，抽出接收架底部铺垫的型钢，在接收架底部垫盾构本体调头横移用的滑板，利用2台5t卷扬机对盾构机主体进行平移，平移至调头区域后对盾构机进行调头，卷扬机钢丝绳拴在前体和中体上的支座上，二台卷扬机配合工作，等盾构机主体调头完毕后平移主体至左线端头井指定位置。同样采用100t液压千斤顶将盾构机顶升，发射架底部垫型钢确定发射架的位置，焊接牢固后，卷扬机对发射托架位置进行微调，用工字钢对发射架进行固定。
7、始发托架端部距离洞口土体1、南侧为保证盾构机在始发时不致于因刀盘悬空而产生盾构机“低头”现象，需要在始发洞内安洞口始发导轨，以防止盾构机在始发时不产生前倾现象。盾构机调头过程如图3，图4预埋钢板布置A向示意图，图5盾体调头平面示意图。图3图4图53.3后配套台车调头 盾构机主体完成调头后，即对后配套台车进行调头。台车调头分两种方法，一种是采用延长管线待盾构机掘进一定距离在进行后配套台车调头，即先始发后调头；另一种方法是直接将台车拖入站内进行调头，再进行始发施工，即先调头后始发。接下来介绍的是第二种方法。在右线工作井位置铺设连接桥并铺设台车行走轨道和电瓶车行走轨道，利用卷扬机的牵引作用将台车拉至
8、站台内进行调头，铺设台车轨道要足够长，台车按照5、4、3、2、1的顺序依次调头进入左线既定位置（如图6、图7、图8、图9台车调头示意图），再将双梁后部与台车连接完毕，最后连接双梁与盾构主体。图6图7图8图93.4盾构调头的注意事项（1）对洞盾构机进洞洞门混凝土进行凿除后，清理掉钢板上的渣土，确保盾构机进洞时前方没有障碍，也减小了盾构机主体调头和平移时阻力。（2）焊接在盾构机前体和中体的支座一定要焊接牢固，支座底部要比油缸接触面大，支座底部保持水平。（3）拆机前要将油管的油放尽，避免油外流影响拆机场地。（3）利用电动液压油千斤顶将盾构机主体顶升时。先利用前体二侧的油缸进行顶升，中体不动，待盾构机
9、前体支起后对前体接收架下的空隙进行平垫，保持盾构机的稳定，撤除前体二个油缸后，再利用中体二侧油缸对盾构机进行顶升。（4）盾构机主体在调头和牵引过程中，在托架两侧必须设专人进行观测与查看，当发现有异常情况时，立即停止卷扬机，待重新调整托架和轴承位置后继续进行调头和牵引。（5）在卷扬机对盾构机主体的牵引过程中，要保持二台卷扬机的牵引速度均匀，速度不易过快，在调头过程中采用卷扬机单机牵引，二台卷扬机配合的方法，为保证盾构机发射架的准确定位，利用卷扬机对发射架进行微调。（6）如果卷扬机对盾构机的牵引速度较慢，可在钢板上涂上一层润滑油，减少盾构机在移动中的摩擦力。（7）在对后配套台车进行轨道铺设时，由于
10、工作井和站台有高差，需要利用工字钢垫起做桥进行过渡，且作为右线电机车从隧道进入站台的必经过道，所以必须对桥进行加固处理，以免长期行走引起变形造成电机车脱轨。4.盾构机始发4.1反力架的安装和固定由于端头井顶板封闭，在安装反力架时，在站厅层钻孔，利用手拉葫芦对反力架进行定位，要保证负环管片的高程和圆心与盾构机盾壳的中心偏差小于5mm，同时要保证KT块位置精确处于12点位置，根据车站工作井的特点，必须时对反力架安装斜撑，斜撑的一端锚固在站台地面上，在完成反力架的定位之后，反力架与车站结构连接部位的间隙一定要用钢板垫实，以保证车站结构与反力架脚板有足够的抗压强度。如图10反力架图。图104.2盾构机
11、的调试更换钢丝刷，接管线，台车间连接及管线连接。掘进前按出厂调试程序进行盾构机整机调试，原则是先单机调试，再整机联动。4.3始发洞门混凝土的凿除和洞门密封装置的安装安排好洞门混凝土凿除和盾构始发的时间，对盾构机掘进范围内的混凝土进行凿除，由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定的间隙，为了防止盾构到达时及施工期间土体从该间隙中流失，在洞圈周围安装由帘布橡胶板、圆环板、翻板等组成的洞口防水密封装置。如图11洞门防水装置图。图11 4.4电瓶车行驶轨道的铺设由于左线掘进所需的管片、材料和机具及渣土的运输需从右线进行水平运输，需在车站内铺设临时轨道，根据车站场地的特点和尺寸位置，一般在车站左线设置岔道，电机车由右线通过岔道转入左线，另外还需在岔道一端设置一定长度的轨道方便运土车和管片车的换道，由于中间要经过站台，因此必须在站台立柱之间设置轨道。5.结语盾构机调头施工技术的特点是盾构机无需解体，避免了盾构机因解体影响盾构机质量和使用寿命等问题，还具有降低工程费用、缩短工期、对地面影响较小的优点。但同时也对车站内工作井和站台部分结构有特定的要求，我们在今后的施工中要根据车站特点和优点制定合理的施工安排。参考文献1. 陈馈，洪开荣，吴学松，盾构施工技术，人民出版社。2. 中铁二局股份有限公司，隧道及地铁工程，中国铁道出版社。- 8 -
