摘要:以昆明轨道交通6号线二期工程项目所用海瑞克φ6410mm土压平衡盾构机为例,阐述了盾构机后配套台车的横移流程;对盾构机台车横移的方式和施工要点进行了分析,尤其通过自制的横移钢架,利用滑移小车和卷扬机将台车牵引横移,大大提高了施工效率,该技术可为类似施工提供借鉴。
关键词:盾构机;台车;横移
Abstract:Taking the Herrenknecht φ6410mm earth Pressure balance shield machine used in the Subway line 6 phase 2 of Kunming Rail Transit Project as an example,this paper expounds the process of the shield gantry lateral movement.Of shield machine gantry traversing the construction are analyzed,and the way especially by self-made transverse steel,using the transverse sliding cars and winch to pull the gantry moving,greatly improving the construction efficiency,the technology can provide reference for the similar construction.
Keywords:shield;gantry;lateral movement
1 序言
城市地铁在各地发展迅速,盾构施工是地铁建设工程中极其重要的一部分。
常规的盾构施工工艺中,盾构机可以从盾构井吊入、吊出或空推过站,但由于市区施工条件受周边设施影响极大,有时盾构机及台车并不具备正常吊装的条件,如:端头管线密集无法承受吊车压力、盖挖法车站施工无吊装井、提前封闭吊出孔恢复交通等,这时,就需要将盾构机横移至其他的井口再吊出,或者从吊入口横移至指定位置再始发。
关于盾构机横移,施工中一直是各方关注的焦点,已有许多成功先例,且工法工艺都比较成熟。而盾构机后配套台车的横移,则往往被工程师们忽略。常规的台车横移技术中,一般是在台车底部铺设钢板,利用千斤顶顶动钢板滑移。其实台车的体积相较盾构机更大,受盾构井结构的影响也更大,台车横移工序的复杂程度完全不亚于盾体横移,如何安全、高效的完成横移施工,也是施工中应把控的关键。
2 工程概况
昆明市轨道交通6号线二期土建工程塘子巷站位于市中心繁华地段,主体结构位于城市主干道路中,为减轻交通压力,减少占道,车站采用半盖挖法施工,仅预留一个盾构吊出口(平面图见图1,立面图见图2)。
塘子巷站~拓东体育馆站区间右线盾构机掘进到达塘子巷站接收后,需从右线横移至左线盾构井口才可吊出,相应的5节盾构机台车也需进行横移。
图1 塘子巷站端头井结构平面图
图2 塘子巷站端头井结构立面图
3 台车横移原则
盾构机横移时,在接收井底部满铺钢板,并抹上黄油增强润滑性,利用千斤顶将盾体连带接收基座一起顶推至指定位置,具体过程在此不再赘述。
台车横移在盾构机横移完成之后进行,此时盾构机已吊出至地面,盾构接收基座已拆除并吊出。
台车横移的原则为:
(1)尽量利用已有设备及工具;
(2)提前做好各结构的受力分析,避免横移时受力不均或拉力不足;
(3)提前模拟各角点横移轨迹,避免实施中被结构立柱、横梁等卡住;
(4)必须确保安全、高效。
4 横移平台设计及受力分析
(1)台车结构型式
以海瑞克φ6410型土压平衡盾构机台车为例(本工程使用盾构机编号为S650、S651),共分5节台车和1节连接桥,各尺寸和重量见表1:
表1 连接桥及台车尺寸和重量表
(2)各构件与结构井的尺寸关系
从图1、图2可看出,结构井底层(横移作业层)净高为7290mm,结构中间立柱与端墙之间的净空最小为11749mm,横移过程中受影响的主要是各构件长度,其中连接桥、2#台车及5#号台车长度超出结构井净空尺寸。
(3)结构分解
为顺利横移,连接桥及5号台车均采用分解成前后两段逐次进行横移;分解示意分别见图3、图4。
对于2#台车,仅超长151mm,不需解体,只需拆除前端右侧推进泵平台即可,拆除后2#台车长度约11600mm。
图3 连接桥解体示意图
图4 5#台车解体示意图
(3)受力分析
以最重件(同时也是受力最偏件)2#台车为例,台车的结构型式见图5。
图5 2#台车示意图
接收时,台车距离接收井底板的高度为:1460mm;
横移架结构从上至下依次为:114mm(台车轨道)+200mm(型钢轨枕)+412mm(型钢支腿)+600mm(滑移小车)+114mm(小车轨道)+20mm(底部钢板)。示意图见图6。
图6 台车横移钢架结构图
滑移小车由3个掘进时载渣土斗的小板车构成,示意图见图6、图7。
图7 台车横移示意图
每个板车的设计承载力为:40t;
小板车的型钢支腿采用20A工字钢焊接而成,型钢支腿的高度为412mm,根据经验,型钢轨枕之间的间距为1200mm-1500mm,本次取1200mm。
横移时主要采用卷扬机拉,卷扬机固定在左线侧墙端,用钢架焊接在预埋件上,拉点固定在滑移小车上。
通过计算,滑移架总重约为:40t(台车重量)+25t(横移架及滑移小车总重)=65t,滑移小车与轨道间的滚动摩擦系数取0.08,那么需要的横移牵引力为65×0.08=5.2t,采用3台设计拉力为5t的卷扬机。
5 台车横移步骤
(1)轨道铺设及特制滑移车下放
根据盾构机台车前后轮间距沿接收井左右线方向铺设6条轨道(轨道采用43#轨,轨距762mm),用于特制滑移车行走。轨道采用自制轨道压板焊接与接收井铺设的钢板固定,然后将三列特制滑移车分别放置于轨道上。轨道铺设及特制滑移车摆放位置见图7。
(2)横移钢架安装
根据滑移小车放置位置,用20A工字钢逐步焊接支腿、轨枕,安装台车轨道,并与隧道内台车轨道相连接。各构件安装位置详见图6。
(3)台车推上横移架
利用隧道内牵引运输车将台车推至接收端,确保台车轮处于边侧两列特制滑移车中心处附近。解除与隧道内相连的轨道连接板,让台车及横移钢架可以横向整体移动。
(4)横移
利用卷扬机牵引,缓慢将特制滑移车及横移架、台车等横移至指定位置,横移过程中随时观察各台车支撑及固定装置是否稳定,防止台车侧翻。每节台车横移的时间为20-40分钟,比常规的用千斤顶顶推横移工效高了10倍以上。横移示例见图8。
6 盾构机台车横移注意事项
盾构机台车横移存在如下注意事项:
1、拆除推进泵平台前做好平台吊装工作,注意关闭液压油箱旁泵吸油管处碟阀,拆除过程中注意各液压管路清洁卫生,拆除工作完成后及时做好各液压设备及管路防护措施;
2、台车推上横移钢架调整好位置后,均需要及时做好支撑及稳固措施,尤其二号台车偏重(液压油箱),防止在横移过程中台车发生侧翻;
3、超长的台车需分解,用型钢及千斤顶作支撑,固定后安装行走轮。
7 结论
(1)由昆明轨道交通6号线二期盾构施工的实例可知,通过采取相应的工程技术措施可有效提高盾构台车横移的工作效率。
(2)针对不同型号的盾构机台车及不同的工况,可因地制宜的设计更合适的横移钢架。
(3)实践证明,卷扬机及滑移小车有两台(处于台车轮下)即可满足要求,但为确保整体架构的受力均匀,适当增加更为安全。
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论文作者:谢曲波
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/16
标签:盾构论文; 台车论文; 横移论文; 轨道论文; 结构论文; 机台论文; 钢架论文; 《基层建设》2018年第19期论文;