崔青玉，陳壽根，李茂文

(1.北京城建設(shè)計(jì)研究總院深圳分院，廣東 深圳 518000;2.西南交通大學(xué)，四川 成都 610031)

1 盾構(gòu)機(jī)平移技術(shù)

盾構(gòu)法隧道掘進(jìn)技術(shù)已有上百年的歷史，經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的快速發(fā)展已日臻成熟。在國(guó)內(nèi)的地下工程施工中，盾構(gòu)法以其安全、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)在城市地下軌道和地下管線等工程中得到廣泛的應(yīng)用［1］。地鐵線路中，隧道區(qū)間與車站間隔交替出現(xiàn)，為了充分利用盾構(gòu)機(jī)，區(qū)間隧道貫通后需要將盾構(gòu)機(jī)拆解吊裝到另一區(qū)間進(jìn)行二次始發(fā)掘進(jìn)。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)沒有預(yù)留吊裝口的那一側(cè)時(shí)，只能采用平移的方式將盾構(gòu)機(jī)平移至另一側(cè)吊裝。由于盾構(gòu)機(jī)體積、質(zhì)量均很大，且受規(guī)劃及建(構(gòu))筑物的制約(如地下車站往往設(shè)計(jì)空間較小或結(jié)構(gòu)較復(fù)雜)，在無大型機(jī)械協(xié)助情況下進(jìn)行盾構(gòu)平移具有相當(dāng)大的難度［2］。本文結(jié)合深圳地鐵5號(hào)線洪浪站左線盾構(gòu)機(jī)自興東站出發(fā)到達(dá)洪浪站后的下落平移施工，分析了盾構(gòu)機(jī)在工作井內(nèi)下落平移施工的關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)工程實(shí)踐證明非常有效，明顯縮短了工期，減少了工程費(fèi)用，可為今后我國(guó)類似工程提供參考和借鑒。

深圳地鐵5號(hào)線興東－洪浪盾構(gòu)區(qū)間隧道位于沖洪積平原，地面高程10.80～12.90m。采用2臺(tái)德國(guó)海瑞克公司生產(chǎn)的直徑為6250 mm復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。左線設(shè)計(jì)里程范圍為DK6+583.041～DK7+536.96，全長(zhǎng)954.1 m。盾構(gòu)機(jī)在洪浪站出站后，由于受洪浪站左線盾構(gòu)井正上方交通疏解的軍用貝雷梁影響，盾構(gòu)機(jī)不能從左線盾構(gòu)井吊出，只能在車站底板上平移至右線盾構(gòu)井再吊出。洪浪站左線端頭井中板下翻梁下翻55 cm，在盾構(gòu)機(jī)平移時(shí)，下翻梁與盾構(gòu)機(jī)在高度范圍內(nèi)相互重合22 cm，因此盾構(gòu)機(jī)必須在左線進(jìn)站后再下落至少22 cm后才能平移至右線盾構(gòu)井，盾構(gòu)機(jī)與車站結(jié)構(gòu)位置如圖1所示。

由于受車站縱梁的影響，盾構(gòu)機(jī)平移前需要先將盾構(gòu)機(jī)下落，因此其工藝流程較一般平移施工復(fù)雜得多。具體流程依次為:型鋼和接收托架的安裝固定，盾構(gòu)到達(dá)并上托架，主機(jī)與后配套系統(tǒng)分離，盾構(gòu)機(jī)下落(因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)上緣比車站縱梁高)，盾構(gòu)機(jī)主體平移就位，千頂橫向頂推，主機(jī)和托架整體平移。

2 準(zhǔn)備工作

首先對(duì)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時(shí)的實(shí)際隧道中線及實(shí)際洞門中線進(jìn)行測(cè)量，得出盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)隧道中線及設(shè)計(jì)洞門位置的偏差值，結(jié)合實(shí)測(cè)車站底板高程，計(jì)算出鋼板及接收托架的安裝高程。根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，保證把盾構(gòu)機(jī)準(zhǔn)確無誤地推上接收托架。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)站上托架過程中須注意以下問題［1］:(1)檢查托架的穩(wěn)定性，防止托架變形或位移;(2)派專人觀察盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)及托架的變形;(3)在托架鋼軌上涂抹黃油;(4)盾構(gòu)機(jī)在托架上以刀頭剛好離開托架為最佳位置;(5)上托架后，把盾構(gòu)機(jī)和橋架斷開。

接收架托用于盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時(shí)固定盾構(gòu)機(jī)方位、承載盾構(gòu)機(jī)的自重，以及調(diào)整盾構(gòu)機(jī)中心達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。應(yīng)事先測(cè)量計(jì)算好托架要架立的高度，保證始發(fā)托架中線與盾構(gòu)始發(fā)線路隧道中心線在同一個(gè)垂面上。盾構(gòu)機(jī)下部為接收托架，接收托架底部距離底板頂面為62 cm，接收托架下部架設(shè)縱橫向兩層H30×20型鋼，上面一層為縱向H30×20型鋼，下面一層為橫向，最下邊為20 mm鋼板。為了避免盾構(gòu)機(jī)上托架時(shí)鋼板滑動(dòng)，在車站澆筑底板混凝土?xí)r，在鋼板周圍每隔200 cm的位置預(yù)埋一塊30 cm×20 cm小鋼板，鋼板鋪設(shè)好之后，與預(yù)埋鋼板焊接。鋼板與鋼板之間的縫隙采用電焊將其點(diǎn)焊牢固，并將焊點(diǎn)打磨平整。三根縱向H30×20型鋼中，兩側(cè)的型鋼和橫向的H30×20型鋼之間采用焊接，增加接收托架下支撐的穩(wěn)定性，防止側(cè)翻，接收托架與縱向型鋼之間也采用焊接，橫向型鋼與下鋪設(shè)的鋼板采用點(diǎn)焊，以便于盾構(gòu)機(jī)及接收托架整體下落時(shí)，將橫向型鋼氣割拆分后抽出，完成后必須保證鋼板面的平滑，利于盾構(gòu)機(jī)橫向平移。

3 盾構(gòu)機(jī)下落

盾構(gòu)機(jī)主體到達(dá)托架預(yù)定位置后，先分離主機(jī)與臺(tái)車，然后用四根鋼絲繩將盾構(gòu)機(jī)與托架栓緊，防止盾構(gòu)機(jī)在下落和平移時(shí)在托架上移動(dòng)甚至是側(cè)翻。

盾構(gòu)機(jī)下落采用四臺(tái)200 t液壓千斤頂，將接收托架下縱向和橫向H30×20型鋼全部抽掉，然后鋪上平移鋼軌，將盾構(gòu)機(jī)下落40 cm，這樣就可以滿足盾構(gòu)機(jī)橫移要求。液壓千斤頂高度為700 mm，行程350 mm，需進(jìn)行兩次頂升才能將接收托架與盾構(gòu)機(jī)下落到位。

第一次頂升千斤頂置于盾構(gòu)機(jī)施焊的牛腿下面，盾構(gòu)機(jī)盾體上的牛腿距離車站底板面的距離為150 cm(其中包括2 cm厚的鋼板)，此時(shí)千斤頂頂升空間為148 cm，千斤頂?shù)男谐虨?5 cm，本體高度為70 cm。為了保證下部橫向H型鋼順利抽出、盾構(gòu)機(jī)成功下落，千斤頂下部需采用H45×20型鋼和2 cm厚鋼板支墊，其總高度為47 cm。因此，千斤頂本體高度、油缸行程、型鋼支墊及厚鋼板疊加起來的高度大于148 cm，滿足盾構(gòu)機(jī)頂升需要，同時(shí)其下落空間滿足接收托架下部支撐型鋼的抽出、拆分需要，盾構(gòu)機(jī)到達(dá)接收托架如圖2所示。

圖1 盾構(gòu)機(jī)與車站結(jié)構(gòu)

圖2 盾構(gòu)機(jī)到達(dá)接收托架準(zhǔn)備下落

4 盾構(gòu)機(jī)平移

盾構(gòu)機(jī)平移主要采用6套10 t手拉葫蘆橫向拉動(dòng)，車站底板澆筑混凝土?xí)r，在底板右側(cè)預(yù)埋6個(gè)20鋼筋拉環(huán)，用于掛設(shè)手拉葫蘆。采用2臺(tái)45 t液壓千斤頂作為輔助平移措施。千斤頂高度為80 cm，其前部頂在接收架下部H 30型鋼上，后部頂在牛腿上，該牛腿用連接鋼板和螺栓固定在行走鋼軌上，以此來形成推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)平移的反力。

鋼牛腿采用H 20型鋼制作，牛腿長(zhǎng)度30 cm，兩端均用螺栓固定在鋼軌上，作為千斤頂?shù)鬃?。為了防止盾?gòu)機(jī)在平移過程中千斤頂未與牛腿的受力面垂直密貼，而產(chǎn)生一個(gè)向上的分力，造成鋼軌隨著牛腿而上饒，則需要在牛腿的后端面與鋼軌之間的縫隙塞入鐵契片，且頂進(jìn)速度要適當(dāng)放慢。當(dāng)千斤頂達(dá)到最大行程后，將千斤頂收回，又在前面一個(gè)千斤頂行程的位置將牛腿固定在鋼軌上，從而進(jìn)行新一輪的平移頂進(jìn)施工。如此往復(fù)循環(huán)，直至盾構(gòu)機(jī)平移至右側(cè)盾構(gòu)井具有吊裝條件的位置。盾構(gòu)機(jī)平移示意如圖3。

圖3 盾構(gòu)機(jī)平移示意圖

盾構(gòu)機(jī)在鋼軌上平移，容易因?yàn)槭芰Σ痪斐射撥壍氖Х€(wěn)而翻倒，同時(shí)也有可能發(fā)生盾構(gòu)機(jī)因?yàn)榕c托架栓接不牢固而在托架上側(cè)翻的事故。為了在施工中避免這類事故的發(fā)生，要注意以下幾點(diǎn)要求:(1)嚴(yán)格控制油缸的行程，頂升、下落和平移過程要平穩(wěn)、緩慢;(2)頂升前須對(duì)千斤頂進(jìn)行全面檢查，檢查使用性能是否良好，若出現(xiàn)機(jī)械故障應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修;(3)為了保證頂升、下落及平移過程的安全，將接收托架與盾構(gòu)機(jī)之間點(diǎn)焊，使其形成一個(gè)整體，保證整體平移，確保平移過程的安全;(4)用四根鋼絲繩將盾構(gòu)機(jī)與托架栓接牢固;(5)平移過程中，若鋼軌上撓變形過大，要立刻停止頂進(jìn)，切不可硬推。

5 結(jié)束語

在城市地鐵規(guī)劃設(shè)計(jì)中，出于方便乘車的考慮，一般車站多而區(qū)間短。在地鐵隧道施工過程中，一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)往往要面臨著車站和區(qū)間的多次轉(zhuǎn)換，盾構(gòu)機(jī)到達(dá)車站或中間接收井后，要迅速拆解吊裝至另一區(qū)間，進(jìn)行二次始發(fā)。如果接收井不能在左右兩線均預(yù)留吊裝口，同時(shí)接收井的縱梁高度不足，將影響盾構(gòu)機(jī)的平移。此時(shí)可以采用將盾構(gòu)機(jī)和托架整體下落以便能夠騰出足夠的空間，盾構(gòu)機(jī)得以穿過縱梁下方到達(dá)吊裝口。平移時(shí)在鋼板上鋪設(shè)鋼軌，托架在鋼軌上移動(dòng)，摩擦力小，該方法思路新穎，所用設(shè)備簡(jiǎn)單，施工操作簡(jiǎn)便，值得在類似工程中大力推廣。

［1］王珣，楊博，劉文斌.盾構(gòu)機(jī)平移過站技術(shù)［J］.隧道建設(shè)，2007，27(4):52 －54

［2］鐘志全.無吊裝條件下的盾構(gòu)機(jī)平移過站［J］.建筑機(jī)械化，2009(12):59－61