姜群会
中铁隧道局集团海外工程有限公司 河南 471002
摘要：由于施工组织的安排，Allenby车站（长120米，宽24米）先浇筑了中间部分（85米）永久底板，永久底板高于接收底板和二次始发底板1.95米，为了进行下一区间的掘进，盾构须经过先提升、后过站、再降落到二次始发底板的过程。为了确保盾构提升与降落工作安全高效的进行，以色列分公司施工管理部对盾构过站方案进行了系统的研究，依据详细的工作流程制定了相应的测量监测技术方案，并依据第一台盾构过站的经验，优化测量监测技术，指导了第二台盾构安全顺利地进行过站施工。
关键词：盾构；过站；顶升；测量；监测
一、引言
为了测量与监测在盾构顶升与降落过程中盾体本身的姿态变化，避免盾体在顶升过程中出现扭转、前后、左右及不对称的高差，导致个别千斤顶受力超载以至于支撑坍陷、盾体翻转滚落等重大事故发生，我们采取了千斤顶顶升支座高程控制、千斤顶底板垫块支撑高程控制、铰接环处变形监测、盾体扭转监测等技术，顶升过程实时监测、依据测量报告实时调整顶升步序，指导现场施工。
二，情况说明
盾构顶升需要在盾体指定位置焊接顶升支座，顶升支座共四个，即盾体两侧各两个，顶升及支撑体系详参见下图2.1，2.2。顶升系统含一组四个250吨的千斤顶和一套同步液压泵站。支撑体系含顶升支座（千斤顶固定在支座的下面），千斤顶，顶升底板（千斤顶垫块），盾构下方垫块。每个顶升底板与盾构下方垫块的高度均为30公分，千斤顶的行程为35公分。顶升的步序为，盾构顶升35公分，在盾体下方塞入垫块，然后千斤顶收回，加入千斤顶垫块，再次顶升，形成一个循环。共六个循环。降落次序为先顶升，抽出盾构垫块，然后将千斤顶收回，盾构落至盾构下方的垫块支撑上，取出千斤顶垫块，再顶升，再次循环。
2.1盾构与支撑体系的关系 2.2顶升及支撑体系
三、顶升前的测量监测准备工作
（一）顶升支座位置与高程控制
顶升支座的位置决定了盾构顶升时的重心分布，必须确保盾构重心在四个顶升点的中间。根据盾构厂家提供的盾壳外侧可焊接部位，前侧的焊点位置位于开口环后1米的位置，后侧位置位于铰接环后0.6米的位置。高程控制是顶升力控制的关键，它既要让顶升支座焊接到盾体上确定的位置，保证盾构重心在平面位置的中间；又要保证顶升支座焊接后的垂直状态，防止千斤顶在顶升过程中发生损坏。在实际测量过程中不需要用全站仪进行放样，由现场工程师初次标定与切口环和铰接环的相对位置，测量工程师进行检查。由于顶升支座与盾体相接触的部位均为弧形，垂球吊线确定千斤立面的垂直度。初焊固定后，再由测量人员进行复核。顶升支座详见图3.1，顶升支座与盾构及下部垫块之间的关系见图3.1。
3.1 顶升支座 3.2 顶升支座与盾构及下部垫块的关系
（二）千斤顶底板垫块支撑高程控制
为了确保千斤顶底板垫块的高度一致，在基础固定的基础上，我们在垫块的顶部焊接不同厚度的钢板使其达到同一高程。
（三）在第一台盾构进站时，由于铰接环处的铰接油缸没有彻底收回，为了监测此处是否有扭转和变形，我们在此处对称布置了裂缝计，裂缝计的两端分别固定在铰接环的前后，一旦出现扭转或变形，直接可以读取相关数据。
（四）在每个顶升支座正面方便观测的地方，各粘贴一个反射片，反射片中心为同一高程。反射片的位置固定后，形成一个在同一平面上的长方形。方便以后做对比分析。
四、顶升过程中的测量监测实施
（一）、顶升高度的测量。按照方案的要求，顶升油缸是同步顶升的。在实际操作过程中，前面的两个顶升油缸基本同步，后面的两个也是基本同步的，但前后不同步。即达到一定压力时，前面的两个油缸开始顶升，后面的两个油缸没有反应。这应该是整个盾构的重心靠后造成的，即盾构厂家提供的重心位置不准确。为了确保顶升安全，我们现场确定先顶升盾体的前部，每次顶升２公分，然后再顶升盾体的后部，每次也是顶升２公分。依次循环，直至将盾体整体顶升３４公分，然后塞入盾体下的垫块。在顶升过程中，每个千斤顶处各安排一名人员，测量顶升的高度，每组每次顶升后的高差不大于３毫米。
（二）、千斤顶底部垫块高程测量。在每次顶升后，检查垫块底部与地面的高差，与最初的高差是否一样，来控制千斤顶底部垫块是否有沉降。在顶长过程中，我们有一块的高差与最初值不符，结果发现垫块的型钢发生了变形。随后及时采取措施，进行了加固处理，避免了问题的继续发生，也达到了监测的目的。
（三）、铰接环裂缝计的观测。由于达不到方案要求的同步顶升，前部与后部交替顶升，然后达到同一高度，会导致铰接环发生变形。在实际监测过程中，我们发现了这一问题，即顶长前部千斤顶时，由于后部千斤顶没有顶起，导致水平安装的裂缝计出现了扭转，扭转角度有4度左右。待后部顶起后，裂缝计又恢复到原位。后来我们做了顶升顺序的调整，即先顶升盾体后部，再顶升盾体前部，也是出现了同样的情况。经过咨询盾构工程师，他们解释盾构铰接就是用来调整盾体的扭转的，铰接也有一定的设计间隙值，出现这种情况也是正常的。
（四）、盾体反射片的测量监测。每顶升到一个垫块的高度，在盾体下方塞入垫块，千斤顶收回后，盾体下平放在接收架上，我们会测量一次反射片的坐标与高程。高程用来检核盾体提升后与之前的高差是否为３０公分，是否出现了扭转。坐标用来确认盾体是否发生位移，横向距离的变小也代表了盾体出现了扭转。
五、下落过程中的测量监测实施
（一）、盾体经过顶推过站到达始发架前的准备工作。始发架的底板支撑平台经过测量检查，达到要求的平整度，千斤顶支座底板的高程也经过测量调整到同一水平。盾体顶推过站时，顶升前安装的裂缝计与反射片没有破损坏或移动。和顶升的顺序相同，盾体先顶高35公分，抽取一层盾体下的垫块，千斤顶收回，盾体落到下层的垫块上；然后抽取一层千斤顶垫块，再次顶升盾体，以次循环，直到始发架完全落到始发平台上
（二）、盾体到达始发架后，要先测量放置在千斤顶下面的顶升垫块的高程是否一致，不一致的话焊接一定厚度的钢板让其达到同一高度，记录当前状况下的裂缝计读数，测量反射片坐标与高程，即读取所有数据的初始值。
（三）、盾体每下落一层（30公分），测量人员就对裂缝计和反射片测量一次，与初始值对比，指导监督现场施工。
六、分析与总结
（一）、由于重心靠后，盾体顶升与下落时四个千斤顶不同步，这种情况下，必须控制先顶出千斤顶的高度，小幅顶升，前后左右高差不能过大，避免造成盾构单侧或单个千斤顶压力过大或前后滑动。
（二）、每次顶升时，千斤顶的高度要时刻量取，精确到毫米，达到时马上通知泵站人员，避免出现多顶升、少顶升或重复顶升和降落。
（三）、专人观察裂缝计扭转及收回的变化情况，前后或左右高差过大时，裂缝计的扭转就会过大。
（四）、第二台盾构虽然将后面两千斤顶的位置进行了后移，最后还是重心靠后，盾构重心的位置与盾构厂家提供的位置不相符。分析可能是螺机重心计算有误有关系。
（五）、每顶升或降落后，总会出现先顶升的千斤顶位置出现侧向偏移，与盾体前进或垂直方向均不一致，偏移量约5毫米，我们调整顶升的顺序，与上次的顺序相反，测量结果偏移量会减少，但总是有偏差。
（六）、千斤顶底座平台及基础必须加固稳定，HE300AA的型钢全铺也会出现竖肋变形，中间需加肋板加固。
（七）、施工过程中测量人员需全程监测，从测量数据的读取到对比分析要及时提供指导意见，为盾构安全就位提供测量监测服务，保证施工安全。
参考文献：
﹝１﹞陈馈，洪开荣，吴学俭等著《盾构施工技术》。人民交通出版社，2011
论文作者:姜群会
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/27
标签：盾构论文; 垫块论文; 千斤顶论文; 支座论文; 测量论文; 高程论文; 底板论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;