一种盾构机过站施工方法与流程

本发明涉及地下盾构施工技术领域，具体涉及一种盾构机过站施工方法。

背景技术：

地铁是城市公共交通运输的一种形式，地铁项目包括地下轨道交通工程，在地下轨道交通工程施工过程中，地下隧道采用盾构法施工，对于地下岛式站台车站，一般在车站的两端各设一端头井，分别为接收端头井和送出端头井，盾构机通过吊装进入端头井，盾构机以当前车站的送出端头井始发向下一车站的接收端头井盾构施工，而地下岛式站台车站施工一般为从其两端的端头井相向施工建设，如此隧道盾构施工和地下岛式站台车站建设分别独立进行，提高施工效率。

此种施工方法往往存在一个问题，即当盾构机到达下一车站时，理论上需要从该车站中穿过，再进行下一段隧道的盾构施工，实际情况往往是盾构机通过贯通区间隧道到达了下一车站的接收端头井，但该车站中间段的模板及施工脚手架由于结构混凝土强度原因无法立即拆除，存在盾构机过站和车站土建施工交叉的问题。

解决上述问题的常规方法是：将盾构机的14大部件（刀盘、前盾、中盾、盾尾、管片小车、螺旋输送机、管片安装机、设备桥及6个台车）逐步拆解，再分别从车站的接收端头井依次吊出地面，再将盾构机各部件经由车站主体结构转场吊装进入该车站的送出端头井，经组装后再进行下一区间隧道的盾构施工。

由于台车之间管路及线路众多，整体拆解并在此组装费时费力，不仅增加了工人工作强度，而且会导致工期的延长和费用支出的增加。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种盾构机过站施工方法。

要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种盾构机过站施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：对端头井吊装作业场地硬化处理；

s2：在盾体上焊接吊装吊耳：在刀盘上的指定位置焊接两个吊装吊耳，在前盾、中盾和盾尾上的指定位置各焊接六个吊装吊耳；

s3：盾体与管片小车拆解分离，将管片小车从隧道内运出；

s4：盾体与设备桥拆解分离：拆解盾体与设备桥的连接件和连接管路，在二号台车后端的两根立柱内侧固定一根工字钢横梁,设备桥与台车不做拆解，电瓶车牵引所述工字钢横梁带动设备桥和台车整体移动，实现盾体与设备桥的分离；

s5：盾体与螺旋输送机拆解分离：分别拆解螺旋输送机与前盾和中盾的连接件，螺旋输送机通过履带吊的吊装沿倾斜反向缓慢上移，在管片安装机梁上挂2个10t葫芦，在人仓下面的吊耳处挂一个10t葫芦，所述10t葫芦用来倒换纲丝绳,葫芦依次更换倾斜后移至螺旋输送机能够平放，然后把螺旋输送机从盾体中抽出，将螺旋输送机放置在电瓶车平板小车上，电瓶车将螺旋输送机移动到隧道内；

s6：盾体拆解分离，管片安装机与尾盾一起吊装出接收端头井：拆除盾尾与中盾的连接螺栓，在盾尾外壳焊接顶推支座,用油缸顶推盾尾,使尾盾与中盾分离，将管片安装机通过工字钢固定在盾尾内，将管片安装机支撑好后,拆解管片安装机支撑梁与中盾的连接螺栓，使用履带吊将管片安装机和盾尾一起吊装出接收端头井；

s7：刀盘与前盾拆解分离，刀盘吊装出接收端头井；

s8：前盾与中盾拆装分离：拆卸前盾与中盾的连接螺栓,用千斤顶顶推,使前盾与中盾分离，使用履带吊把中盾、前盾先后吊起、主副钩配合翻转平放在地面枕木支撑上；

s9：对吊装至地面上的刀盘、前盾、中盾、尾盾和管片安装机进行维护保养，同时对车站内建设用模板及脚手架拆除清理，然后铺设两组轨道，分别为轨道a组和轨道b组，轨道a组为设备桥和台车的行走轨道，轨道b组为电瓶车行走轨道；

s10：在车站送出端头井内测量放线，安装始发托架；

s11：将盾体各部分通过运输车辆运输至车站送出端头井吊装作业场地，并按吊出顺序的逆顺序将盾体各部分吊装入车站送出端头井内，依照拆解的逆过程组装；

s12：通过电瓶车将设备桥和台车拖拽至车站送出端头井内，依照拆解的逆过程完成设备桥与盾体的连接；

s13：将管片小车经由出渣口吊装入车站送出端头井内，依照拆解的逆过程完成管片小车与盾体的连接；

s14：对盾构机整体通水通电，组装调试。

进一步地，步骤s7包括如下分步骤：

s71：在未对刀盘吊装前，拆卸刀盘与前盾的连接螺栓，但要剩余8个螺栓暂不拆，所述8个螺栓包括：刀盘与前盾上的主轴承内圈相连的4个螺栓，刀盘与前盾上的主轴承外圈圈相连的4个螺栓，主轴承内圈相连的所述4个螺栓绕主轴承内圈圆周均布，主轴承外圈相连的所述4个螺栓绕主轴承外圈圆周均布；

s72：用履带吊通过吊装吊耳吊装刀盘，当履带吊显示吊装力为50t时，拆除剩余的8个螺栓；

s73：缓慢吊装刀盘上升，使定位销逐渐脱离销孔，定位销完全脱离销孔后，再将刀盘吊装出接收端头井。

进一步地，步骤s7还包括如下分步骤：

s74：在地面放置刀盘处设置方枕木；

s75：将刀盘面朝下放平于方枕木上；

s76：将刀盘联结处清洗干净，并涂抹油脂。

进一步地，步骤s10中，始发托架左右两侧采用h型钢加固，所述h型钢为150mmx150mm的h型钢。

进一步地，所述履带吊为350t履带吊。

采用上述技术方案，可以达到的有益效果为：盾构机过站施工过程中，只拆解盾体（刀盘、前盾、中盾、尾盾）、管片小车、螺旋输送机和管片安装机，并分别吊装和运输转场，而设备桥和6个台车仍为连接整体，设备桥和6个台车通过在车站底板铺设轨道经由电瓶车整体拖拽过站，省时省力，大大减少了整体拆装时间，满足施工要求，缩短工期，节约工程成本。

附图说明

图1是本发明施工方法流程图；

图2是本发明实施例的始发托架俯视图；

图3是本发明实施例的始发托架接收盾构机示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

施工工程概况：

济南市轨道交通r2线西周家庄站至二环东路站土建施工包括三站（西周家庄站、辛祝路站、二环东路站）两区间（西周家庄站～辛祝路站盾构区间，简称：西辛区间、辛祝路站～二环东路站盾构区间，简称：辛二区间），区间为双单洞隧道，采用盾构法施工，盾构机于西周家庄站先后始发，沿祝舜路向西推进1.9公里，盾构机在辛祝路站过站后二次始发继续向西推进1.3公里，最后到二环东路站完成接收。西周家庄站、辛祝路站、二环东路站均为地下岛式站台车站，车站两端各设一端头井，始发及接收井口尺寸均为11.5*7.5m。车站主体均采用明挖法施工。

盾构机过站施工的准备工作：

1）了解盾构机的组成：本工程使用的盾构机为济南中铁重工轨道装备有限公司生产的土压平衡盾构机，盾构机主要由盾体（刀盘、前盾、中盾、盾尾）、管片小车、螺旋输送机、管片安装机、设备桥及6个台车组成，整机重量约500t，全长约85m。刀盘直径6680mm，最重部件为前盾，前盾重量为118t；

2）吊装作业属于危险性较大的分部分项工程，作业前需要编制专项方案并经过专家评审；

3）技术人员须提前熟悉过站方案，了解盾构机吊装各项工序，掌握工作重点和难点；

4）盾构机吊装前对所有参加盾构机吊装的作业人员进行相关技术培训和安全培训，接受安全技术交底，熟悉吊装和拆卸流程及相关施工规范；

5）施工所用的吊车必须经过检查并验收合格，钢丝绳使用前检测合格。

盾构机过站施工所需的主要机具：

吊装采用sany公司scc3500a型履带吊，其履带长度9.9m，整机宽度8.45m，吊装时主臂长度24m，9m固定副臂工况，主副臂夹角为20°，主钩和副钩满足盾构机部件的吊装和翻转作业。

盾构机过站施工方法，包括以下步骤：

s1：对端头井吊装作业场地硬化处理：吊装前对作业区域地基承载力进行验算，对端头井吊装作业场地硬化处理，浇筑c30混凝土300mm，做好吊装作业警示标志、交通疏导等工作，禁止非相关人员进入吊装作业区域，做好吊装工作人员及物资准备。

s2：在盾体上焊接吊装吊耳：在刀盘上的指定位置焊接两个吊装吊耳，在前盾、中盾和盾尾上的指定位置各焊接六个吊装吊耳，吊装吊耳采用盾构机厂家配带的专用吊装吊耳，焊接时禁止出现夹渣、气泡等，焊接完成后所有焊接吊耳进行第三方检测，出具探伤报告,对有缺陷的焊缝进行处理。

s3：盾体与管片小车拆解分离，将管路等包装保护好，将管片小车从隧道内运出。

s4：盾体与设备桥拆解分离：让铰接油缸处于自由状态,推力千斤顶全部收回，把千斤顶的靴板拆除，把管片安装机两侧的升降油缸伸出，使抓取头下降，以便拆卸螺旋输送机时能够通过；把盾体与设备桥之间连接管路和电线拆除，将拆除的管路和电气线路做好防护；设备桥利用电瓶车的平板小车上加工好的支撑架固定支撑好；将设备桥前端与管片安装机支撑梁连接端相连的铰接油缸上的销轴拆掉，使该铰接油缸与管片安装机支撑梁连接端脱开连接，将该销轴穿在铰接油缸上，将铰接油缸固定在设备桥上；在二号台车后端的两根立柱内侧固定一根工字钢横梁,设备桥与台车不做拆解，电瓶车牵引所述工字钢横梁带动设备桥和台车整体移动，实现盾体与设备桥的分离，分离后用防溜车铁鞋将车轮挡好。

s5：盾体与螺旋输送机拆解分离：拆解螺旋输送机与前盾的联接螺栓,拆解螺旋输送机与中盾的连接拉杆,螺旋输送机通过履带吊的吊装沿倾斜反向缓慢上移，在管片安装机梁上挂2个10t葫芦，在人仓下面的吊耳处挂一个10t葫芦，所述10t葫芦用来倒换纲丝绳,葫芦依次更换倾斜后移至螺旋输送机能够平放，然后把螺旋输送机从盾体中抽出，将螺旋输送机放置在电瓶车平板小车上，电瓶车将螺旋输送机移动到隧道内。

s6：盾体拆解分离，管片安装机与尾盾一起吊装出接收端头井：将铰接密封压板螺栓松动20mm，拆除盾尾与中盾的连接螺栓，在盾尾外壳焊接顶推支座,用油缸顶推盾尾,使尾盾与中盾分离，将管片安装机通过工字钢固定在盾尾内，将管片安装机支撑好后,拆解管片安装机支撑梁与中盾的连接螺栓，使用履带吊将管片安装机和盾尾一起吊装出接收端头井。

s7：刀盘与前盾拆解分离，刀盘吊装出接收端头井，包括如下分步骤：

s71：在未对刀盘吊装前，拆卸刀盘与前盾的连接螺栓，但要剩余8个螺栓暂不拆，所述8个螺栓包括：刀盘与前盾上的主轴承内圈相连的4个螺栓，刀盘与前盾上的主轴承外圈圈相连的4个螺栓，主轴承内圈相连的所述4个螺栓绕主轴承内圈圆周均布，主轴承外圈相连的所述4个螺栓绕主轴承外圈圆周均布；

s72：用履带吊通过吊装吊耳吊装刀盘，当履带吊显示吊装力为50t时，拆除剩余的8个螺栓；

s73：缓慢吊装刀盘上升，使定位销逐渐脱离销孔，定位销完全脱离销孔后，再将刀盘吊装出接收端头井；

s74：在地面放置刀盘处设置方枕木；

s75：将刀盘面朝下放平于方枕木上；

s76：将刀盘联结处清洗干净，并涂抹油脂。

s8：前盾与中盾拆装分离：把人闸仓内外的易损部件做好防护或者移除装箱，拆卸前盾与中盾的连接螺栓,用千斤顶顶推,使前盾与中盾分离，使用履带吊把中盾、前盾先后吊起、主副钩配合翻转平放在地面枕木支撑上，拆机的螺栓、螺母、垫圈、密封圈、注浆管连接装置、注浆压力传感器和数据线等随时清点、清洗并分类存放好做好标识待装机时使用。

s9：对吊装至地面上的刀盘、前盾、中盾、尾盾和管片安装机进行刀具、盾尾刷更换等维护保养工作，同时对车站内建设用模板及脚手架拆除清理，然后铺设两组轨道，分别为轨道a组和轨道b组，轨道a组的中心轨距为2180mm，轨道b组的中心轨距为900mm，轨道a组为设备桥和台车的行走轨道，轨道b组为电瓶车行走轨道。

s10：在车站送出端头井内测量放线，安装始发托架，盾构机始发过程中将高于隧道中心2cm，始发托架左右两侧采用规格为150mm×150mm的h型钢加固。

s11：将盾体各部分通过运输车辆运输至车站送出端头井吊装作业场地，并按吊出顺序的逆顺序将盾体各部分吊装入车站送出端头井内，依照拆解的逆过程组装，盾体转场过程中，运输车辆须做好示宽、示高等警示工作，做好好交通疏导，避免交通堵塞情况的发生。

s12：通过电瓶车将设备桥和台车拖拽至车站送出端头井内，依照拆解的逆过程完成设备桥与盾体的连接。

s13：将管片小车经由出渣口吊装入车站送出端头井内，依照拆解的逆过程完成管片小车与盾体的连接。

s14：安装完成后，补充液压油，对盾构机整体通水通电，组装调试。

在盾构机过站施工过程中，采用本实施例的方法，只拆解盾体（刀盘、前盾、中盾、尾盾）、管片小车、螺旋输送机和管片安装机，并分别吊装和运输转场，而设备桥和6个台车仍为连接整体，设备桥和6个台车通过在车站底板铺设轨道经由电瓶车整体拖拽过站，省时省力，大大减少了整体拆装时间，满足施工要求，缩短工期，节约工程成本。

在本发明的描述中，“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅是本发明的其中一种实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。