劉貴安

1.上海市基礎(chǔ)工程集團有限公司 上海 200002；2.上海城市非開挖建造工程技術(shù)研究中心 上海 200002

1 工程概況

上海軌交15號線上海西站站為地下3層島式車站。車站主體結(jié)構(gòu)已于前期11號線施工時完成。15號線工程上海西站站—銅川路站區(qū)間盾構(gòu)機由上海西站站的南端頭井始發(fā)，由于鐵路上海西站的開通及周邊居民出行、生活需要，南端頭井已不具備盾構(gòu)下井條件，盾構(gòu)機需從新建北端頭井下井過站至南端頭井始發(fā)。但由于上海早期地鐵盾構(gòu)直徑為6 340 mm，而目前采用盾構(gòu)機直徑為6 760 mm，已建車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)最小凈距為5.45 m，最小凈高為6.09 m。而盾構(gòu)機直徑為6.76 m，長度為9.07 m，臺車寬度為4.85 m，無法滿足盾構(gòu)整體過站要求。

鑒于以上情況，為確保盾構(gòu)機順利通過車站，規(guī)避施工中的安全風(fēng)險，施工前經(jīng)過仔細分析比較，盾構(gòu)機采用解體過站的方法較為合理可靠[1-4]。

2 施工流程

結(jié)合上海西站站現(xiàn)場實際情況與盾構(gòu)機各部件的規(guī)格尺寸情況，制訂總體施工流程（圖1）。

圖1 過站施工流程

3 主要技術(shù)措施

3.1 盾構(gòu)機分割

盾體前盾、中盾、尾盾由中部分割為上下2部分較為經(jīng)濟合理，為確保刀盤的整體性，避免盾構(gòu)推進中發(fā)生風(fēng)險，盾構(gòu)刀盤、鉸接環(huán)不分割，采用傾斜過站的方式。

3.2 架設(shè)橋吊

由于井下空間狹小，盾構(gòu)機分解后部件較多、質(zhì)量較大，組裝盾構(gòu)機施工難度較大。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，在車站結(jié)構(gòu)中二板上架設(shè)1臺70 t橋吊（圖2）以配合盾構(gòu)機井下組裝，并將結(jié)構(gòu)中二板部分破除（圖3），保證吊鉤從刀盤至盾尾行走區(qū)域無障礙。

圖2 已架設(shè)橋吊

圖3 中二板吊裝區(qū)域

3.3 過站小車

由于刀盤及鉸接環(huán)未分割，需整體傾斜過站。根據(jù)實際情況，研制一款運輸小車（圖4），將刀盤以45°角固定在小車上，并采用BIM模擬計算運輸過程中小車重心的變化，結(jié)合計算結(jié)果與車站實際情況鋪設(shè)過站軌道。運輸時采用45 t蓄電池電機車推進。

圖4 過站小車設(shè)計

3.4 盾構(gòu)過站及組裝

3.4.1 施工流程

施工準備→刀盤過站定位→前盾下部過站組裝→驅(qū)動部過站組裝→前盾上部過站組裝→中盾下部過站組裝→中盾上部過站組裝→鉸接環(huán)過站組裝→尾盾下部過站組裝→尾盾上部吊至中盾上→推進油缸組裝→拼裝機組裝→螺旋機組裝→尾盾上部組裝

3.4.2 過站前準備

鋪設(shè)重型軌道作為過站線路，由于盾體機部件自重較大，為防止盾體壓斷鋼軌造成事故，所以對運輸線路的平整度要求極為苛刻。應(yīng)在過站施工前對車站底板進行清理，并用砂漿、鋼板等進行找平。在找平后的底板上鋪設(shè)過站軌道。

由于運輸盾構(gòu)部件平板車尾無法到達橋吊吊鉤范圍內(nèi)，在平板車軌道靠近始發(fā)端頭處，需要搭設(shè)作業(yè)平臺（平臺采用φ529 mm鋼管及H400型鋼搭設(shè)），鋪設(shè)延長軌道，方便橋吊吊取平板車上的盾構(gòu)部件。

在南端頭井中二板采用工字鋼制作梁鋼架，在橋吊外側(cè)梁板開設(shè)4個φ100 mm的吊裝孔，結(jié)合鋼架下方用2個20 t重型手拉葫蘆懸掛，為螺旋機安裝時使用（圖5）。

圖5 始發(fā)架就位示意

3.4.3 刀盤下井、過站、定位

在地面上利用260 t履帶吊將刀盤吊裝下井，在將到達小車上方2 m時，利用電動葫蘆將刀盤翻轉(zhuǎn)成45°角，并用葫蘆鋼絲繩等加強固定，平穩(wěn)移動至南端頭井就位（圖6、圖7）。鉸接環(huán)同此方法。

圖6 刀盤過站

3.4.4 盾體部件過站、安裝

利用45 t蓄電池電機車作動力，依次將盾構(gòu)部件吊裝下井過站至南端頭井，采用70 t橋吊輔助組裝。在尾盾下部組裝完成后，先將尾盾上部吊放至中盾上，待推進油缸、拼裝機、螺旋機組裝完成后再進行尾盾上部組裝。充分利用橋吊進行組裝（圖8）。

圖7 刀盤過站現(xiàn)場

圖8 盾體過站組裝

3.4.5 螺旋機過站組裝

將螺旋機運輸至始發(fā)井，因螺旋機長達10 746 mm，采用中二板上預(yù)設(shè)的工字鋼架上的重型環(huán)鏈葫蘆和橋吊同時吊裝螺旋機，先將螺旋機緩慢平移進盾體后，利用橋吊及葫蘆調(diào)節(jié)螺旋機角度進行組裝（圖9）。

3.4.6 后配套系統(tǒng)過站

后配套系統(tǒng)因結(jié)構(gòu)尺寸大于車站寬度，過站較為簡單順利。在盾體組裝完成后，利用電機車依次推進至始發(fā)井并完成管路連接，驗收后交付使用。

圖9 組裝螺旋機

3.5 盾構(gòu)機使用效果

此臺盾構(gòu)機于2017年11月26日進行組裝，2018年1月12日盾構(gòu)始發(fā)，1月19日推進拼裝完成25環(huán)。

由于是新制設(shè)備，故在使用過程中存在些許問題、故障，但未發(fā)現(xiàn)由現(xiàn)場組裝而產(chǎn)生的問題。土壓測定、油缸行程、鉸接密封均正常，盾構(gòu)機整體施工效果較為理想。

4 結(jié)語

本文以上海軌交15號線19標上海西站站盾構(gòu)解體過站實際案例，分析研究有限空間中盾構(gòu)過站及組裝施工工藝。實際使用效果證明，盾構(gòu)解體過站、組裝是在有限空間中進行過站施工的一種切實可行的方法。

但在施工過程中還存在許多待改進的地方，比如刀盤組裝吊點位置設(shè)置、刀盤定位垂直度控制、橋吊吊鉤與盾體距離控制、為保護鉸接環(huán)密封中盾縱縫焊接控制。相信在今后的盾構(gòu)施工中可能還會遇到類似問題，希望此項技術(shù)能繼續(xù)使用并改進完善。