一种利用过站传送车实现盾构机过站的施工工法的制作方法

本发明涉及隧道施工领域，具体是一种利用过站传送车实现盾构机过站的施工工法。

背景技术：

城市轨道交通高速发展，盾构法施工得到广泛应用，盾构机的转场施工越来越多，常规的转场过程为盾构机接收拆机后由260t履带吊吊出刀盘、盾体、后配套等各部分然后逐个转运至始发车站，吊装至井下组装调试准备始发。若车站没有预留的盾构吊装井，盾构掘进至车站时车站已封顶现场不具备盾构机吊出转场的条件，此时盾构机转场是一大难题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种利用过站传送车实现盾构机过站的施工工法，具体技术方案如下：

一种利用过站传送车实现盾构机过站的施工工法，即盾构机采用分体过站，盾构机主机与后配套台车分离,盾构机主机落在过站传送车上,利用卷扬机、滑轮组牵引盾构机主机前进，后配套台车通过电瓶机车将其牵引到位，在始发端进行盾构机组装调试并准备始发；具体包括以下步骤：

（1）测量放线

对车站的净空间进行反复测量，确定盾构机在车站内的移动线路，精确放样出过站传送车的中心线、轨道的中心线、始发架的中心线；

（2）施工准备

1）过站传送车安装、固定；

2）盾构机上过站传送车；

3）盾构机主机和后配套台车分离；

（3）盾构机主机过站

1）盾构机主机和过站传送车平移；

2）盾构机主机在卷扬机、滑轮组的牵引下前进；

3）盾构机主机到达始发端再次平移并上始发架；

（4）后配套台车过站

1）安装钢马凳铺设后配套台车轨道；

2）电瓶机车将后配套台车牵引到位；

（5）盾构机始发

1）盾构机主机与后配套连接；

2）盾构机组装调试、反力架安装加固，准备始发。

进一步，所述步骤（1）是对车站的净空间进行反复测量，结合盾构机的尺寸确定盾构机在车站内的移动线路，精确放样出过站传送车的中心线、轨道的中心线、始发架的中心线；对车站内预埋的障碍物进行排查，提前做好应对措施。

进一步，所述过站传送车包括车架、行走机构；所述过站传送车在接收井内安装的方式为接收井底板→下层钢板→上层钢板→轨道→过站传送车；具体如下：

（1）选取合适的上层钢板、下层钢板的尺寸；

（2）下层钢板铺设前对接收井底板的平整度进行检查；

（3）下层钢板与接收井底板固定采用化学锚栓的方式；

（4）上层钢板摆放之前，在下层钢板和上层钢板之间均匀涂抹润滑油脂，以减小平移时的阻力；上层钢板按照要求摆放到位后，清除上层钢板周围多余的润滑油脂；

（5）焊接钢板：上层钢板和下层钢板之间采取焊接的方式连接，上层钢板和下层钢板边缘加工45°内的坡口，上层钢板和下层钢板对接时焊缝填充坡口，焊接完毕后打磨上层钢板和下层钢板的平面；

（6）摆放轨道；在轨道摆放前，检查地面平整度；车站内轨道固定方式采用轨道压板的方式固定，每隔一段距离布置一块轨道压板，采用膨胀螺栓锚作为压板固定螺栓把轨道压板固定在上层钢板上；当轨道摆放到位后，焊接轨道与上层钢板之间的边；

（7）轨道焊接完成后吊装过站传送车下接收井，并平稳安放在轨道上；

（8）过站传送车摆放到位后，使用连接型钢将过站传送车与上层钢板连接；

（9）过站传送车安装完成后，在盾构机出洞洞门钢圈与过站传送车之间焊接引轨装置；所述引轨装置与过站传送车高度相同。

进一步，所述步骤（3）中盾构机主机和过站传送车平移的过程中采用支撑形式；在靠近接收井端上层钢板上焊接反力支座，上层钢板侧面焊接与反力支座同高度的三角斜撑钢板；所述盾构机主机和过站传送车平移包括以下步骤：

（1）开动同步电动液压千斤顶泵站，液压千斤顶顶推反力支座，使过站传送车与盾构机一起在钢板上向站内移动，直至达到液压千斤顶的伸长量后，停止电动液压千斤顶泵站；

（2）完全回缩液压千斤顶，在液压千斤顶与反力支座之间安装传力构件，使液压千斤顶、传力构件、反力支座纵向连结杆在同一直线上；

（3）重复上述步骤（1）、（2），补充传力构件，如此循环，直至过站传送车到达站内平移段。

进一步，所述步骤（3）盾构机主机和过站传送车平移前在过站传送车尾部植筋焊接钢板，采用钢板焊接反力支座，在反力支座与过站传送车之间焊接定位槽，在过站传送车前方安装卷扬机、滑轮组，用于牵引过站传送车。

进一步，盾构机主机与过站传送车的连接方式是使用工字钢垂直的把盾构机与过站传送车焊接在一起，焊接位置位于过站传送车端梁处。

进一步，所述步骤（3）盾构机主机与过站传送车的平移段内设置滑轮预埋钢板，盾构机主机与过站传送车平移过程中滑轮预埋钢板位置安装滑轮组，卷扬机通过滑轮组拉动钢丝绳以使盾构机主机前行；盾构机主机通过牵引行驶至滑轮组位置后，割除滑轮预埋钢板，通过下一组滑轮预埋钢板进行下一区段的牵引；所述卷扬机启动前采用液压千斤顶进行过站传送车的顶推工作，顶推启动后开启卷扬机。

进一步，所述步骤（3）盾构机主机到达始发端再次平移并上始发架中盾构机主机前行到始发端时，在始发井内安装下层钢板和上层钢板，再将始发台固定于上层钢板上；并将始发台固定于工作井结构上；车站内导轨延伸至始发台，与始发台导轨对接，待过站传送车平移到始发台端时将过站传送车固定于车站结构上，解除盾构机主机和过站传送车间的连接，将盾构机主机向前推进爬上始发台；待完全爬上始发台后将盾构机主机和始发台、上层钢板固定在一起平移到始发位置。

进一步，所述步骤（4）后配套台车过站通过电瓶机车将其牵引就位；所述后配套台车过站的车站底板上安装钢马凳，以电瓶机车轨面高度为基准面，由后配套台车轨道高程调整至电瓶机车轨道高程。

进一步，所述过站传送车包括左边支撑梁、右边支撑梁、中间支撑梁、中间横梁、斜肋板、法兰盘、轮架、滚轮；所述滚轮采用双轮结构；所述中间横梁与左边支撑梁、右边支撑梁通过法兰盘连接；所述中间支撑梁贯穿在中间横梁之间并与左边支撑梁、右边支撑梁相互平行；所述中间横梁之间通过两条斜肋板连接，两条斜肋板连接成V字型；所述轮架与左边支撑梁、右边支撑梁通过法兰盘连接；所述滚轮通过轴销与轮架连接。

进一步，所述过站传送车包括左边部分、中间部分、右边部分；所述左边部分包括左边支撑梁、左边斜支撑梁、左边斜肋板、左边上斜支撑板、左边下斜支撑板、左车架、左轮架；所述左车架呈工字型，包括左上横梁、左竖直支撑梁、左下横梁；所述中间部分包括中间横梁、中间支撑梁、第一斜支撑梁、第二斜支撑梁；所述右边部分包括右边支撑梁、右边斜支撑梁、右边斜肋板、右边上斜支撑板、右边下斜支撑板、右车架、右轮架；所述右车架呈工字型，包括右上横梁、右竖直支撑梁、右下横梁；所述左竖直支撑梁上端和下端分别与左上横梁、左下横梁垂直连接，且左上横梁与左下横梁平行；左上横梁的右端与左边斜肋板的左端连接，左边斜肋板的右端与左边上斜支撑板的左端连接；左边上斜支撑板的右端与中间横梁的左端连接；左下横梁的右端与左边下斜支撑板的左端连接，左下横梁的下面与左轮架连接；左边下斜支撑板的右端与中间横梁的左端连接；左边斜支撑梁与左边斜肋板连接且贯穿左边斜肋板，左边斜支撑梁的上端与盾构机外轮廓接触，左边斜支撑梁的下端与左下横梁连接；左轮架安装有滚轮；所述左边支撑梁在左边斜支撑梁与左边斜肋板的连接处贯穿左边斜支撑梁与左边斜肋板；所述中间支撑梁贯穿在中间横梁正中间且与中间横梁垂直连接，第一斜支撑梁、第二斜支撑梁分别与相邻两根中间横梁连接，且分别分布在中间支撑梁左右两侧；所述右竖直支撑梁上端和下端分别与右上横梁、右下横梁垂直连接，且右上横梁与右下横梁平行；右上横梁的左端与右边斜肋板的右端连接，右边斜肋板的左端与右边上斜支撑板的右端连接；右边上斜支撑板的左端与中间横梁的右端连接；右下横梁的左端与右边下斜支撑板的右端连接，右下横梁的下面与右轮架连接；右边下斜支撑板的左端与中间横梁的右端连接；右边斜支撑梁与右边斜肋板连接且贯穿右边斜肋板，右边斜支撑梁的上端与盾构机外轮廓接触，右边斜支撑梁的下端与右下横梁连接；右轮架安装有滚轮；所述右边支撑梁在右边斜支撑梁与右边斜肋板的连接处贯穿右边斜支撑梁与右边斜肋板；所述左边支撑梁、中间支撑梁、右边支撑梁相互平行；所述中间横梁之间相互平行。

本发明采用盾构机分体过站的方法，即盾构机主机与后配套台车分离,盾构机主机落在改造后的过站传送车上,利用卷扬机、滑轮组牵引盾构机主机前进，后配套台车通过电瓶机车将其牵引到位，盾构机最后在始发端完成组装调试，满足始发条件后开始始发掘进施工。本发明具有以下有益效果：

（1）本发明科学适用，节约成本，缩短工期，适用于封闭式车站盾构机站内过站及类似工程的施工；

（2）盾构机整机过站，过站效率高，过站传送车在轨道上行走阻力小，还适应一定的弯道和缓坡，方向可控；

（3）盾构机直接站内过站规避了盾构机吊装这一重大风险，提高了盾构机转场施工过程中的安全性,相比整机吊装，对场地的要求低，安全性更高；

（4）过站只需断开部分管、线路，不需整机拆装，有效的缩短了工期，降低了二次始发盾构机组装调试的难度。

附图说明

图1是本发明的工作流程图；

图2是本发明的过站传送车俯视图；

图3是本发明的过站传送车剖面图；

图4是本发明车站内卷扬机、滑轮组布置效果图；

图5是本发明的钢马凳标准件简图；

1、左边支撑梁；2、左上横梁；3、左竖直支撑梁；4、左下横梁；5、左边斜肋板；6、左边斜支撑梁；7、左边上斜支撑板；8、左边下斜支撑板；9、左轮架；

10、中间横梁；11、中间支撑梁；12、第一斜支撑梁；13、第二斜支撑梁；

14、右边支撑梁；15、右上横梁；16、右竖直支撑梁；17、右下横梁；18、右边斜肋板；19、右边斜支撑梁；20、右边上斜支撑板；21、右边下斜支撑板；22、右轮架；

23、法兰；24、滚轮；25、盾构机外轮廓；

26、过站传送车；27、盾构机；28、钢丝绳；29、滑轮组；30、卷扬机。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

一种利用过站传送车实现盾构机过站的施工工法即采用盾构机分体过站的方法，即盾构机主机与后配套台车分离,盾构机主机落在改造后的过站传送车上,利用卷扬机、滑轮组牵引盾构机主机前进，后配套台车通过电瓶机车将其牵引到位，盾构机最后在始发端完成组装调试，满足始发条件后开始始发掘进施工，如图1所示，具体步骤如下：

1、测量放线

对车站的净空间进行反复测量，结合盾构机的尺寸确定盾构机在车站内的移动线路，精确放样出过站传送车的中心线、轨道的中心线、始发架的中心线。对车站内预埋的钢筋、构件、排水管等障碍物进行排查，提前做好应对措施。

2、施工准备

（1）过站传送车安装、固定；

1）过站传送车结构如图2和图3所示，所述过站传送车26包括左边部分、中间部分、右边部分；

所述左边部分包括左边支撑梁1、左边斜支撑梁6、左边斜肋板5、左边上斜支撑板7、左边下斜支撑板8、左车架、左轮架9；所述左车架呈工字型，包括左上横梁22、左竖直支撑梁3、左下横梁4；

所述中间部分包括中间横梁10、中间支撑梁11、第一斜支撑梁12、第二斜支撑梁13；

所述右边部分包括右边支撑梁14、右边斜支撑梁19、右边斜肋板18、右边上斜支撑板20、右边下斜支撑板21、右车架、右轮架22；所述右车架呈工字型，包括右上横梁15、右竖直支撑梁16、右下横梁17；

所述左竖直支撑梁3上端和下端分别与左上横梁2、左下横梁4垂直连接，且左上横梁2与左下横梁4平行；左上横梁2的右端与左边斜肋板5的左端连接，左边斜肋板5的右端与左边上斜支撑板7的左端连接；左边上斜支撑板7的右端与中间横梁10的左端连接；左下横梁4的右端与左边下斜支撑板8的左端连接，左下横梁4的下面与左轮架9连接；左边下斜支撑板8的右端与中间横梁10的左端连接；左边斜支撑梁6与左边斜肋板5连接且贯穿左边斜肋板5，左边斜支撑梁6的上端与盾构机外轮廓25接触，左边斜支撑梁6的下端与左下横梁4连接；左轮架9安装有滚轮24；所述左边支撑梁1在左边斜支撑梁6与左边斜肋板5的连接处贯穿左边斜支撑梁6与左边斜肋板5；

所述中间支撑梁11贯穿在中间横梁10正中间且与中间横梁10垂直连接，第一斜支撑梁12、第二斜支撑梁13分别与相邻两根中间横梁10连接，且分别分布在中间支撑梁11左右两侧；

所述右竖直支撑梁16上端和下端分别与右上横梁15、右下横梁17垂直连接，且右上横梁15与右下横梁17平行；右上横梁15的左端与右边斜肋板18的右端连接，右边斜肋板18的左端与右边上斜支撑板20的右端连接；右边上斜支撑板20的左端与中间横梁10的右端连接；右下横梁17的左端与右边下斜支撑板21的右端连接，右下横梁17的下面与右轮架22连接；右边下斜支撑板21的左端与中间横梁10的右端连接；右边斜支撑梁19与右边斜肋板18连接且贯穿右边斜肋板18，右边斜支撑梁19的上端与盾构机外轮廓25接触，右边斜支撑梁19的下端与右下横梁17连接；右轮架22安装有滚轮24；所述右边支撑梁14在右边斜支撑梁19与右边斜肋板18的连接处贯穿右边斜支撑梁19与右边斜肋板18；所述左边支撑梁1、中间支撑梁11、右边支撑梁14相互平行；所述中间横梁10之间相互平行；

本实施例中过站传送车长8500mm，宽4825mm，过站传送车车轮中心距离3960mm，过站传送车尺寸可根据盾构机尺寸调整。

2）为顺利通过车站盾构井扩大端与标准段的拐角，盾构机出洞后须平移，因此，过站传送车在接收井内的安装方式为接收井底板→下层钢板→上层钢板→轨道→过站传送车。

3）根据接收井与过站传送车的尺寸、车站结构及平移距离，选取合适的钢板尺寸，以常规的12m×10m接收井为例，选取下层钢板厚度10mm，尺寸为10m×8m；上层钢板厚度20mm，尺寸9.5m×6m。

4）下层钢板和上层钢板铺设前应对接收井底板进行检查，确保接收井底板无明显高低落差，保证接收井底板的平整度，如底板高低不平，应使用细沙对底板进行找平。

5）下层钢板与接收井底板固定采用化学锚栓的方式，横向布置8列，纵向布置6行。

6）上层钢板摆放之前，在上层钢板和下层钢板之间均匀涂抹润滑油脂，以减小平移时的阻力；上层钢板按照要求摆放到位后，清除上层钢板周围多余的润滑油脂，

7）下层钢板和上层钢板之间连接采取焊接的方式，上层钢板和下层钢板边加工45°内的坡口，下层钢板和上层钢板对接时焊缝填充坡口，焊接完毕后打磨钢板平面，打磨标准要求焊缝高度≤钢板厚度。

8）在过站轨道铺轨前，检查地面平整度，轨道应铺设在平整的平面上。车站内轨道固定方式采用轨道压板固定，每隔600mm布置一块轨道压板，压板固定螺栓采用膨胀螺栓锚固在车站底板上。车站内铺轨应注意轨道偏差，偏差量控制在10mm之内；如果铺轨与车站预留钢筋干涉，须调轨道位置，但应保证盾构机主机过站时与侧墙的最小距离＞300mm。当主机与侧墙距离300mm时，过站传送车轨道基本位于底板预埋钢筋中心位置，适宜搬拨钢筋，铺设轨道。过站传送车轨道中心距3960mm，当轨道摆放到位后，焊接轨道与上层钢板之间的边。

9）当轨道焊接完成后吊装过站传送车下井，并平稳安放在轨道上，小车安放轨道的位置距洞门钢圈1000mm。

10）小车摆放到位后，使用20型钢将过站传送车与上层钢板连接，在盾构机过站方向，使用20型钢将上层钢板与过站传送车焊接，以确保盾构机出洞推进至过站传送车时小车稳固，没有位移。

11）过站传送车安装完成后，在盾构机出洞洞门钢圈与过站传送车之间焊接引轨装置，防止盾构机出洞后重心无支撑导致事故发生。所述引轨装置与过站传送车高度相同。

（2）盾构机上过站传送车

盾构机在爬上过站传送车的过程中，过站传送车与盾构机要有刚性支撑确保盾构机上过站传送车的过程中小车的稳定性。待盾构机完全爬上过站传送车后，首先用20型槽钢将盾尾与中盾焊接。焊接位置按照60°分布在盾尾与中盾圆周方向。焊接时应注意盾尾铰接密封位置，盾尾焊缝应避开铰接密封位置。

盾构机与过站传送车的连接方式是使用工字钢垂直的把盾构机与过站传送车焊接在一起。焊接位置位于过站传送车端梁处，过站传送车每侧焊接五个固定支撑。

（3）盾构机主机和后配套台车分离

1）盾构机与过站传送车直接连接加固完成后解除过站传送车与上层钢板以及过站传送车与盾构井之间的焊接加固，利用盾构机推进油缸完成盾构井内的1m前移。待盾构井内前移1m完成后，在轨道上安装特制门架支撑固定好设备桥，解除盾构机主机与后配套之间的所有管线及结构连接，再进行盾构机主机在盾构井内的平移工作。

2）盾构机在盾构井内平移时利用2×100t的推进油缸支撑盾构井侧墙上向内侧推进。推进油缸与盾构井侧墙支撑面处加垫500mm×500mm×20mm的钢板对盾构井侧墙加以保护，侧向平移油缸支撑位置如图2所示。

3）拆除过站传送车和上层钢板之间的垂直支撑，将上层钢板固定到车站底板上即可通过推进油缸推进小车前移。

（3）盾构机过站

1）盾构机主机和过站传送车平移一段距离以避开车站侧墙；

根据目前常规车站的结构特点，要完成盾构机接收，盾构机主机需要横向平移约1.2m，最终到达车站内的平移段。在靠近接收井端侧墙，上层钢板上焊接反力支座，反力支座高30cm，宽40cm，上层钢板侧面焊接同高度的5道三角斜撑钢板，钢板厚度均为20mm。

在车站内的平移段过站传送车尾部植筋焊接钢板，采用20mm厚钢板焊接反力支座，在反力支座与过站传送车之间焊接定位槽，防止顶推推进时由于偏心受力致使千斤顶蹦出，在过站传送车前方安装5T卷扬机，安装滑轮组，用于牵引过站传送车。盾构机主机和过站传送车平移包括以下步骤：

①开动同步电动液压千斤顶泵站，液压千斤顶顶推反力支座，使过站传送车与盾构机主体一起在钢板上向车站内移动，直至达到液压千斤顶的伸长量后，停止电动泵站；

②完全回缩液压千斤顶，在液压千斤顶与反力支座之间安装传力构件，使液压千斤顶、传力构件、反力支座纵向连结杆在同一直线上；所述传力构件可以选择20mm钢板焊接箱体盒；

③重复步骤①、②，补充传力构件，如此循环，直至满足平移量，至过站传送车到达站内平移段。

2）盾构机主机在卷扬机、滑轮组的牵引下前进；

过站前移时小车钢轨下应铺设不小于500mm宽的钢板。辅助推进油缸支座采用膨胀螺栓锚固定在车站底板上，如果盾构机过站处于下坡，小车在前移时就要时刻保持以较小的速度前行，如有下滑现象需要在小车前轮加防滑块。

站内平移段内，每30m设置一组滑轮预埋钢板，左、右线过站各自6组40cm×50cm×20mm钢板，过站过程中滑轮预埋钢板位置安装3组滑轮组，5T卷扬机通过滑轮组拉动钢丝绳以使盾构机主机前行。滑轮组固定在过站传送车轨面下翼板上，钢丝绳长度为360m，通过牵引盾构机主机行驶至滑轮组位置后，割除接收井底板上的滑轮预埋钢板，通过下一组滑轮预埋钢板进行下一区段的牵引，以此轮换，完成牵引工作，如图4所示。

卷扬机启动前，首先采用液压千斤顶进行过站传送车的顶推工作，顶推启动后启动卷扬机牵引系统。

3）盾构机主机到达始发端再次平移并上始发架；

盾构机前行到始发端时在始发井内安装下层钢板和上层钢板，再将始发台固定于上层钢板上；将始发台固定于工作井结构上；将车站内导轨延伸至始发台，与始发台导轨对接，待过站传送车平移到始发台端时将过站传送车固定于车站结构，解除盾构机主机和过站传送车间的连接，将盾构机主机向前推进爬上始发台。待盾构机主机完全爬上始发台之后将盾构机主机和始发台、上层钢板固定在一起平移到始发位置。

（4）后配套台车过站

1）安装钢马凳铺后配套台车轨道；

盾构机主机过站后在后配套台车过站车站的底板上安装钢马凳，如图5所示，钢马凳加工原则为：每0.9m布设一道盾构接收井设置20m放坡，以电瓶机车轨面高度为基准面，由后配套台车轨道高程调整至电瓶机车轨道高程。在保证有效的限界情况下，轨道铺设为直线，在二次始发完成后再将移动的部件重新安装到原来的位置。

2）电瓶机车将后配套台车牵引到位；

（5）盾构机始发

1）盾构机主机与后配套连接；

2）盾构机组装调试、反力架安装加固，准备始发。

本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。