摘要：盾构工法已越来越广泛地被用于城市交通、地下电缆、上下水道及过江跨海隧道等建设领域，盾构工法具有安全及适应性强等特点，所以将得到更进一步的发展和利用。城市地铁广泛采用盾构施工，目前城市地铁区间标段一般具有工程量小、里程短、盾构过站多、盾构调头多等特点，本文就盾构过站施工技术进行论述。
关键词：地铁；盾构机；应用
1、盾构机的概述
1.1盾构机的工作原理
盾构机的工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧道轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，其对挖掘完全的隧道起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
1.2基本构造
盾构机主要由护盾、挖掘机构、推进机构、排土机构、衬砌机构及辅助机构等部分组成。护盾一般由切口环、支撑环和盾尾三部分组成；挖掘机构主要由刀头或刀盘及其支承装置组成；推进机构主要由液压设备如油泵、油马达、油压千斤顶等组成；排土机械中的泥水式主要由泥浆泵及管道组成，土压平衡式主要由螺旋输料器和皮带运输机组成；衬砌机构主要是管片自动拼装机械手；辅助机构包括壁后灌浆装置，导向测量及控制装置等。
2、盾构机过站的施工方法
盾构机过站一般有三种形式：1)车站主体结构已经完成，站内净空满足盾构机过站条件的，过站后继续掘进；2)车站结构未完成或净空不满足过站条件的，采用吊出、转场、下井组装再掘进；3)盾构先掘进通过车站后施工车站采用“先隧后站”法。主要方法为：a.在过站托车上安装车轮，使过站托车在路轨上前移，其优点是移动平稳可靠而且移动速度较快，缺点是过站后盾体必须重新移上始发架，工作难度较大。b.在过站托车底部放置滚筒，滚筒的下面铺设钢板，滚筒在钢板上滚动，使过站托车前移。
2.1过站小车的安装
过站小车是用始发架两侧焊接δ20的A3钢板改装而成，在盾构出洞前，按照测量要求定位进行了始发架部件的安装。采用M24×100螺栓进行左右两部件的法兰连接，并按要求左右两边根据站内实际环境每边采用若干175H型钢支撑，过站小车前部采用两个加工好的牛腿，进行过站小车的固定，防止盾构推向过站小车时产生位移。
2.2盾构机破洞前的掘进
为了使盾构机以良好的姿态准确出洞，盾构机在破洞前约30m开始就必须谨慎控制掘进参数并加强对隧道测量监测。其目的主要是调整盾构机的姿态，使盾构机能够顺利从预埋的洞门环中破洞而出。一般情况下，破洞前盾构机允许偏差为±10mm，仰角允许偏差范围为2mm/m，而且要避免出现俯角姿态。此外，从破洞前30m开始就要尽量减小对土体的扰动，使破洞时不会造成大面积土体塌方。
2.3洞门凿除
洞门应该在盾构机到达之前预先凿除，但要严格控制凿除围护结构后洞门掌子面的露空时间，一般情况下露空时间应不大于48h，否则容易造成掌子面坍塌。凿除洞门时应由上至下凿除，可保留最后一层钢筋网，待盾构机破洞时刀盘渐进刮磨钢筋网，然后停机割断钢筋，这样可以有效防止土体塌方。
2.4始发架定位
依据隧道高程和始发架结构尺寸，计算始发架的安装高程。测量地面及洞门的标高，对比判断需要凿低地面还是垫高始发架。
2.5 盾构机上接收托架
将盾体推上始发架时需特别留意以下几个关键工艺：1)盾构机破洞前应先在洞门底部铺垫碎石以防盾体离开洞门时发生头部下沉；2)将刀盘转到合适位置，防止边刮刀碰撞始发架；3)与始发架接触的前体耐磨层需用薄钢板衬垫，以减少摩擦力并避免磨伤始发架。
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2.6液压千斤顶和推进油缸的安装
为保证盾构出洞和过站的安全，液压千斤顶支撑座的定位必须严格按交底示意图进行，尺寸误差在允许范围之内，根据过站经验交底尺寸应该进行局部修改，以保证盾构的平衡起降。支撑座的固定采用焊接工艺，在支撑座严格定位之后，先进行均匀点焊，将支撑固定于盾构护盾之上，防止焊接过程中支撑位置的焊接变形；然后按交底示意图，均匀满焊。
2.7盾体横向平移
用钢丝绳将盾体与过站拖车捆绑牢固，在过站拖车的一侧安装两个液压千斤顶，然后横向推移始发架，使始发架连同盾体达到平移的工艺要求。盾体横向平移需注意两个关键点：1)两个千斤顶的推进速度必须一致；2)始发架承受千斤顶推力的部位需加焊筋板补强。
2.8盾体纵向平移
平移到位后，拆开右边两台千斤顶，安装在始发架后部，在始发架底部放置好钢板或者滚轮，用千斤顶推动始发架前移。盾体纵向平移之前必须做好两项准备工作：1)用钢板加工4件活动底板，铺放在始发架前。2)在前体、中体焊临时牛腿，用于将盾体顶升。
2.9盾体再平移及定位
将始发架前移至洞门1000mm时，始发架再次平移，对准始发状态。推进到位后，用两台千斤顶将盾体单边顶起，取出底板，同时单边放入方钢密排于始发架底部。放好千斤顶于中后部，水平将盾体移正，最后进行测量定位后固定。
3、盾构调试试运行
（1）空载调试
盾构在以上工作完毕后，即可进行空载调试。主要调试内容为：液压系统，润滑系统，冷却系统，配电系统，注浆系统，以及各种仪表的校正。
（2）负载调试
空载调试证明盾构具有工作能力后即可进行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力；使盾构的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。负载调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程安全、工程质量和线型精度，并进行调试报告备案。
（3）试运行
通过盾构的空载调试和负载调试，进入盾构试运行阶段，期间密切注意盾构参数调整、盾构姿态记录、盾构电液状况巡视等，并记录备案。
4、过站期间穿插进行的工作
为了保证盾构在过站之后区间良好的运行，需要对盾构各个部件进行全面检查和维修。在过站期间盾构处于完全敞开状态，因此对于正常掘进阶段难以检查和维护的部件必须彻底进行仔细检查和维护，包括刀盘部件的检修、主驱动系统的状态检查、螺旋输送机螺旋带的状态检查、盾尾刷的更换等，这是非常重要的。
盾构过站后，为了保证隧道内正常的施工环境和盾构液压系统的合适的温度、掘进供水等，必须考虑在站内进行盾构循环水池的制作和通风机械的安装。
5、结语
盾构机过站施工技术具有盾构机纵移时的方向易于控制、设备简单、投入少、效率高、作业简单、安全等许多优点，同时大大缩短了工期；但也有一些不足，如设备技术要求比正常始发高，始发施工难度要大一些。
参考文献：
[1]周文波.盾构法隧道施工技术及应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2]张凤祥,朱合华,傅德明.盾构隧道[M].北京:人民交通出版社,2004.
[3]肖瑞传.盾构到达施工技术[J].西部探矿工程,2006(4):157-158.
论文作者:李怀
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/18
标签：盾构论文; 千斤顶论文; 隧道论文; 负载论文; 机构论文; 钢板论文; 破洞论文; 《基层建设》2017年第17期论文;