盾构机过站 岛式车站盾构机过站技术探讨

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盾构机过站(岛式车站盾构机过站技术探讨)

盾构机过岛站技术探讨

1.盾构机

本文以进口EPB盾构机为例。盾构机总重量约330吨，全长58.405米。它分为两部分:主盾构机和后配套设备。后支撑设备安装在后续的五辆小车上，两部分通过桥梁连接。

盾构机主体由前盾、中盾、盾尾和刀盘组成。盾体直径6340mm，刀盘直径6370mm，总重252.2t，总长9.03m，后支撑小车及桥架总长49.375m，总重约77.8t，小车宽度5.2m(含走道板)，最高高度4.63m，小车轨距2.2m..

2.车站现场条件

需要经过的车站是地下二层10m岛站。车站全长163.3米，标准段宽度18.9米，车站底板埋深约16.5米，车站位于城市主干道上，沿东西方向布置。街道道路红线宽46m，路上车流量大。车站平面布置见下图。

接收端的端部

标准截面的截面

3.车站穿越施工准备

3.1支架制造

由于盾构底部低于车站地板，盾构机固定在支架上，通过车站时同步移动，因此需要制作支架来提升支架。

支架由工字钢制成。接收段沿路由方向采用4根双20H梁(均匀分布)，始发段采用3根双25H梁为主支撑架(分别布置2份路由，布置2份时间)。路线法向采用20H梁，间距1.25米，肋间距1米。支架示意图如图所示。

由于支架的高度已经确定，支架需要升高的高度=通过车站的轨道标高(支架底面标高)-车站盾构底面标高。支架高度不足的部分由垫板支撑，垫板由16毫米钢板制成井字形，底板之间也垫有钢板。

3.2盾构机备用支架

由于盾构机通过支架的底部标高等于通过轨道的标高，因此确定了盾构机进入孔的标高，从而可以确定支架的高度。其余与一般支架相同，如下图所示:

3.3盾构机在支架上的平移

3.4平移时，盾构机深圳生命网铰接部分采用20H型钢焊接，型钢切出，长约1m。盾构机两侧下部两段呈45度对称，如下图所示:

2.5用于交叉车站的滑道

为了减少摩擦，支架和底板之间应增加双层钢板、钢轨或轧制钢筋。本次施工采用的轨道布局为2+1+2。具体布局见下图。

轨道和车站底板用膨胀螺栓固定

3.5顶托力计算和顶托设备

钢与钢之间的摩擦系数为0.5-0.6，摩擦力等于总重力(包括盾构机和支架)；

顶推设备采用100t千斤顶和液压泵站，千斤顶顶推速度为10cm/min，顶推推力为150-160kg/cm2。顶推开始需要10-20%的预顶，油压逐渐升高到盾构开始移动时的压力。

有3个插孔，一个备用。

3.6用于平移的反作用轴承

平移时的反作用支座由工字钢和16毫米钢板焊接而成。详细尺寸见下图:

3.7支架上的反作用支架

用16毫米钢板焊接而成。详细尺寸见下图:

3.8轨道上的反作用轴承

用16毫米钢板焊接而成，有三个孔与轨道连接。

3.9顶铁

顶铁的长度可分为20厘米、40厘米、100厘米等。根据千斤顶的行程和每次的推动距离。按下顶部熨斗上的把手，便于运输。采用20H型钢对焊或16毫米钢板焊接而成。两端用钢板焊接。

4.设备和人员

4.1车站穿越所需材料见下表:

5.盾构穿越

5.1盾构站施工流程

5.2.护盾到达前的准备

5.2.1.车站平面布置图

盾构机到达车站前，应对车站底板进行整理。底板和中间板上影响盾构通过车站的预留钢筋应弯曲，以保证盾构机通过车站网空；底板不平的地面应平整。车站底板整平后，将钢轨铺设在车站标准断面底板上，轨距为3m。铺轨位置见附图2。

5.2.2.始发支架的定位

在接收井中设置接收平台。平台由20#型钢和16毫米厚钢板搭建而成。平台上部钢板相互焊接，表面焊缝应抛光并涂黄油。

在起始框架下，焊接一块16毫米厚的钢板，焊缝间距为150毫米，每个地方的焊缝长度为150毫米。起始框架的每一侧应在两侧焊接。

始发支架接收位置示意图

为了保证启动架能在钢板上滑动，在钢板上安装了推进支架，同时准备了两个推进气缸。启动架固定在钢板上，启动支架加强，便于接收盾构机。

5.3盾构机到达后的准备

5.3.1.用型钢支撑连接桥梁，拆卸水管、气管、液压管等。其连接在屏蔽体和后支架之间。

5.3.2.在盾尾内部焊接支撑型钢，防止盾尾变形。

5.3.3清洗盾体和刀盘，清除空密封土仓内的泥土。

5.3.4.固定护罩和起始框架。盾构机的盾体和启动架分别用钢丝绳在前、中、后固定紧固，在盾壳与启动架接触的不同位置点焊固定，保证盾构机的盾体和启动架不相对移动。

5.3.5、在盾构刀盘、前盾、中盾、盾尾接头处用钢板焊接在一起，防止盾构进站时盾体各部件相对移动。

5.3.6.在盾体上焊接四个带H型梁的牛腿，便于盾体顶起，千斤顶推动盾体滑动。

5.3.7.清理起始框架的加强材料。盾构机收到的加固材料应清除，前一道焊缝的焊渣应打磨干净，使始发架能在钢板上移动。

5.3.8.用两个千斤顶(推力为100t)将盾体连同始发架一起移至盾构机操作平台，将管片拆除，使盾体与支撑设备分离，便于盾构机横向移动。

5.4、盾构机主体站

盾构通过盾构机车站主要包括三个部分:东端横向移动、盾构向前移动和西端井横向移动。

5.4.1盾构机的横向移动

根据站场平面布置，盾构机的盾体应在盾构机前进之前平移。将推进油缸放在焊接在盾构机上的支架上，使油缸支撑靴紧靠设置在车站侧壁加液部分的反力支架，然后同时启动推进油缸，推动盾构机平移。盾构机的平移距离为1.5m

盾体横向运动平面图

盾构穿越示意图

5.4.2盾构机前进

考虑到接收井与站场地面之间有34厘米的台阶，安装盾构机接收支架时，支架将做成7‰的上坡。当盾构机向前移动到车站地面时，高度正好与车站地面上轨的高度相同，因此支架和盾构机可以直接整体推到轨道上，直接通过车站。支架与盾构机在整个钢轨后的位置关系图如下:

全轨安装后支架和盾构机示意图

用起重机拉动支架，使支架和屏蔽体向前移动。在移动过程中，定期检查盾构机和支架的姿态，并及时纠正。

5.4.3、盾构机横移和始发到位

盾体前进时，将到达端转移到另一端作为始发平台，在盾体到达再始发端前，将始发支架准确定位在钢板上并做好标记；在始发平台的钢板上涂上黄油。

当屏蔽体前进至再始发端且支架均在始发平台上时，屏蔽体应进行横向移动。抬起盾体，直到支架离开轨道，将轨道移开，收缩油缸，使盾体落在始发平台的钢板上。

用液压油缸推动盾体在始发平台钢板上横移1.5m，然后向前滑动。滑动到支架距离侧壁0.6m的位置时，用油缸逐个调整，使支架定位准确。最后加固启动支架，为启动做准备。

5.5.后支撑小车穿过车站

5.5.1.后支撑台车的备用准备

盾构本体通过车站时，应铺设车站内的台车和电瓶车轨道，轨枕和道床应铺设20#H型钢。由于电瓶车入口和后托小车处轨道与车站底板高差较大，需顺坡行驶，轨道纵坡设置为20‰。

5.5.2.手推车向前移动

轨道铺设完成，深圳生活网建成后，需要通过后撑设备，在1号小车上用H型钢焊接一根横梁，利用电瓶车直接推动整个后撑系统前行。

5.5.3屏蔽体与后支撑系统的连接

后支护设备到达重起端后，需将后支护设备与定位好的盾体连接，并连接水管、电路、气管、液压管路等。

5.6、盾构机维护

盾构机通过车站时，应对盾构机进行检修，为下一区间的开挖做好准备。维护内容根据盾构机的检查情况确定，包括刀具更换(根据下一区间开挖的刀具和地层磨损情况确定)、刀盘和螺旋输送机磨损修复、盾尾密封刷更换、密封件更换、泡沫管道和注浆管道疏通、测量系统维护和鉴定等。

6注意事项

1)制定详细的盾构车站穿越方案和计划，组织有经验、受过技术培训的人员组成作业队伍，并指定专人负责组织施工。

2)到达前加固并准确定位支架，保证盾构机通过车站时支架的刚性。

3)到货前，对平台板内预埋的插筋及其他影响盾构通过车站的预埋件进行砸碎，确保底板平整度。

4)在底板上铺设钢轨，在钢轨上涂抹3#极压锂基润滑油，减少盾构滑动的摩擦力。

5)盾体推进时，应定期校正盾构机的姿态，使盾体平稳直线推进；穿越时，深圳生活网应定期修正千斤顶行程，保持千斤顶行程同步。

6)由于反作用支点和顶铁受力较大，焊接时必须清理焊接面，保证焊接质量。

7)施工范围内有机械油脂等易燃材料。焊接和切割作业时，必须在作业现场旁边准备泡沫灭火器，必要时应配备专人看守。

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