中铁隧道股份有限公司 河南郑州 450000
摘要：以实际案例为研究依托，主要对地铁施工项目中盾构支洞步进技术相关内容进行分析，主要阐述了盾构施工准备工作、盾构支洞步进的关键性技术，并对盾构步进支洞施工技术的相关参数进行计算，总结和阐明了一套计算精确、高效适应的长距离盾构步进施工新技术，在创新盾构施工技术的过程中，实现成本节约化，资源利用高效化等特征，可实现盾构支洞步进施工周期的有效缩短。
关键词：地铁；盾构；支洞；步进技术；应用
0引言
隧道、地铁工程的施工促进了我国交通事业新的进步，随着社会经济持续稳定发展的基础上，基础设施建设的完善性也不断的凸显其价值，例如在公路隧道工程的施工技术应用中，盾构及TBM技术成为主要的应用技术之一，也成为地铁施工进程中的施工主导方法。结合不同的施工条件和施工需求，盾构施工流程中盾构步进技术在工程实践中的应用越来越广泛，且取得显著应用效果。本项目在施工方案的对比分析中，得出使用钢轨直推法的盾构步进方案，可实现步进小车及对应盾构主机设备的合理化应用，从而利用反力装置，以满足辅助工具施工使用的规范性、高效性。
1 工程简介
某城市会展中心中，对应交通工程施工地理位置相对特殊，施工现场主要位于丘陵地带，且地表结构中的起伏状态较大，加上线路系统中的埋置深度较大。路面结构中的造型主要以“S”型为主，对应曲线半径结构主要可由650m和750m组成，对应纵向的最大埋深和最大的坡度值分别为60m、29%，全线路区域中的车站数量为5座，区间分为6个，中型桥梁有1座，且全线中的隧道结构中，主要采用的是：矿山法和盾构法相互结合的方法。在采用盾构法的施工线路中，主要采用的是洞外组装、支洞步进施工法，实现和采用有轨运输，将碴进料运出。
对于1号和2号盾构来说，由于施工支洞步进施工方法中的支洞长470m，且曲线结构中的曲线长度为150m，坡度为20%。
2盾构始发流程分析
在使用盾构施工法的相关路段中，盾构步进始发流程中，主要包含有施工的前期准备工作，盾构的组装工作，在这之前，首先要进行洞门的密封性安装，并开展洞外门吊组装；盾构的主机步进系统及结构；盾构后的配套系统步进；盾构整机系统中的组装与调试工作；盾构始发系统的验收及始发工作。
3施工前期准备工作
3.1前期准备
由于盾构系统设备的特殊性，为实现高效的盾构组装，应按照盾构作业过程中的相关安装流程，确定各项前期准备工作，例如施工技术人员、场地安装、风水电、材料等设备的准备工作。
3.2主机组装及步进准备
主机组装。在盾构进场或者组装施工过程中，相关施工技术人员及材料的准备工作应合理到位，在主机组装之前，应首先将需要步进小车安装在对应的钢轨系统结构中，然后按照规定的施工顺序进行安装，并按照顺序将步进小车与主机进行焊接，防止步进小车与主机结构系统的错位，同时为顶升步进小车提供便利。步进小车主要依据的是盾构机的组装及设计需求，可在满足正常使用功能的基础上，实现降低步进主机与地面结构的整体高度差，同时可在使用的基础上，铺设相关厚度钢板，厚度尺寸一般取值为宽1m和厚度20mm，以实现步进小车与钢轨结构整体的平滑基础，如下图1所示。
（b）
图1 地铁盾构支洞步进小车及主机固定施工
步进准备工作。在步进准备工作开展的过程中，主要以场内的准备、推力装置的设计及选型依据，充分的结合辅助设备和相关的材料系统，对于所使用的推力及速度进行合理的分析，明确推力装置的选型结果，辅助设备主要及包含有膨胀螺丝、冲击钻及对应钢板系统结构。
4地铁盾构支洞步进关键技术
4.1主机步进
主机步进技术应用中，主要以80t以上的2个步进油缸为主要的设备，并选择使用反力座进行安装到位，确定好对应的安装顺序，并开启两边系统结构中的步进油缸，使得油缸系统及结构能够伸出并顶推步进小车系统等，使得油缸系统能够逐步伸缩，且可增加其伸缩量。
步进纠偏。主要可分为：（1）利用单边步进，实现油缸步进施工中的较小偏移量的分析，使得油缸在运动或者停止的过程中，能够达到高效的纠编的目的；（2）主要利用步进油缸，实现小车前后两端系统及结构中的小车方向的变化，并对小车的轨枕及钢轨结构进行加固处理，这样可高效的防止钢轨的侧翻；（3）在主机纠编的过程中，侧面油缸系统中的千斤顶易顶偏，进而要对主机的侧面结构或者系统进行纠编，在顶推的过程中，需要对轻枕及对应钢轨加以固定，从而减小与地面的摩擦阻力。
4.2后配套拖车步进施工技术
标准轨枕。在对应的主机步进轻轨尺寸的设计中，应尽可能的满足配套钢轨及电机车的设计和铺设，从而满足通行的要求。因此，针对后配套的拖车钢轨来说，不用铺设对应钢轨系统，只需要铺设外侧钢轨系统结构中的电机车轨线结构，并确定相应轨道线位置。
变坡轨枕。根据隧道设计的基本规范和要求，在对应开始位置，由后配套的拖车系统处于同一水平面结构中，且在盾构施工及设计的过程中，由于配套拖车的水平面系统中的相关设计需求不同，应对始发架的位置进行高度差分析，因此，需要对后配套的拖车高度进行抬高，并按照对应高差的要求，明确施工进度及施工成本的要求，实现降低成本的作用。同时，在所使用结构及材料的选型过程中，应根据高差需求，实现快速施工，并达到降低成本需求的目的，在此系统结构中可选择对应型钢加工钢结构系统，并按照一定的坡度要求，确定对应设备的设计高差规范。
5步进参数设计分析
5.1推力及阻力计算
盾构主机质量确定。依据相关项目的施工需求及施工规范，主机组装好后对应质量为330t，再加上步进小车结构及对应钢板结构约20t，总质量取约350t。
5.2推进油缸的选择分析
依据实际场地的步进过程及距离控制，由于整个线路的曲线半径相对较小，加上油缸移动次数的变化影响，导致在一定移动次数及调向的影响下，使得取油缸的相关伸缩量达到1000mm。
根据以上结算结果进行分析，本研究中选择对应2个80t的油缸，可高效的满足推力需求。
6结束语
综上所述，在隧道步进支洞施工作业过程中，应对相关的装置设备进行设计，高效的完成相关小曲率半径和相关长度距离的步进施工，在一定经济效益和社会效益的基础上，可实现盾构施工效率的大大提升，对应反力系统结构应进一步的创新使用。
参考文献
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[3]周小松.TBM法与钻爆法技术经济对比分析[D].西安理工大学，2010.
论文作者:万俊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/22
标签：步进论文; 盾构论文; 结构论文; 系统论文; 钢轨论文; 小车论文; 主机论文; 《建筑学研究前沿》2019年17期论文;