盾构机滚杠过站技术

1、参评论文工程类盾构机滚杠过站技术摘 要 本文根据广州市轨道交通二/八号线延长线盾构5标盾构机过石壁车站的 实际情况，经过方案比选，主要介绍滚杠法盾构机过站方案。盾构机移动过站包括盾构机主 体过站、盾构机后配套设备过站及盾构机的检修。关键词盾构机滚杠法过站技术1 .工程概况本工程为广州市轨道二、八号线延长线盾构5标，位于广州市番禺区钟村镇 石壁一村。盾构5标共分为两个区间，即【石壁轨排井广州新客站】、【江泰路 跃进村】，其中在【石壁轨排井广州新客站】区间，盾构机在石壁轨排井分体始 发后，沿西南方向穿越地面约300m鱼塘和河涌到达石壁站北端，两台6.3m 土 压平衡盾构机过石壁车站，在石壁车站南端

2、再次始发，到达广州新客站。盾构机 从广州新客站吊出，运至江泰路始发，施工【江泰路跃进村】区间。石壁车站起点里程为 YDK1+432.78，终点里程YDK1+649.180，车站总长 176.4m。车站主体为现浇钢筋混凝土负二层框架结构；车站底板距地面埋深 17.12m；车站底板纵向缓坡0.2%。过站方案选择盾构机过站时的移动方法多种多样，根据盾构机移动的动力可分为卷扬机牵 引式和千斤顶顶推式；根据盾构机托架与车站底板之间的滑移方式可分为托架下 垫滑动托板式、托架带轮行走式和使用滚杠移动式等。表1盾构机过站方案对比表过站方案优点缺点下垫滑动托板式较为经济过站时间最长托架带轮行走式过站时间短，节约

3、工期。制作托架成本很高滚杠移动式方案简单便捷，施工成 本较低。时间较长通过以上三个方案的分析对比，决定在该工程中盾构机过站采用滚杠法过站。盾构机过站的前期准备工作盾构机移动过站包括盾构主体过站、架设站内轨行设施和后配套牵引过站，以及盾构机的检修。本文主要介绍采用滚杠移动式和千斤顶顶推过站方案。1材料准备各类设备材料前期准备工作见表2盾构机过站主要材料设备表。表2盾构机过站主要材料设备表序 号名称规格型号单位数量备注1汽车吊50t台1吊始发架、反力架并送入石壁站底板2卷扬机5/10t台各1站内牵引、移动始发架、反力架324mm钢丝 绳6X37+1米300卷扬机配4钢滑车吊钩 H16X1K8G 1

4、60KN 吊钩H32X3D 320KN台各1牵引盾构和后续台车用于倍力工具5锁具卡环200KN个4用于牵引6锁具卡环400KN个10捆绑盾体和始发架7锁具卡环800KN个10捆绑盾体和始发架8扦制钢丝绳两头 扦套环6 X 19+1 19,L=21m/15m,4X 37+14 30mm,L=3m 根 X2根1/5根21m用于拉紧洞门密封蝴蝶板；将盾 构和始发架绑扎一体9手拉葫芦3t台3用于拉紧洞口蝴蝶板1 0手拉葫芦5t台611预制水泥墩H钢钢板钢板C30砼200X200, 12m/根6 =10mm, Q235, 1 X9m （或 1X12m）6 =10mm, Q235, 2X 12m个根块块3

5、605646用于后续台车、电瓶车辆同步标高铺 设路轨不从车站井口吊入，由电瓶机车送入盾构移动用进站洞口铺设钢板并与底板锚固12液压泵站非标（自制）台1供推进油缸用，已提供设计图纸和资 料13推进油缸100t （非标自制）个2用于推进主机（含快速高压软管接头）14电焊机630直流焊台115交流弧焊机BX-500台316移动空压机V-0.6/7台1含软管30m17角磨机100把218始发架套2冲洗干净、备齐螺栓刷防锈漆19反力架套2冲洗干净、备齐螺栓，含支撑等物件20泥浆泵功率：18.5kw含排污管台2用于积水井和再次始发洞口排污用21膨胀螺栓M24X150套10022风镐含气管20m/根支6用于

6、凿除洞门，另配压缩机23洞门A板付42洞门B板付4452洞门压板套462工字钢轨枕根400见附图72钢轨43kg米704后续台车与主机连接，即可拆除后部 路轨82滚杠 80X500根4040cr或类似材料2地基加固在石壁站盾构机进出洞口地面进行深层旋喷注浆加固，避免洞口混凝土凿除 时产生大面积水土流失。3. 3车站吊运场地准备工作参照石壁车站断面图，通风井吊入口地面场地进行平整，并对吊入口井壁四 周进行清理，消除各类坠落物隐患。用50t汽车吊将转运来的各类设材，通过吊 入口送入站内底板，并迅速通过卷扬机将各类设材转运到指定位置。3. 4对石壁站底板清理、整顿工作3.4. 1彻底清理石壁站内底板

7、上的各类杂物，用水将底板冲洗干净；3.4.2将站内底板盾构机通过区域预留钢筋向前推进前方扳倒，保证其凸出 底板高度不大于50mm；3.4.3在车站进出洞门旁的污水池分别安装泥浆泵及其排放到地面淀池的管 路。3.4.4测量人员对车站底板进出洞门垂直、水平轴线进行放样，作好标记； 同时将洞门轴线投影到底板上；将洞门中心距底板高程测量数据书面报相关负责 人，以便为安装盾构主体托架提供可靠数据。3.4.5在盾构机进站洞门垂直底板中心线的两侧、及盾构机主体平移方向位 置上，铺设三块厚10mm，2X12(m)钢板，用膨胀螺栓将钢板与底板牢固的焊接 在一起，避免盾构主体接收托架滑动平移时钢板发生位移，如图1

8、所示。_;11平移后的 中心线盾构进 站中心 线3.4.6根据计算盾构主体接受托架的安装高程，将始发托架对准进站洞门中 心投影线，经过复测调整无误时，即将始发托架进行固定。平移后的 中心线盾构进 站中心 线钢板1厚10mm 2X12m钢板2厚10mm 2X12m钢板3厚10mm 2X12m图1洞门与车站底板平面详见钢板示意图02234-S-JG-02-003布置图3. 5洞门凿除1、在盾构机到达距站区50环时，即可安排人员对进站洞门维护结构分块凿 除2/3厚度(保留1/3厚度和外墙钢筋)。2、凿除下来的混凝土渣粒装入编织袋中并堆码整齐以便洞门贯通后利用运输工具将废弃渣土运出洞外。3、安装洞门环

9、板、密封圈、蝴蝶板。洞门环板、密封圈、蝴蝶板装好后， 将1根L=21m、0 19-6X19+1钢丝绳穿过蝴蝶板拉紧环。并在洞口左侧适合人体 高度位置安装固定一台3t手拉葫芦，以便盾构主体出洞后、用手拉葫芦拉紧钢 丝绳。蝴蝶板受到拉压力将密封橡胶圈压在管片上，从而有效的防止建筑空间的 浆液溢出。盾构机进站的准备工作1、盾构机进站后，线路中心线与车站底层结构互相干涉，为解决这个问题， 当盾构主体与后配套在洞内分离，盾构主体完全推入到始发托架上。我们将线路 中心向车站底板反梁方向移动1.1m，避免盾构与车站结构发生碰撞。2、理论上盾构机推进到195环（尾环）千斤顶行程240mm刀盘穿透洞门。 盾构机

10、到达前30m需反复对主控导线复检、激光经纬仪复检和盾构机头位置人工 测量。破洞前盾构机允许偏差10mm，仰角偏差控制2mm/m，避免出现俯角姿态。3、保证车站底板至监控室、监控室至盾构机操作主司机之间通信畅通，配 备必要的对讲机。4、盾构机最后的到站掘进应小心谨慎，准确控制好掘进方向和推力。5、当盾构机从最后一环管片脱出进入车站时，需在千斤顶后部施加临时钢 管支撑（L=1.5m），以祢补千斤顶行程不足（钢管支撑主要设在下部，为三根0 200mm钢管管壁厚0 =10mm）。6、盾构机盾尾支撑体系的建立，当第一环闭合管片脱出盾尾后，立即进行 盾尾支撑的安装，将钢管支撑轴向传力全井壁，这样盾构机出洞

11、推进时，便于控 制盾构机出洞时的轴线，防止盾尾变形过大而造成的损坏。7、同步注浆与壁后补压浆，采用单浆液按200%的建筑空隙注浆，为防止盾 尾漏浆而影响压浆的效果，在推进过程中加大盾尾油脂的压注量，同时采用二次 快凝补压浆或在第一环闭合管片安装后采用压注400kg聚氨脂（尽可能不用）， 以阻断水土和浆液从洞圈溢出，与此同时盾构机掘进采取连续推进和管片拼装， 以此来缩短进洞时间，避免洞门土体塌方。8、由于出洞口的预留洞门直径为中6620mm，盾构机的刀盘直径为中6280mm， 其圆周间隙为170mm，而从盾构机破洞开挖面到接收托架的距离为3000mm，盾构 机的盾体重量集中在刀盘、前体和中体，盾

12、体在没有引导的情况下上接收托架， 盾构机的机头极易栽头，导致盾尾间隙过小挤坏管片。而且机头下沉极易与接收 托架形成一定的角度，引起托架变形甚至发生安全事故。鉴于此，在洞门圈底部 60的范围内，浇筑约13 cm厚的混凝土导向槽，以利于盾构机以良好的姿态上 托架。9、盾构机进入车站时，因为刀盘前端阻力几乎为零，故千斤顶推力将逐渐 减少，存在较大缝隙，影响了注浆质量，从而导致渗水。拟采取以下对应措施：使用特殊设计10.9级高强螺栓，使单纯依靠螺栓紧固力即可将管片间的 止水条压缩到位。利用后部管片的起吊孔，使用葫芦协助拉紧待装管片并上紧螺 栓。为进一步确保盾构机出洞时洞门附近的管片位置不发生移动，在1

13、86197 环管片的2点、4点、8点、10点附近焊接4根L50XL50X5角钢拉条。盾构机的分解及平移5. 1盾构机主体与后配套分解盾构机主体上始发架后用型钢牢固支撑连接桥；此时钢支撑中间空间应能满足车辆通过，使后配套过站器材能顺利运到进站口。分离主体与后配套，拆开连接的水管、气管、液压管、电路。（如图2所小）盾构主体图2盾构机主体与后配套分离示意图5. 2盾体的固定及平移1、固定盾体和始发架，用准备好的钢丝绳和葫芦将盾体与始发托架牢固绑 扎在一起。2、在始发架右边安装两台100吨千斤顶，找好支撑反力，利用滑动摩擦推 力原理向左线将始发架向车站底板反梁方向平移1100mm；左线平移1000mm

14、。（如 图3）滚杠法过站本过站方案以左线盾构过站为例。图3 盾体平移示意图6.1滚杠的安放用推力油缸单侧将盾构主体顶升（如图4）到能将滚杠（6 80X 500mm）放 置在始发托架底板和滚杠前移垫板之间。（滚杠安放如图5）滚杠必须多于15根，由于实际情况与计算不可能完全相符，所以我们采用 28根滚杠承受盾构机主体过站。考虑前后倒运，本次过站拟加工40根80的滚 杠。25UX12UX4U的推进油缸后座25UX12UX4U的推进油缸后座图4盾体顶升示意图6.2盾体前移将推力油缸放置在始发托架两侧和垫板上焊接好的推力座和反力座之间，开 启液压站驱动推力油缸将盾构主体和始发架不断推向前进。同时用5t卷

15、扬机不 断把盾构主体移动空出的钢板拉到前面钢板处对齐放平，操作人员要及时把后面 的滚杠拿到盾构主体前部，摆放在钢板上。如此循环，从而使盾构主体和始发托 架运行到车站底板另一端洞门处。均布图勺一瞟杠安放示意图6.3安装反力架辊杠在托架的位置1、平移到位的盾构主体，经测量检查满足贯入洞门要求后，即可分开盾构 主体和始发托架之间的连接。同时将始发托架牢固焊接在洞口底板的钢板上。2、检查洞门结构凿除情况，确认凿除洞口混凝土结构不会卡阻刀盘时，用 千斤顶徐徐将盾构主体顶入洞门内。3、利用卷扬机将反力架拉起，安装在盾构主体盾尾后部，反力架基准环符 合轴线要求后，即可焊接反力支柱。车站底板轨道的铺设1、为保

16、证石壁站内底板与隧道后续台车、运输车辆在同一水平高度。根据 设计计算将水泥墩按设计轴线摆放好，用来承托钢梁和轨道，以及后续台车运输 车辆通过的载荷。2、为避免后续台车与站内建筑物发生碰撞，需将洞内轨行线平移600mm， 如图6所示。3、水泥墩、钢梁、轨道铺设示意图，如图7所示将电瓶机车运来的水泥墩按图6的轨道中心线分别在轨道轴线上左右、前 后位置相隔1m的距离摆放好，基准点以水泥墩预埋钢板中心为准；在水泥墩左右两侧将运来的200X200H钢，沿车站底板纵向摆好相连，连 接部位需加补强板进行加强焊；并与水泥墩预埋钢板焊接牢固，允许在间隙部位 垫钢板后再焊；图6洞内轨线示意图P43路轨20b轨枕P43路轨20b轨枕水泥墩图7水泥墩、钢梁、轨道铺设示意图将已加工好的车站轨枕按间距0.8m取中摆好后烧焊。安装4条P43kg钢轨，待后续台车通过后，拆除后续台车路轨铺设人行走 道板，方便人员安全行走。以上工作完成后用电瓶车进行反复压道试车，确认安全无误后即可进入下 一道工序。后续台车过站1、用两台45t电瓶车顶推15号后续台车过站。2、后续台车到达盾构主体后部后，即进行水管、电路、气管、油管、注浆 管、液压系统的连接试车工作。3、利用过站时间计算从石壁站再次始发至广州新客站距离，乘上1.2倍作 为电缆长度。将高压电缆一次性接入到盾构机的高压电缆头上，并