盾构过站工艺流程

盾构过站工艺流程

一、 工艺概述

1 、定义

盾构过站是指盾构在主体结构已完成的车站内出洞后，利用外力或自身力顶推通过车站内部，达到再次始发或吊出条件的过程。

2 、盾构过站整体施工方案

盾构达到车站后，根据车站结构形式、净空尺寸以及工期要求等，可选择不同的过站方式，已达到经济高效的目的。

2.1 常规盾构过站

盾构出洞后主机与后配套分离，主机利用过站小车，采用外加千斤顶顶推的方式通过车站，后配套利用在车站内铺设的轨道，由电瓶车牵引通过车站。该方式属于常见的盾构过站方式。电瓶车牵引拖车过站时，需要根据拖车重量、线路形式，进行计算设计，并要严格安全控制。

2.2 导台盾构过站

盾构出洞前，车站底板沿设计线路施工混凝土导台，盾构出洞后，主机通过时采用自身千斤顶顶推管片前进，采用管片安装机在盾尾处安装最下部一块管片，后配套在管片上直接拖拉过站。适用于标准断面和异型断面。

二、 作业内容

常规过站施工内容包括：过站材料的准备、主机与后配套分离、钢板及滚轴放置、顶推主机过站、过程中纠偏、后配套过站。

导台过站施工内容包括：砼导台的施工、盾构主机上导台、盾构推进、管片铺设与连接、过程中纠偏、后配套跟进。

三、 工艺流程图

图 1   盾构常规过站流程图

图 2   盾构导台过站流程图

四、工序步骤及质量控制说明

1、盾构常规过站

1.1过站准备

过站小车的准备

过站小车是由始发台改造而成。具体要求为：在始发台底焊接一块 δ＝20mm 的钢板（宽 500mm）。焊缝间距 150mm，每一处焊缝长度 150mm，始发台每一侧必须双面焊接。为防止在推进过程中始发台与钢板脱焊，可考虑在始发台内侧型钢两边加肋板进行加固。

盾构固定

盾构出洞，爬行上始发台后。首先用肋板垂直的把盾构机与始发台焊接在一起。再用 A3 钢板（200×200×20mm）把盾尾与中体焊接在一起。保证盾构与始发台成为一个整体。

盾构推进准备

在始发台端头焊接两个推进板，在场地铺设的钢板上安装推进反力座，同时准备两个 80T

的推进油缸。为了便于盾构的推进及过程中的调向，在过站小车与底板钢板间放置滚轴。

图 1   支承座及油缸焊接位置示意图

滚轴采用直径 80mm，长度 400mm 的圆钢。为便于在过站小车下部安放钢板及滚轴，需要把盾构抬起。因此，在盾构两侧焊接四个支撑座，分别把四个 150T 油缸焊接在支撑座上，在需要时把盾构顶升抬起。

图   2   150t   油缸支 座           图   3   150t   油 缸

1.2主机与后配套系统分离

在盾构主机完全推上接收小车之后，以支撑架支撑连接桥，支撑稳妥后即可将连接桥与盾构主机分离，并将各种管线同时与主机拆开。完成管线分离后，盾构完成到达，可进行主机过站准备。在盾构到达前做好电缆线与油管的标识。在盾构上始发台后，将主机与后备套分离（包括各种管线）。油管从中体液压油分配阀处开始拆缷，把油管、气管、水管、泡沬管放置在连接桥上。电缆线从主机内拆开后放置在 1＃拖车上。把管片输送小车运出。同时，用 H175 型钢把连接桥支撑起，支撑架焊接在 H175 型钢上。最后把连接桥与主机连接的拖拉油缸拆除，分开主机与后备套。

1.3盾构主机过站

钢板及滚轴放置

先把始发台固定挡块及钢支撑拆除，再把 4 个 150T 液压千斤顶的油管接好。开动液压泵站，把顶升液压千斤顶油缸均匀平稳地慢慢伸出，顶起盾构机。然后在过站小车底放置钢板，铺好钢板后，在钢板与过站小车之间放入滚轴。滚轴摆放要整齐，否则不但拖动力大，而且方向不容易控制，滚轴的间距在半米左右。然后收回顶伸油缸，使盾构机和过站小车落在滚轴上。

图 5   钢板及滚轴放置示意图

盾构主机推进

先把盾构机后侧面的两个液压千斤顶的油管拆除，再把油管接到 80T 推进油缸上，在钢板上安装好推进反力座，把推进油缸放置到位。依次开启两边的推进油缸，使油缸撑靴顶紧过站小车上的推进挡板，然后同时开动两边推进油缸，推动盾构机前进。盾构机前进过程中，操作人员要及时的把后面的滚轴拿到盾构机的前部，摆放在钢板上。此次盾构过站需要进行水平方向的偏移，到达偏移区之前，先保持盾构机正常的过站姿态，当刀盘进入偏移区域后，采取 80T 千斤顶单边推进，并适当调整底部滚轴方向，使之与盾构机中心线方向成一定角度，从而达到盾构机调向之目的。

地面钢板前移

盾构机前移约十二米后，需要将过站小车底钢板前移。具体方法是：首先开动千斤顶把过站小车连同盾构机顶起到完全离开滚轴，然后用卷扬机把钢板前拖，直到钢板的尾部和过站小车的尾部基本在同一位置，在拖动钢板到位后，调整钢板的横向位置及滚轴的摆放位置。然后再收起千斤顶，使盾构机连同过站小车落到滚轴上，开始下一循环的前移。依此循环，直至盾构主机推进到位即完成盾构主机过站。

盾构机推进移动过程中的纠偏

移动过程中盾构机偏离预计中线是不可避免的，重要的是及时发现，随时纠正。纠偏可采用用单边的推进油缸在推进过程中纠偏；用滚轴进行纠偏，这种方法适合偏移较大时。

盾构机变线偏移

在盾构空推过站时，因受车站主体结构的影响，需对盾构机进行变线偏移。变线偏移是在推进过程中完成，采用单边油缸推进和滚轴相结合完成。具体操作为，先用顶升油缸顶起过站小车，改变滚轴的方向，使每一根滚轴都正对着要偏移的方向，然后再收回顶升油缸，用单边推进油缸缓缓推进，并随时纠正方向，直到完成偏移。

1.4后备套过站

后配套过站轨道

在盾构机前进的同时，要开始后配套轨道及运输轨道的铺设工作。后配套设备轨道及道床铺设方法如图所示。

图 7   后配套设备轨道及道床铺设

后配套设备过站

后配套设备的轨道铺设完成后，开始后配套设备的过站工作。后配套连接桥的前端已经支撑在支撑小车架上，并在 2＃拖车前步轮对焊接一个横梁（175H 型钢），利用 45T 电瓶机车直接拖动整个后配套系统向前移动。完成后配套的过站施工。

2、导台盾构过站施工

2.1混凝土导台施工

盾构机到达前一个月，先施工混凝土圆弧导台，保证盾构机到达时，混凝土强度达到要求。

图 8   混凝土导台施工示意图

导台混凝土施工前必须先把螺栓和网片加工完成。

混凝土导台施工的预埋螺栓为了增加抗拔力，埋入部分可做成弯钩或 “人”字形，规格为 M22×200 整根螺栓带螺纹。每根钢轨的压板螺栓设 2 个为一组，并用φ8mm 长 180mm 的盘条与螺栓垂直焊接相连，螺栓外露在导台上面的 100mm 螺纹全部用透明胶带进行缠绕保护。

图 9   预埋螺栓示意图

混凝土导台施工的网片加工用 φ8mm 的盘条剪切成 1500mm 一段编织成 1500mmX1500mm间距为 150mm 的网片。

图 10   钢筋网加工示意图

浇筑混凝土之前先把钢筋网铺好，把钢筋网用石块或者砖块垫高 100mm。

混凝土导台的中心线路选择时，要考虑车站净空、不同断面的尺寸、盾构机尺寸以及盾构偏移极限等因素，中线布置时尽量缓和。

混凝土可为 C30~C50 素混凝土。采用简易木模板在边上立侧模，确保尺寸满足要求。

混凝土用泵车由地面泵送入站厅，弧面由人工抹成。

施工混凝土导台时，测量组先把测量的标高数据写在不影响混凝土施工的柱子上或者打桩做好标记。

边打混凝土边预埋压板螺栓。

待混凝土达到强度后，开始安装钢轨。

图 11   钢轨铺设示意图

2.2盾构机主机过站

盾构机在出洞后，沿着已完成的混凝土浇筑的导台步进。在导台上步进时，注意控制千斤顶的行程差，保证盾构机按照已确定的线路顺利的通过。

盾构机步进时由导台的圆弧凹槽上的 2 条钢轨承受重量，由两侧的 2 条钢轨进行导向。另外，在盾构机向前推进时，管片下方打入木楔子，利用最下部的两组液压千斤顶顶进管片为盾构提供反作用力。

2.3盾构机后配套过站

盾构机主机通过后，在混凝土导台上安置一块管片，并通过木楔子或者方木来调整管片的高差以满足轨枕铺设的需求。

为防止管片的破损和移动，用粗铁丝穿过管片的纵向螺栓孔与底部的钢轨相连并绑紧。每块管片两边的边角需用一段长 200mm 的角钢进行保护。管片输送车以及连接桥可以直接从下部安放的管片通过。其余后配套通过安放在轨枕上的钢轨直接过站。

五、 作业组织

1 、常规过站人员、机械、材料配置

表 1   盾构常规过站施工主要人员配备表

表 2   盾构常规过站施工主要材料计划

表 3   盾构常规过站施工主要机械设备配备计划

表 3 盾构常规过站施工主要机械设备配备计划（续 ）

2 、盾构导台过站人员、机械、材料配置

表 4   盾构导台过站施工主要人员配备表

表 4   盾构导台过站施工主要材料、机械配备表

六、材料消耗与生产效率

1、盾构常规过站

常规过站主要消耗材料为水泥墩（混凝土）、 H 型钢，该材料在盾构二次始发后作为永久轨枕使用，待工程结束后可回收。而施工效率方面，盾构推进一个循环（约 20m）需要顶升主机、拖拽钢板各一次，并且在推进过程中，还需随时调整滚筒角度，加之进行盾构分离、铺设后配套轨道等工作也需要一定时间，因此盾构常规过站平均效率为：15m/天。

2、盾构导台过站

导台过站主要消耗材料为混凝土、钢筋、钢轨、管片以及 H 型钢，其中导台施工所需材料为不可回收材料，管片在盾构始发后可拆除，但需用 H 型钢重新铺设轨道。而施工效率方面，盾构推进采用顶推管片进行，每循环 1.5m，加之管片运输及安装时间，盾构导台过站平均效率为： 30m/天。