張 偉

(北京中鐵隧建筑有限公司，北京 100022)

1 工程概況

圖1 工程總體地理位置及主要建(構(gòu))筑物的布置Fig.1 General engineering，geographic location and layout of main buildings

北京地鐵15號線7標(俸伯站—順義站—石門站)盾構(gòu)區(qū)間土建工程，東起北京市順義區(qū)俸伯站盾構(gòu)始發(fā)井，經(jīng)俸伯站穿越潮白河、中間風道至順義站，通過順義站后經(jīng)府前中街、府前西街，至石門站結(jié)束(如圖1所示)。盾構(gòu)機過順義站時要穿過主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成的順義站。順義站位于府前路與光明大街的十字交叉口處，沿府前街東西向布置，起訖里程為DK42+435.7 ～ +623.5。車站總長187.8 m，標準段寬22.9 m，基坑深約16 m。車站中板至底板高度為8.36 m，過站最小寬度為7.4 m。

2 過站名詞解釋及2臺盾構(gòu)機簡介

2.1 過站名詞解釋

1)盾構(gòu)機過站是指盾構(gòu)機在整個盾構(gòu)施工過程中經(jīng)過一個已經(jīng)建好的車站而需要進行的所有工作，包括盾構(gòu)機的到站、站內(nèi)移動、組裝、調(diào)試、二次始發(fā)等。

2)盾構(gòu)機的站內(nèi)移動是指盾構(gòu)機主體及后配套臺車經(jīng)過車站內(nèi)空間從盾構(gòu)機的到達端到盾構(gòu)機的始發(fā)端之間移動的一系列作業(yè)。

3)二次始發(fā)是指盾構(gòu)機在第一區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)井已經(jīng)進行了一次始發(fā)掘進，過站工作完成后又要進行所有始發(fā)掘進的工作，故稱為二次始發(fā)［1－2］。

2.2 2臺盾構(gòu)機簡介

1)左線盾構(gòu)為日本小松φ 6 230 mm鉸接式土壓平衡盾構(gòu)機，總長68 m，刀盤結(jié)構(gòu)為面板式，最大推力37 730 kN，最大推進速度80 mm/min;刀盤最大轉(zhuǎn)速2.2 r/min，最大扭矩4 800 kNm;螺旋輸送機最大轉(zhuǎn)速20.5 r/min。

2)右線盾構(gòu)為日本IHIφ 6 140 mm鉸接式土壓平衡盾構(gòu)機，總長72 m，刀盤結(jié)構(gòu)為輻條式，最大推力37 500 kN，最大推進速度85 mm/min;刀盤最大轉(zhuǎn)速2.6 r/min，最大扭矩5 105 kNm;螺旋輸送機最大轉(zhuǎn)速20.5 r/min。

3 左右線盾構(gòu)過順義站施工技術(shù)

3.1 盾構(gòu)機過站人工、材料、機械等資源配置情況

3.1.1 盾構(gòu)過站施工主要人員配備計劃

見表1。

表1 盾構(gòu)過站施工主要人員配備計劃Table 1 Major labor arrangement when shield crossing the Metro station

3.1.2 盾構(gòu)過站施工主要材料計劃

見表2。

表2 盾構(gòu)過站施工主要材料計劃Table 2 Majormaterialneeded when shield crossing the subway station

3.1.3 機械設(shè)備配備計劃

盾構(gòu)過站施工主要機械設(shè)備配備計劃見表3。

3.2 盾構(gòu)空推過站前的各項施工準備工作

3.2.1 過站小車的準備

過站小車是由始發(fā)臺改裝而成。具體要求為:在始發(fā)臺底焊接1塊δ=30 mm的鋼板(寬500 mm)。焊縫間距 150 mm，每處焊縫長度150 mm，始發(fā)臺每側(cè)必須雙面焊接。始發(fā)臺端頭兩側(cè)加焊推進油缸延長臂。始發(fā)臺四面用擋塊和鋼支撐固定(小車定位好后)，防止在盾構(gòu)機推上始發(fā)臺時，始發(fā)臺移動。

表3 盾構(gòu)過站施工主要機械設(shè)備配備計劃Table 3 Machinery plan when shield crossing the subway station

3.2.2 車站底板以及洞門口預(yù)埋件

為了方便過站過程中導(dǎo)鏈有生根點拉鋼板或者盾構(gòu)機，要求在底板上預(yù)埋掛鉤，掛鉤預(yù)埋在車站底板的兩側(cè)，緊挨側(cè)墻位置，每隔10 m預(yù)埋1個，在預(yù)埋過程中必須要預(yù)埋牢靠。

3.2.3 車站底板的準備工作

主要工作包括場地平整和在場地上鋪設(shè)鋼板，為盾構(gòu)機過站小車(及盾構(gòu)接收小車)提供平整且強度足夠的滾動面。為便于鋼板的移動，需在車站東端安設(shè)1臺卷揚機，在盾構(gòu)機到站之前要進行車站內(nèi)卷揚機的安裝固定工作。

3.2.4 盾構(gòu)機固定

盾構(gòu)機出洞，爬行上始發(fā)臺后，需將盾構(gòu)機與始發(fā)臺焊接成一個整體。

3.2.5 盾構(gòu)平移和推進準備

為保證盾構(gòu)機平移，在始發(fā)臺下部鋪上鋼板，并在鋼板上涂抹黃油。為保證盾構(gòu)機的順利推進，在場地鋪設(shè)的鋼板上安裝推進反力座，同時準備2個推進油缸。為了便于盾構(gòu)的推進及調(diào)向，在過站小車與底板鋼板間放置滾軸(如圖2所示)。

3.2.6 盾構(gòu)主機與后備套分離

在盾構(gòu)機到達前做好電纜線與油管的標識，在盾構(gòu)機上始發(fā)臺后，將主機與后備套之間的各種管線拆開。同時，用支撐架把連接橋支撐起來，最后把連接橋與主機連接的拖拉油缸拆除，分開主機與后備套。

圖2 盾構(gòu)機支撐及油缸布置示意圖Fig.2 Shield support and cylinder

3.3 盾構(gòu)機解體后的主機過站

3.3.1 盾構(gòu)機主機平移

前期準備工作做好后，開始盾構(gòu)機主機的平移工作。首先，把固定始發(fā)臺的擋塊和鋼支撐拆除，保證始發(fā)臺四周沒有障礙物。在始發(fā)臺的右側(cè)平移鋼板上焊上反力座(250 mm×100 mm×40 mm)，把2個油缸放置在反力座與始發(fā)臺間，開始水平推移盾構(gòu)機。

3.3.2 鋼板及滾軸放置

先把4個頂升液壓千斤頂安裝到盾構(gòu)機主機兩側(cè)的支撐座上，并把液壓千斤頂?shù)挠凸芙雍谩ｉ_動液壓泵站，把頂升液壓千斤頂油缸均勻平穩(wěn)地慢慢伸出，頂起盾構(gòu)機主機(如圖3所示)。盾構(gòu)機主機抬起后，先把始發(fā)臺下部的平移鋼板用卷揚機拖出，然后再用卷揚機在過站小車底放置推進鋼板，鋪好鋼板后，使用卷揚機把鋼板固定拉住，確保在盾構(gòu)推進過程中鋼板不至于向后移動，保證盾構(gòu)推進時底部鋼板不動提供反力，同時在鋼板與過站小車之間放入滾軸，然后收回頂伸油缸，使盾構(gòu)機主機和過站小車落在滾軸上。

圖3 盾構(gòu)機支撐實際過站時被油缸頂起Fig.3 Shield crossing the subway station by cylinder uplifting

3.3.3 盾構(gòu)主機推進

先把盾構(gòu)機主機后側(cè)面的2個液壓千斤頂?shù)挠凸懿鸪侔延凸芙拥酵七M油缸上，把推進油缸放置到位。打開液壓泵站，依次開啟兩邊的推進油缸，使油缸撐靴頂緊過站小車上的推進擋板，然后同時開動兩邊的推進油缸，推動盾構(gòu)機主機前進(如圖4所示)。盾構(gòu)機主機往前行走300 mm后，把推進油缸收回，前移到下個反力座，繼續(xù)進行下一循環(huán)的推進。盾構(gòu)機主機在前進過程中，操作人員要及時把后面的滾軸拿到盾構(gòu)機主機的前部，擺放在鋼板上。

圖4 盾構(gòu)機在鋼板上空推過站時后部推進油缸Fig.4 Forcing cylinder

3.3.4 地面鋼板前移

盾構(gòu)機主機前移約8 m后，需要將過站小車底部鋼板前移。具體方法是:首先開動千斤頂把過站小車連同盾構(gòu)機主機頂起到完全離開滾軸，然后用卷揚機把鋼板前拖，直到鋼板的尾部和過站小車的尾部基本在同一位置，在拖動鋼板到位后，調(diào)整鋼板的橫向位置及滾軸的擺放位置。然后再收起千斤頂，使盾構(gòu)機主機連同過站小車落到滾軸上，開始下一循環(huán)的前移。依此循環(huán)，直至盾構(gòu)主機推進到位即完成盾構(gòu)主機過站。

3.4 盾構(gòu)機的后配套設(shè)備過站

3.4.1 后配套設(shè)備的過站軌道

在盾構(gòu)機前進的同時，要開始后配套軌道及運輸軌道的鋪設(shè)工作。為了加快軌道及道床的鋪設(shè)速度，道床的各個部件為預(yù)制組裝式，立柱為棱臺形鋼筋混凝土預(yù)制件，道床為175 mm H型鋼制成。軌道的鋪設(shè)應(yīng)注意在過通道時偏移通道中心線，即在出洞門后11 m的距離向左偏移500 mm，才不至于碰到邊墻。

3.4.2 后配套設(shè)備過站

后配套設(shè)備的軌道鋪設(shè)完成后，開始后配套設(shè)備的過站工作。將后配套連接橋的前端支撐在管片運送車上，利用35 t電瓶機車牽引整個后配套系統(tǒng)向前移動，直至到達車站的另一端頭。

3.5 盾構(gòu)機過站完成后的組裝調(diào)試工作

1)盾構(gòu)機過站完成后，需要將盾構(gòu)主機與后配套拖車進行重新組裝，組裝內(nèi)容包括液壓系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、油脂系統(tǒng)、泡沫系統(tǒng)等。

2)組裝完畢后進行系統(tǒng)的調(diào)試工作，包括對各個系統(tǒng)的測試。當盾構(gòu)機完成調(diào)試后，即可進行二次始發(fā)前的其他準備工作，完成盾構(gòu)過站任務(wù)。

3.6 此種過站方法對車站底板的要求

1)要求車站底板較為平坦，否則在推進過程中會給盾構(gòu)主機下方的推進鋼板前移帶來困難，并且如果底板不平，底部鋼板也容易變形。所以，要求車站底板必須相對較為平坦。如果底板澆筑完成后不平坦，可以進行人工處理，使之到達能夠滿足此種方法盾構(gòu)空推要求的底板較為平坦的條件。

2)要求底板上預(yù)埋好固定卷揚機的裝置，這些預(yù)埋好的裝置，必須達到一定的強度，保證卷揚機在拉緊鋼板時候，能為盾構(gòu)空推提供足夠大的反力。

［1］ 張鳳祥，傅德明，楊國祥，等.盾構(gòu)隧道施工手冊［K］.北京:人民交通出版社，2005.(ZHANG Fengxiang，F(xiàn)U Deming，YANG Guoxiang，et al.Shield tunnel construction Manual［M］.BeiJing:China Communications Press，2005.(in Chinese))

［2］ 張鳳祥，朱合華，傅德明.盾構(gòu)隧道［M］.北京:人民交通出版社，2004.(ZHANG Fengxiang，ZHU Hehua，F(xiàn)U Deming.Shield Tunnel［M］.Beijing:China Communications Press，2004.(in Chinese))

［3］ 張庭華.土壓平衡盾構(gòu)土艙壓力控制技術(shù)研究［J］.鐵道標準設(shè)計，2005(8):83 －85.(ZHANG Tinghua.Earth pressure balance shield earth pressure control technology research［J］.Railway Standard Design，2005(8):83 －85.(in Chinese))