盾构机常压换大技术

2024-05-18

盾构机常压换大技术（通用7篇）

篇1：盾构机常压换大技术

果壳达人透漏的必备生活锦囊【衣】面子工程【食】胃与味的...【住】技术·宅【行】交通以行...适合在开敞的条件下对刀具进行更换。

四、换刀前的准备工作

1、总体规划：在盾构始发后的日常工作中加强对施工区段地质情况的了解，并与地质情况报告相对比，看实际的地质是否与地质报告中所描述的地质情况相符合，充分估计特殊地段对刀具的破坏程度，同时根据实际的地质情况，制定刀具及刀具配件的采购计划。

2、成立换刀工作领导小组：根据总体规划的情况，适时成立换刀领导小组，负责换刀的总体工作进行部署；

3、设备物资的准备：设备与材料的准备，是实现快速换刀的基本保证，从而减少土体开挖面在外暴露的时间。在确保常用设备（机具）、材料到位的情况下，优先使用更为先进的工具，同时对可能在使用过程中损坏的设备、工具要确保损坏后立即有备用的。

4、保证盾构机各项性能完好：在日常做好盾构机日常维修保养的情况下，加强对换刀过程中需要用到的系统的维护保养，如刀盘旋转液压系统、电气系统、通风系统、循环水系统、污水排出系统、压气系统、双轨梁、管片拼装机、后配套系统，从而保证换刀工作的顺利进行；

5、成立换刀工作小组、应急救援小组、地表监测小组及后勤保障小组（1）换刀领导小组在确定换刀的时间后，组织成立换刀工作小组，小组的成员主要分为隧道内外总指挥人员、换刀操作人员、配合换刀人员和机动人员，并对相应人员的工作内容进行详细的分工；（2）成立应急救援小组，负责处理换刀过程中出现的突发情况，并与附近的医院保证24小时能随时联系；

（3）成立地表监测小组：对在换刀过程中地表变化的情况时时监控，并随时向换刀工作总负责人汇报；

（4）成立后勤保障小组：对相对来说时间比较长的换刀工作提供有力的后勤保障。

6、人员培训：组织换刀工作小组的成员进行相应的岗前培训，对正常换刀过程中各自的工作内容进行详细的交待。尤其是进仓作业的人员，必须经过专门的培训，并做好相应的《安全技术交底》。

7、开仓审批：开仓的技术方案经过工程部与机物部讨论，由机电总工程师和土木总工程师确认，并报项目经理、业主和监理总工审批同意后，方可开仓。

五、开仓换刀工作的流程

1、根据刀具的更换方案，做好设备、材料的准备，在准备开仓的前安排有较强经验的操作司机进行操作，同时刀具更换负责工程师加强与操作司机的沟通，确定准确的开仓地点和时间；并将所准备好的设备、材料、工具等运至相应的位置；

2、开仓前不加泡沫和水推进300mm左右，切削下开仓前已经被水和泡沫渗透的土体，并将土仓内的土尽量出空。同时在出土过程中注意观察土仓的压力变化，以判断土体的自稳性。在保证土体自稳性没问题时，才进行下一步的工作；

3、打开土仓壁上方的两个球阀，利用粗细15mm 左右的钢筋向土仓内插入，根据插入的情况判断凝固土体的情况，同时使用有毒气体检测仪伸入土仓，检测有毒气体的含量，并做好记录。如有毒气体含量超标，可向土仓内加入压缩空气进行稀释并通球阀向外排出，同时保证通风机的运转，从隧道外引入新鲜的空气。然后再将土仓壁上的球阀，由上而下用同样的方法检查水位情况，同时要保证下部的球阀在整个换刀过程中保持排水通畅。在检查有毒气体含量在允许范围内、土仓内水位只有1m以下的情况下才可以进入人闸准备打开土仓仓门；

4、打开仓门时，先松开仓门全部螺丝2至3牙，观察有无泥水从门缝间渗入人闸，若没有泥水渗入，再继续松开螺丝，最住最后的3～4牙，撬动门架使门架有所移动，若无泥水土涌入，再旋下所有螺栓，打开仓门。向土仓内通压缩空气约10分钟，用有毒气体检测仪检测土仓内的有毒气体含量，不超标的情况下铲除门口泥土，将照明引入，观察土仓内积土及泥水渗入情况，然后人员进入土仓，留1人在门口监护。

5、人员进入土仓后先把土仓上面附积的泥土铲刮到土仓底部，然后用水冲洗刀座至全部露出钢板及刀座架上的刀具及螺栓。并清理刀具，使之不给土体包

裹,以便于刀具的更换；

6、选择最佳的刀具更换位置，在土仓内焊接刀具的吊耳，以便于更换刀具过程中刀具的水平运输，在焊接过程中和焊接完毕后保持向土仓内通入压缩空气。使焊接过程中产生的烟尘很快排出；

7、再一次检测有毒气体的含量，在不超标的情况下换刀操作人员将刀盘转至刀具更换位置，进入土仓内进行刀具的拆卸和更换。同时配合人员将刀具运至人闸仓内准备，并将拆下的刀具运送出洞外；

8、值班工程师在值班过程中收集并做好进仓作业的各种记录。填写《刀具磨损情况及更换记录表》，主要包括刀具编号、刀具类型、刀具磨损量、更换原因、更换刀具类型、更换时间和更换人等，并安排人员对拆下的刀具编号，以便事后分析刀具磨损原因，为以后的刀具选型提供依据；

六、换刀工作中的几个注意事项：

1、进入土仓工作的人员一定要配戴好安全帽、安全带、安全绳等防护用品；

2、土仓内有人员工作时，除操作室内有人员值班外，一定要按下刀盘急停按钮，以防止误操作引发事故；

3、需要旋转刀盘时，土仓内的人员必须全部撤离土仓后才允许旋转刀盘；

4、有毒气体的检测工作除了工作内容更改时进行检测外，在正常换刀过程中每间隔一个小时要测一次，并做好相关的记录；

5、刀具在土仓内水平运输时，绝不允许操作人员站在正在运输的刀具下方；

6、刀具的吊装和定位必须使用抓紧钳等吊装工具。所有用于吊装刀具的吊具和工具都必须经过严格检查。

结束语：昆明轨道交通首期工程一（B）标分别于2010年10月23日和2010年11月29日进行了常压开他换刀工作，根据地质段的选择和换刀流程的严格控制，两台盾构机均在开仓36小时之内圆满完成了换刀的工作。为相应地层的换刀工作积累了丰富的施工经验。

运送刀具进入人闸仓

运送刀具进入土仓

篇2：小议盾构机进出洞技术

采用盾构法建造隧道或各种地下管道, 一般是在预先建造好的工作井内进行盾构的安装、调试和试运转, 并将其准确地搁置在符合TRANBBS设计轴线的基座上, 待所有施工准备工作就绪后, 开始沿设计轴线向地层内掘进施工, 当盾构将要到达终点时, 应准确测定盾构的现状位置, 并调整和控制其姿态, 使盾构正确无误地进入预先建造安装好的接收井内的基座上。

盾构的进出洞工序是盾构法建造隧道的关键工序, 该工序施工技术的优劣将直接影响到建成后隧道或管道的轴线质量、进出洞口处环境保护的成效及工程施工的成败。

盾构的进出洞施工技术必须根据工程所处地层的土质、水文、环境条件和环境保护要求的等级制定, 如何科学、合理地运用各种不同的进出洞技术, 使其符合各工程的特定工况条件要求, 是一项值得研究、探讨的课题。

2 盾构进出洞施工的关键技术

⑴建立推进施工的良好后盾系统, 后盾系统由后盾管片、支撑体系及后靠等组成, 其不但要稳固牢靠, 同时必须有一个准确的后座支承面和适应施工的垂直与水平运输的转折通道口。

⑵确保洞口处土体稳定, 在盾构未靠上洞口处土体前, 保护洞口附近地面和地下构筑物, 使盾构顺利切入土体, 并支护正面土体, 从而进入正常施工状态。

⑶洞口建筑空隙的密封技术, 洞口建筑空隙的密封问题, 如不妥善解决, 将会引起洞口渗漏, 产生不可设想的后果, 但目前对进洞施工时的洞口密封技术还不够完善。

3 盾构进出洞施工中易发生的事故

⑴洞门处土体涌入井内, 洞口封门拆除后, 井外土体不能自立, 井内洞圈的密封装置还不能阻挡洞外的土体, 所以洞口外土体随之进入井内, 造成地面沉陷, 影响附近地下管线和地面建筑物的安全使用, 如情况严重, 则造成井下无法施工。

⑵洞口周圈涌水、涌砂, 由于在出洞施工时损坏了洞口密封装置, 盾构出洞后没有及时做好洞口防渗漏处理, 故在盾构未全部通过工作井洞圈或已经脱出洞圈时, 井外水、泥沙不断从洞圈与盾构或隧道之间的间隙涌入井内。如不及时处理, 将导致地面沉陷和洞口处已建造好的隧道产生过量沉降。

⑶盾构出工作井洞口时上抬或下沉, 盾构出工作井洞口后, 就失去了基座的支撑, 若在施工中对正面平衡压力值的设定和控制不当, 则极易产生盾构的上抬或下沉, 这将使刚建成的隧道偏离设计轴线, 甚至无法正常施工。进土部位和进土量控制不当, 易使盾构上抬, 于是地面也随之隆起;正面土体流失过量, 超量出土, 易使盾构产生下沉。

⑷管片产生碎裂、环面不平、内外张角严重、纵缝喇叭大、环向旋转等不良现象。

4 盾构进出洞施工技术

4.1 稳定正面土体

稳定正面土体, 要确保洞口暴露后正面土体的稳定, 必须对洞口状况进行调查, 然后采取有效的技术措施, 使洞口处的土体不流失、不坍塌。

⑴洞口状况调查: (1) 工作井的构造。 (2) 水文地质状况。 (3) 隧道埋深和洞口直径。隧道埋深和洞口直径与洞口处土体稳定密切关联, 所采用的相应措施随条件不同而不同。 (4) 工作井洞口附近地面环境。地面环境要求的保护等级是洞口土体进行加固的依据。 (5) 工作井洞口井壁的平面现状。 (6) 施工设备的性能。隧道施工所用的盾构机型是进出洞方法选定的关键因素。

⑵对洞门外土体进行加固或稳定处理:采用土体稳定措施后, 洞门外土体能稳定自立相当长一段时间, 可大胆拆除封门, 盾构即可进出洞, 但在施工时必须对加固处理后的土体实际性能作检测, 确认其达到施工所规定的要求, 方可拆洞口封门。当前常用的土体稳定技术有降水、地基加固、冻结法等。

4.2 基座的设置

基座可以是钢结构、钢筋混凝土 (整体现浇及预制装配) 等形式。基座要有足够的强度和刚度, 特别是钢结构形式的基座, 还必须有整体稳定性能与局部稳定性, 以免施工应力作用后产生事故。接收基座用于接收运动着的盾构, 由于在安装基座时, 盾构的进洞姿态是未知的, 所以只能以隧道设计轴线设置平面, 且高程导轨面不能超过洞圈面。

4.3 后座的设置

盾构在基座上开始向前掘进施工时, 其前面的顶力必须传递到后靠, 因此后座在受到最大施工顶力后, 首先是不能产生破坏及变形;其次是后座顶力面必须与隧道设计轴线相垂直, 使盾构推进时有一个正确的方向, 并把顶力良好地传递至后井壁;最后是设置的后座系统要能满足推进施工时垂直与水平运输转折通道口的要求。后盾支撑体系是否良好, 直接关系到推进施工是否能顺利进行, 亦关系着出洞起始阶段的隧道衬砌拼装质量。

4.4 洞口间隙的密封技术

在盾构通过洞口及整过隧道施工过程中, 洞口与盾构、洞口与隧道结构之间总有一个圆环间隙存在, 若不作密封处理, 洞口外土体及水就会从此间隙中流入工作井内, 使洞口处土体流失, 引起地层沉降变形、破坏环境, 影响极大, 所以, 洞口间隙的密封技术也是进出洞施工中的一项重要技术。

5 工程实例

广州地铁某盾构工程采用两台海瑞克泥水盾构机掘进, 端头地质条件及端头加固设计:

到达端头隧道洞身范围主要地层为<3-2>中粗砂层、<7>强风化岩层, 隧道拱顶部位覆盖土层从下到上依次为<3-2>中粗砂层、<4-1>粉质粘土层、<4-2>淤泥质土、<3-1>粉细砂层和杂填土层, <3-2>中粗砂层和<3-1>粉细砂层很厚, 且地下水丰富, 拱部覆盖层稳定性差。按照盾构施工计划及车站施工进度, 为确保到达的安全, 端头加固搅拌桩、连续墙和旋喷桩必须有3个月龄期, 才能满足施工安全的要求, 而端头加固本身需要约50天的施工工期, 根据车站目前的施工进度, 以及与车站施工单位协调结果, 车站无法按照要求移交端头加固施工场地, 故盾构到达拟采用盾构密闭接收装置方案。

5.1 端头加固

为缩短端头加固工期, 避免与车站施工互相影响, 把端头加固形式改为一幅1.2m厚的素混凝土连续墙, 每个洞门一幅, 长度为9m, 深度到达隧道底以下2.5m, 并至少进入强风化岩层2m, 连续墙紧贴车站围护结构, 在施工中确保与维护结构接触面必须紧贴, 防止地下水从外界通过缝隙渗透进来, 为确保达到止水效果, 在连续墙两端采用两排旋喷桩进行止水。端头加固如图1、图2所示。

5.2 接收方案

由于端头加固区域大大缩小, 盾构到达时, 加固体不能把整个盾构机包含在内, 破除洞门后, 盾构掘进出洞时洞门密封很难保证抵抗得住地下水压力, 一旦地下水击穿洞门密封, 密封失效, 地下水将夹杂地层中的砂土漏出, 导致地层流失, 造成地面塌方等事故, 盾构不能顺利到达。为确保盾构顺利到达接收, 拟定采用密闭接收装置接收方案, 即在洞门外, 采用特制钢套筒与洞门预埋环板连接, 钢套筒长9.6m, 内径6.5m, 在远离洞门一端设置一圆形端盖, 用反力架和钢支撑撑在车站结构上, 确保钢套筒不会在盾构推力作用下发生位移等事故。钢套筒安装时, 确保其整体的密封性和耐压性。钢套筒安装之前, 先凿除洞门车站围护结构, 采用低强度材料回填, 安装完钢套筒后在钢套筒内回填砂土压实, 然后盾构机直接掘进到钢套筒内, 在盾尾补充注浆, 等浆液凝固后, 依次拆解钢套筒和盾构机并吊出, 完成到达施工。到达接收方案如图3所示。为了避免洞门施工时由于施工困难等因素导致洞门处混凝土浇筑存在缺陷, 拟定在车站洞门施工时, 在洞门内预埋一环形钢套筒, 钢套筒长度与车站结构厚度一致, 直接作为洞门环形模板, 套筒内径6500mm, 结构面处与洞门设计预埋环板一致, 用于与接收钢套筒连接。

5.3 施工方案

5.3.1 钢套筒设计

钢套筒的作用主要是防范洞门施工质量问题, 避免在洞门处出现漏浆、漏水状况。套筒内径为6500mm, 长度为900mm, 在套筒内设置筋板, 确保其刚度, 同时在套筒内环形预留两排Φ22mm钢筋孔, 用于插入钢筋加强与车站结构的整体性。

钢套筒设计如图4所示。

5.3.2 洞门凿除施工

⑴在洞门上打观察孔, 观察土体稳定和渗漏情况。

为了了解洞门里面土体稳定及渗漏情况, 防止凿除洞门时发生喷涌, 在盾构机碰壁以后, 洞门凿除前需要在洞门上打观察孔, 根据观察孔确定前方土体的稳定性及透水性, 观测孔按上多下少方式布置, 深度为1.2m, 穿过围护结构连续墙, 先用水平地质钻钻过围护结构, 孔径50mm, 在洞门边缘的钻孔斜向布置, 朝向洞门范围外, 取出芯样观察围护结构的完整性, 及原围护结构与新增连续墙体的连接情况, 墙体之间的间隙和是否存在失稳或透水的情况, 如果不存在, 则继续下一个钻孔;如果存在, 在该孔附近20cm左右再钻取几个观察孔, 确认是否确实存在失稳或透水的情况, 不存在, 则继续下一个钻孔, 如仍然发现前方加固体有失稳或大量透水则停止凿除, 通知监理、业主, 并采取措施处理。并采用注入聚氨酯或注入双液浆的方式封堵钻孔, 待处理安全后, 再凿除洞门混凝土。观察孔位置如图5所示。

⑵凿除混凝土和钢筋、回填素混凝土。

5.3.3 钢套筒安装

钢套筒安装时, 其中心应与隧道中心一致, 测量进行定位, 钢套筒在地面先拼装成整体, 再吊下安装。定位完成后, 在预留的钢筋孔插入长300mmΦ22的钢筋, 并焊牢。如图6所示。

5.3.4 钢套筒的检查

由于接收钢套筒曾用于2次盾构接收, 并经过几次的转场运输, 可能因此而受到影响, 因此使用前必须对其进行检查, 检查内容如下:钢套筒圆度、钢套筒的密封性、钢套筒焊缝、钢套筒的安装及试压。

5.3.5 填料

当检查完毕后, 向钢套筒内填料, 主要是填砂, 并混有一部分的粘土。向钢套筒内填充泥砂, 在填充的过程中适当加水, 保证砂的密实。从三个填料孔分别进行填料, 直至填满, 然后加水至完全充满钢套筒。

5.3.6 盾构机到达掘进

⑴盾构机到达前, 通过实际测量计算出盾构刀盘碰端头加固连续墙的里程。盾构机在到达此里程即进入到达掘进状态。

⑵碰壁前推进设置。

⑶出洞推进设置。

⑷进钢套筒掘进参数设置。

⑸当盾构推进破除素混凝土连续墙时由于洞门凿除后有回填的水泥砂浆, 所以在破除连续墙时可以确保切削下的混凝土块能够顺利被刀盘挤碎并进入土仓, 在进入排泥口前经过碎石机和隔栅, 所以大块的混凝土块是无法进入管道内的。

⑹盾构机掘进至盾体上的注脂孔到达端头加固连续墙时, 停机在盾体内预留的注脂孔往外注入聚氨脂, 聚氨脂与盾体外的地下水反应形成聚合物填充盾体与连续墙之间的空隙, 防止加固体外的地下水进入前方。

⑺注浆封堵:在盾体出洞, 盾尾通过洞口过程中, 每环均补充双液注浆

⑻盾构机筒体推到位置并完成盾尾密封后, 在刀盘不转的情况下, 开环流清洗土仓。然后逐步泄压, 并通过环流将钢套筒土仓中的浆液抽走。

⑼打开钢套筒底部的排浆管, 排出剩余的浆液, 并检查筒体的漏浆情况。

⑽测量与监测:盾构机到达掘进及过程加大测量频率, 并复核控制点, 确保盾构机出洞的姿态正确, 在盾构机出洞前布置监测点, 在端头连续墙、地面及周围建筑物布置沉降观测点;围护结构及钢套筒、洞门周围布置形变监测点。

5.3.7 钢套筒和盾构机拆解、吊出

盾构机完全进入钢套筒, 注浆凝固后, 检查确保安全的条件下, 分别拆解接收钢套筒和盾构机, 并吊出转场。

6 结束语

篇3：浅谈盾构机穿越河流施工技术措施

关键词：盾构机；下穿河流；施工措施；安全措施

前言

随着城市化建设步伐的加快，轨道交通建设的紧迫性也在增加。城市地铁工程盾构法施工对各种地形的适应性也在施工中日益突显，如何把对环境的影响减小到最低限度，便成为了盾构施工中的核心问题。地铁施工以来，盾构法施工在穿越河流过程中已有成熟的经验。本文结合某区间隧道成功穿越河流为例来探讨穿越过程中盾构施工技术措施控制，希望为以后盾构穿越河流施工技术提供一些参考。

1.施工技术措施

为确保盾构机下穿河流时土体稳定，保证盾构机能够顺利地穿越河道，安全地完成盾构施工，指导现场盾构穿越河流施工期间的工作进行。

1.1全面进行设备检查及维护

在盾构机穿越河流前，准备停止掘进，对盾构机进行专门的检查和维护保养，目的是保证盾构机无故障地进行24小时连续掘进，快速通过河道，主要项目如下：

1、螺旋输送机仓门及控制系统。在河道下掘进，为防止在施工过程出现螺旋输送机仓门密封失效后控制系统失灵，导致涌水涌泥情况。要求对螺旋输送机仓门及控制系统进行全面检查，保证螺旋输送机及仓门的完好。

2、铰接密封。在穿越掘进期间，为保证盾构机较小的纠偏量，拟开启盾构机铰接装置。为保证铰接密封效果，在维护检查过程中，对铰接装置的密封情況做重点检查。

3、盾尾密封。在掘进时保证盾构后部在会发生漏水漏砂现象，做好盾尾油脂的压注工作，在掘进过程中及时加注盾尾密封油脂，保持盾尾密封良好。

4、停机检查期间，对电瓶车、龙门吊、拌浆系统、浆车等配套设备做好维护保养，保证完好率。

1.2人员准备充分

盾构掘进实行二班作业运转，即甲乙两班每天24小时轮流作业。

1.3保证开挖面稳定的措施

为保证开挖面的稳定和上部土体不开裂，根据所处位置的土质情况、水位、覆土厚度、上部负载等条件计算出土压力，并作为盾构掘进时的设定压力。

在盾构掘进过程中，由覆土厚度、土质状况计算出理论设定值，根据信息反馈数据进行调整，保持掘进中的开挖面稳定，对周边天然土层的干扰控制在最小限度。

1.4防止河底冒浆

控制同步注浆压力，保证盾构上方土体稳定，压浆引起的泥水压力不大于盾构顶部的垂直压力。严格控制同步注浆压力，并在注浆管路中安装安全阀，避免压力过高而顶破覆土。

施工中加强监控，在覆土层较薄的条件下，超量出土引起河底沉降，形成漏斗通道，危及盾构施工安全。盾构停止掘进时，控制千斤顶位置不后缩，避免因盾构正面土压力降低造成河底坍塌。

1.5人、机、物等的保证措施

在盾构机进入河流前，组织人员对盾构及相应辅助设备、施工人员及物资储备等进行充分检查，以确保在穿越过程中盾构机能24小时连续推进。

在盾构机进入河流床范围内时，应保持低速运行。为防止由于盾构上部覆土层较薄造成盾构上浮及覆盖土冒顶，可适当“叩头”推进，保持24小时连续作业，并适当减少盾构出土量，以减少过程中对河床底部土体的扰动。

2.施工管理

2.1盾构掘进管理

1、推进过程中，严格控制好推进里程，将测量结果不断地与计算的三维坐标相校核，及时调整。

2、盾构应根据当班指令设定的参数推进，推进出土与衬砌外注浆同步进行。不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在允许范围内。

3、盾构掘进施工全过程须严格受控，根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构机姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息，下达每班掘进指令，即时跟踪调整。盾构机操作人员须严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽量避免盾构机走蛇形，盾构机一次纠偏量不宜过大，以减少对地层的扰动。

4、施工人员应逐项、逐环、逐日做好施工记录，记录内容。

2.2盾构同步注浆

穿越过程中的同步注浆控制，也是保证盾构顺利通过河流的重要因素。其目的在于控制盾构通过后的沉降，防止管片上浮。

1、同步注浆配比

盾构穿越时的同步注浆需要保证以下性能：①浆液充填性好，保证盾构机通过后的沉降能够得到有效控制；②浆液初凝时间适当，后期强度高，浆液硬化后体积收缩率小；③浆液稠度合适，过稠容易造成管路堵塞，过稀容易造成管片上浮。

2、注浆量及注浆压力

在掘进过程中应结合监测数据，注意注浆施工数据的积累，为穿越河流做好技术准备；主要考虑到盾构在河底的浅覆土内穿越，为了防止浆液击穿上部的覆土层，注浆量不可过大。

2.3衬壁后二次注浆

为防止掘进后的后期沉降，在盾构机整体（包括设备台车）通过穿越段后，立即对管片后的空隙进行二次注浆。

2.4监测管理

通过监测，达到信息化施工的目的。根据监测数据及时调整各项施工参数，使施工处于最佳状态，保障河堤、河床、隧道本身的安全。从进入河堤开始，监测频率适当增加，做到实时监测、及时反馈监测数据指导施工。

3.施工安全保证措施

3.1穿越前做好盾构设备的维修保养

1、螺旋输送机仓门及控制系统。在河道下掘进，为防止在施工过程出现螺旋输送机仓门密封失效后控制系统失灵，导致大量涌水涌泥情况。要求对螺旋输送机仓门及控制系统进行全面检查，保证螺旋输送机及仓门的完好。

2、铰接密封。在穿越掘进期间，为保证盾构机较小的纠偏量，拟开启盾构机铰接装置。为保证铰接密封效果，在维护检查过程中，对装置的密封情况作重点检查。

3、盾尾密封。在掘进时保证盾构后部不会改制漏水漏砂现象，做好盾尾油脂的压注工作，在掘进过程中及时加注盾尾密封油脂，保持盾尾密封良好。

4、停机检查期间，对电瓶车、龙门吊、拌浆系统、浆车等配套设备做好维护保养，保证完好率。

3.2掘进施工与控制

同步注浆。必须按照要求进行浆液拌制、注入，保证浆液满足要求、填充饱满。加强对注浆管的清洗，保持四管同时注入，不得因为注浆管堵塞造成停机等情况。

管片选型。加强管片选型控制，保证管片姿态良好，保持好盾尾间隙，避免导致管片和破损，导致管片接缝渗漏水。

掘进控制。加强盾构掘进控制，在穿越过程中适时掌握出碴量，并对出碴量进行有效的控制。在采取土压平衡模式掘进时，必须严格保持好出碴量与掘进速度之间的关系，避免压力发生突高突低变化。

加强对掘进施工状态的监控。监控重点为：碴土状态、成分及温度，刀盘前方响声，及时掌握地质情况，分析碴土改良情况，并综合施工过程中反映的情况对掘进施工控制参数进行动态管理。

对施工过程中的各项参数和监控对象情况，全面做好施工记录，由专人进行分析，并根据施工情况对掘进施工参数进行调整与优化。

4.总结语

盾构穿越大型河流等特殊地段作为盾构施工过程中的重点，其施工技术控制措施的合理性影响到盾构隧道的安全性及时效性，将是盾构隧道施工发展最主要的研究方向。本文中所探讨的施工技术控制措施确保了该盾构隧道在施工过程中的安全性、快速性，为以后类似工程的施工提供了参考依照。

参考文献：

[1]盾构机图纸，盾构机使用维护技术文件；

[2]《地下铁道设计规范》（GB50157-2003）；

[3]《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-2003）；

篇4：盾构机穿越地下文物施工技术

盾构法是我国城市地铁隧道施工中一种重要的施工方法。由施工引起的地表沉降及对周围环境的影响是盾构法施工的一个重要问题,对西安的国家级重点文物的影响尤为重要。如何对护城河、城墙和钟楼等文物预加固以及在施工过程中对盾构施工参数控制,加强地表沉降控制,减少施工对文物的影响,确保文物的安全是一个重要课题。

施工路线方案

城墙和钟楼为国家级重点文物保护单位,其采用的建筑材料和建筑形式使其对基础地质的变形特别敏感,因此线路在通过时以绕避为主。线路左右线连续采用一组小半径曲线自安远门城楼东西两侧分绕而过,完全绕开了古城墙的薄弱部分——城门楼与城门洞,自北大街站引出后,沿北大街南行,以连续3个反向曲线绕避钟楼,在钟楼北侧喇叭口直线上设钟楼站,过钟楼后左右线恢复并行,左右线同样以连续3个反向曲线绕过永宁门城楼后左右线恢复并行,其设计方案见附图。

通过绕避,使地铁隧道尽可能减少对文物的影响,同时选择施工风险相对较低的盾构法施工,使地铁建设在施工阶段对文物的影响减少到最小。

盾构施工前对文物的防护措施

对护城河的防护措施

通过护城河下的隧道拱顶上部的覆土较浅,大部分厚度为4.0～5.0 m。为确保护城河安全,保证盾构顺利通过,防止河床隆起,甚至造成冒顶,以至于河水灌入掌子面,采取了多项措施。首先,在护城河上下游设置围堰,排干河水;其次,在隧道上部进行砂袋堆载反压;考虑到隧道下穿北护城河时距离拱涵太近,在拱涵处采用旋喷桩、袖阀管加固土体。

对城墙的防护措施

西安城墙作为国家级重点文物,根据文物保护的要求,在施工过程中,其隆起/沉降范围为+5～-15 mm。为保证城墙的安全和稳定,沿城墙两侧布设钢筋混凝土隔离桩,桩顶设置连续冠梁;在城门洞脚预设可重复注浆的袖阀管,以便在施工中根据监测即时信息反馈情况跟踪补偿注浆(该项措施因盾构施工对城墙沉降的有效控制,盾构施工前后均未启动补偿注浆);同时在门洞内设置工字钢拱圈加强支护等。

对钟楼的防护措施

钟楼作为西安市标志性建筑、国家级重点文物,在二号线筹备阶段即对防护方案进行了充分的研讨。首先在线路设计上尽量远离钟楼基座及城墙的变形敏感区,线路纵断面尽量加大埋深,最大限度地降低施工沉降和振动对文物的影响;其次预先对钟楼进行钢筋混凝土隔离桩以及桩底压浆等加固处理以减少隧道施工对钟楼的影响。

盾构机通过文物的主要施工控制措施

制定专项施工方案

在盾构施工前,组织施工技术人员及盾构主要作业人员,认真查阅欲穿文物的详细地质资料,进行现场调查踏勘,领会设计意图,制定出盾构穿越文物的专项施工方案,并根据专家论证意见进行完善,经批准后付诸实施,在盾构穿越前向盾构作业及配合人员做好施工技术交底。在通过文物前,有计划地安排一段约100 m的试验段,获取有关参数。

作业团队的组织管理

完善的施工方案需要作业团队去实施,安全通过文物的关键在于盾构主要作业人员将正确的掘进指令及控制要点落到实处。

在通过每一个文物之前,各施工单位没有西安地区穿越文物的掘进经验,因而组织盾构队主要作业人员包括盾构队长、盾构操作人员、土建工程师、机械工程师进行讨论分析。根据每一环的地质条件、文物现状、地面监测数据、盾构机状况、掘进指令等共同研究一个适合盾构掘进的参数配方,以集体的智慧去操作盾构。统一认识是穿越文物施工的又一重要环接,让每一个主要作业人员畅谈出自已的想法及下一步的掘进操作意见,然后由有关专家提出修正意见,统一意见。必须明确各自的职责和重大责任,既要各负其责,又要协作互补,检验和弥补盾构穿越文物对作业人员技术安全交底的效果和不足。

施工工艺控制措施

建立盾构机土压平衡模式,严格控制盾构机土仓压力。盾构下穿南北护城河时,土仓上部传感器的压力控制在80～120 kPa之间,下穿城墙及旁穿钟楼时土仓上部传感器的压力控制在180～380 kPa之间;同时向刀盘前方土体注入适量泡沫和澎润土,改良土壤的和易性和流塑性,减小刀盘转矩,降低总推力,在土压平衡状态下均衡掘进。

严格控制盾构施工每环的出土量。设专人看管和准确计量,每环出土量不得超过52 m3,若超过需认真分析原因,判断是否属地质发生变化、水大或泡沫澎润土用量过大所致,否则需严格控制。

及时注浆减少地层土体损失,控制同步注浆量和注浆压力,浆液配合比需与该段地层匹配,注入量一般为150%～200%的理论盾尾空隙量,每环的同部步注浆量均在4.5 m3以上,注浆压力在250～400 kPa。

采用二次注浆紧跟。每环均进行二次补浆,为了及时有效控制文物地质沉降,防止浆液粘住盾尾,离盾尾1～4环注单液浆,离盾尾4环以后注双液浆。盾构过文物每环的二次注浆量大多较同步注浆量稍大,一般每环的补浆量在4.0～9.0 m3,根据地质状况不同略有差异。为了在极短的时间里能进行二次补浆,盾构通过文物前均对盾尾注浆系统进行了改造,对盾尾后1～20环,直接采用该系统二次补浆能满足15 m3/h以上,从工艺及施工设施上保证了对文物地质沉降的有效控制。

二次注浆的管片点位须正确选择,对浆液配合比、注浆量、注浆压力、注浆速度应严格控制,防止注浆引起文物隆起或管片变形,在施工中对地上地下进行跟踪监测,并根据反馈数据及时调整盾构施工及二次注浆参数。

坚持信息化施工,盾构通过文物前后及过程中,加大对文物及地面沉降监测,施工单位及第三方监测均加大监测频率,每2～4 h监测一次;实行双检制,发现差异及时修正,保证数据的准确性,并将监测结果及时反馈给项目主管和作业人员,及时调整掘进参数。

管理与预案

通过文物前需全面检修盾构机及后备设备,确保设备处于完好状态,避免因停机检修造成的施工风险。

做好突发事件的应急预案,提前通知电力部门防止突然停电造成地面及文物沉降过大。文物及地面派专人24 h值班巡视,发现异常情况及时启动相应级别的应急预案。

实际监测结果与分析

从2008年11月8日到2009年9月26日,4台盾构机先后4次下穿护城河、城墙,2台盾构机2次旁穿钟楼。通过监测,护城河最大累计沉降量为3.2 mm,过城墙段地面最大累计沉降量7.50 mm,钟楼基座最大沉降量为1.4 mm,地面最大累计沉降量为6.09 mm。从监测数据可以看出,通过周密的规划和精细的组织施工,能够满足文物保护的要求,做到文物保护和地铁建设的和谐共赢。

文物的成功保护是前期规划、设计与盾构施工完美结合的结果。通过对西安地铁2号线盾构法施工成功穿越护城河、城墙和钟楼的施工方法探讨和分析可以看出,在前期规划和设计阶段要对文物保护制定妥善的设计方案,从源头上减少施工对文物的影响是基础;盾构施工前对文物采取隔离桩等预加固措施是成功穿越的前提;盾构机及后配套设备性能处于良好状态是顺利施工的基本条件;在施工过程中,严密的盾构施工组织管理、有责任心并相互协作的盾构作业团队、正确有效的技术和安全交底、盾构掘进参数的正确选择、专项施工控制措施、信息化施工和均衡掘进等是顺利穿越文物的关键。

加强地表沉降控制,减少施工对文物的影响,确保文物的安全是一个重要课题

安全通过文物的关键在于盾构主要作业人员将正确的掘进指令及控制要点落到实处

篇5：城市地铁盾构机过站调头技术概述

关键词：地铁施工；盾构机；过站技术；掉头技术

1、盾构机过站技术

1.1 盾构机过站方法

就盾构机过站方法而言，其方法有多种，我们以过站移动方法为标准，可以将其分为千斤顶顶推法、卷扬机牵引法等。笔者以下对其方法和特点作简要介绍。

1.1.1 千斤顶顶推法

（1）方法简介：这种方法利用千斤顶动力系统，在盾构基座上面把千斤顶焊接上去，用钢支撑作为其反力支撑，盾构平移初期，并在端头井洞门圈上用钢支撑杆系撑，其动力来源就是四台盾构推进千斤顶的推力；正常推进时，利用车站底板上的预埋件制作钢支撑反力后靠，利用焊接在盾构基座上的两台顶管千斤顶提供动力。

（2）方法特点：如今，国内很多城市都拥有并使用了盾构机过站技术，其工艺已更加成熟，其过站方法和形式也更加多样，千斤顶顶推法具有十分明显的优势，因此其得到了广泛的采用。①两台顶管千斤顶采用连通油管，主要依靠一台动力站驱动，可保持良好的同步性，在推进速度上，千斤顶十分稳定，可确保盾构和基座平稳前进；②其反力支撑为钢支撑，这使其具备了良好的稳定性；③利用千斤顶动力系统，只需在盾构基座上面对千斤顶进行焊接，根据钢支撑中心高度来就位，然后再利用相关托架来对千斤顶进行支撑，在安装上相对简便，且易于操作；④盾构与车架整体进行平移，从而有效减少了盾构与车架断开连接以及过站完成后再进行安装连接的工序。

1.1.2 卷扬机牵引法

（1）方法简介：其盾构平移的动力源来自于一定额定功率的卷扬机，在能够移动的盾构基座上将卷扬机进行固定，然后将定滑轮安装在车站底板的预埋件上，通过滑轮组，能够产生足够的牵引力，以拉动盾构平移，对于起牵引作用的钢丝，将其一端固定在卷扬机的卷轴上，其另一端则绕经滑轮组后固定在基座或盾构机本体上。如果是双圆盾构，我们一般要采用两台卷扬机，这样才能产生足够的牵引力。

（2）方法特点：在实际操作过程中如果要采用卷扬机牵引法，还存在很多难点，主要有以下两点：①由于卷扬机是固定在盾构基座上，其与盾构两鼻尖大致处于同一竖直面，牵引用的钢丝绳一端固定在卷扬机的卷轴上，另一端绕经滑轮组后固定在基座或盾构机本体上。如果使用两台卷扬机同时对盾构进行牵引，由于两台卷扬机的牵引速度存在着必然的差异，这就难以控制其同步协调性，从而极易造成很多问题，比如盾构的单边受力及位移过大以及盾构和基座产生偏转等等。这类问题如果没有得到及时处理，那么就有可能引发损坏钢丝绳以及盾构基座上的滚轮出轨等安全事故。另外，在对卷扬机以及相关滑轮组等配件进行安装时也具有很大的难度；②若如果把车架和盾构分开，虽然对牵引力的要求降低了，但是在过站之前，必须要对车架和盾构进行分离作业；在完成了盾构过站作业之后，还必须要重新组装调试车架和盾构，这也在增大了相关工作量，也必然会使工期延长，这不利于后续相关施工以及成本的控制。

1.2 盾构机过站优势

就过站而言，盾构机往往只需要15天时间（20m /天，单圆盾构），然而安装、拆卸和吊运盾构出入井等则需要3个月时间。盾构机的折返调头和其过站的时间大致相等，差不对都是半个月左右，然而每次折返都必须要进行相应的拆卸、吊运以及再次下井安装等工作，因此，我们应当尽量减少盾构的拆卸与组装次数，一台盾构沿着某条线路推进过程中所过站数越多，同传统吊运法相比，其节省的时间也就越多，其所获得的经济效益也就更加明显。

2、盾构机掉头技术

2.1 主机调头

2.1.1 固定盾体和始发托架

在盾体的前、中、后，要分别用钢丝绳将盾构机主体和始发托架固定拉紧，并点焊固定盾壳和始发托架接触的不同位置，这样才能有效确保盾体和始发托架不会发生相对移动。

2.1.2 调头方法

在千斤顶的顶推力的作用下，使托架與盾构机主机一起平移、旋转到达预定的位置，从而实现盾构的主机调头。要想让静止的盾构机向前移动，那么其初始推力必须达到1000 KN，而其平移和旋转的过程，所需推力在300 KN～500 KN之间。

2.1.3 调头步骤

①找平调头场地；②对钢板进行铺设固定，在钢板上还要涂抹黄油；③在贯通右线隧道之后，将盾构机平移上托架；④将工字钢块焊在钢板上，将其作为千斤顶的反力座，并用高强度螺栓在托架两侧的法兰板上连接两个工字钢块，以此作为千斤顶的推点，在托架最佳顶推位置附近，根据实际需要，用两台80 t千斤顶顶推托架，使其移动和转动，在顶进一定距离后要对反力座钢块位置进行调整，以确保托架及盾构机能够按预定的轨迹进行平移和转动，使其到达目标位置，这样就实现了盾构主机的调头和移动。

2.2 后配套调头

2.2.1轨道铺设

对于不同的地段，其轨道铺设方式也不同，就轨道铺设方式而言，主要有以下三种：①矿山法试验段内轨道铺设方式：将砂砾石铺垫在盾构导台上，铺设两层枕木，并用钢枕钢轨铺设在枕木上。然后对砂砾石的厚度进行调整，以使钢轨坡度适宜；②主机调头井轨道铺设方式：将四层枕木铺设在底板上，并在其上铺设钢枕钢轨；③站台处轨道铺设方式：将钢轨直接铺设在站台底板上，并在底板上打膨胀螺栓，以对钢轨压板进行固定。

2.2.2 后配套运输

利用卷扬机把后配套运到站台后方调头位置。对于超过站台底板和轨顶风道之间4.6 m高度的部件，在运输前要予以拆除。

2.2.3 后配套调头

把钢板A铺设在连接桥调头的位置，并用膨胀螺栓将其在车站底板上进行固定，涂抹黄油在钢板A上；把钢板B铺设在钢板A上，并将钢轨焊接钢板在B上，其轨距是2496 mm，并用鱼尾板对钢板B上的钢轨和右线洞门铺设过来的钢轨进行连接；连接桥上到钢板B上的轨道后，固定钢板B和连接桥（用铁鞋固定桁架车轮，用四个槽钢将连接桥焊接到钢板N上）；将和钢板B相连的轨道拆除，使连接桥和钢板B合成一个整体；将工字钢块焊接在A和B两块钢板上，以此作为千斤顶的反力座和支撑座；在托架最佳顶推位置附近，根据实际需要，用两台80 t千斤顶顶推托架，使其移动和转动，在顶进一定距离后要对反力座钢块位置进行调整，以确保托架及盾构机能够按预定的轨迹进行平移和转动，使其到达目标位置，这样就实现了盾构主机的调头和移动；将钢板B和左线洞门铺设过来的钢轨进行连接，把连接桥拉到左线洞门处，使其和主机连接；再把钢板B挪回，使其和右线钢轨连接，并用相同方式调头台车，从而实现后配套的调头。

2.3 盾构机检修

在盾构机调头期间，要及时做好盾构机的检修工作，以准备好下一个区间的掘进。依照盾构机的出站检查情况来确定其维修内容。这其中包括刀具布置和更换、止浆板的更换、电机接地线加装接头、盾尾刷局部更换、浆液箱搅拌轴更换等等多方面的内容。

结语：

在城市地铁施工建设中，盾构机的过站和调头都是十分复杂的系统工程，它包括了方方面面的工艺流程。由于篇幅有限，笔者在本论文中仅对其作了简要的介绍和分析，希望能为地铁工作者提供一定的参考依据。笔者也相信，今后的盾构机过站和掉头技术将会更加成熟，更加先进。

参考文献：

[1]马书红.盾构机的地铁过站施工技术[J].山西建筑，2009，35（5）：320-321.

[2]陶建勋，段浩，李博.成都地铁天府广场站盾构机调头技术仁[J]；山西建筑：2009年24期.

篇6：大直径盾构拆机关键技术研究

1 工程概况

长株潭城铁滨江新城站到开福寺站区间隧道采用两台Ø9.34m大直径海瑞克土压平衡盾构进行施工, 主机总长约为11.2m, 主机重约837t。盾构整机总重约为1 366.5t、长121m (不含斜坡轨) , 主要由刀盘、主轴承、盾体、尾盾、设备桥、拖车、设备等构成, 单件最重为刀盘137t (含刀具) 。两台盾构目前已到达开福寺站吊出井, 进行吊装拆除, 由于条件限制右线盾构需要平移至左线进行拆除, 盾构的平移是本次拆机的重难点。

2 盾构到达与接收施工

2.1 端头加固

端头地层加固主要采用压密注浆加固, 盾构隧道开福寺站到达端头, 隧道覆土主要为粉质粘土和细圆砾土, 洞身位于强风化板岩和弱风化板岩地层中。加固采用袖阀管注浆工艺, 注浆孔孔间距为2.8m, 采用梅花形布置。用水泥单浆液进行加固, 纵向加固长度为覆土顶面到隧道底以下3m;加固宽度为隧道轮廓外3m;隧道方向加固长度为13.5m;加固体积4172.5m3;注浆孔61个;钻孔空钻长度1177.3m;注浆量83.5m3。注浆加固施工工艺流程如图1所示。

2.2 洞门破除

洞门破除是盾构出洞的关键工序之一, 其施工质量、安全等因素直接影响盾构施工能否顺利进行。洞门破除应遵循以下施工工艺:打探测孔—注浆止水—破除洞门钻孔桩外半圆混凝土保护层—割除钻孔桩外半圆钢筋—破除钻孔桩心内素混凝土—用盾构刀盘旋转切割破裂剩余桩身混凝土—等待盾构刀盘露出后割除剩余钻孔桩钢筋—拆除脚手架, 清理场地。且为保证凿除砼的施工安全, 凿除顺序应采用从上往下的施工方法依次进行:A区→B区→C区→D区, 如图2所示。

2.3 接收基座的安装

接收基座的中心轴线应与隧道设计轴线一致, 同时还需兼顾盾构出洞姿态。接收基座的轨面标高除适应于线路情况外, 作适当调整, 以便盾构顺利上基座。为保证盾构刀盘贯通后拼装管片有足够的反力, 将接收基座以盾构进洞方向+3‰的坡度进行安装。对接收基座进行加固, 在接收井铺设钢板与接收架焊接, 并利用膨胀螺栓、工字钢等材料将接收托架支撑在接收井的混凝土结构上, 尤其要加强纵向加固, 保证盾构能顺利到达接收基座上。如图3所示为盾构接收基座。

2.4 洞门密封

盾构到达接收井前, 在接收井洞门安装洞门密封装置, 主要是帘布橡胶, 主要作用是对管片背后空隙充填的砂浆形成封堵, 保证空隙充填效果, 要保证帘布橡胶板能紧贴盾壳或管片外弧面。洞门密封装置如图4所示。

2.5 盾构接收

盾构接收施工开始前做好盾构接收基座安装、洞门密封安装等准备工作。进行导线、高程以及洞门的测量多级复测, 以精确确定盾构到达位置;接收基座的安装也应加强测量, 做好接收台和导轨的定位工作, 确保盾构准确接收;接收前20环要采取在管片螺栓上焊接角钢的辅助措施加强管片环间连接, 以防盾构掘进推力的减少引起环间松动或破损而影响密封防水效果, 并做好最后几环的管片选型工作, 防止错台现象的发生;到达端头前6环对注浆材料配合比进行调整, 必要时可通过盾构壳体设置的孔向盾壳外注入特殊的止水材料, 以防涌水、涌泥而引起地层坍塌;接收完成后要对接收段管片背部进行二次补充注浆。盾构到达接收施工作业流程如图5所示。

3 左线盾构拆机方案

3.1 拆机准备工作

盾构的拆机工作工序繁多, 系统庞大, 人员较多, 为顺利完成盾构的拆除, 在拆除开始之前必须进行周密的准备工作。

1) 地面和井内清理将吊装场地清理干净, 地面进行平整、对进场的设备摆放位置和吊机的行走位置用油漆画好边界线, 履带吊行走范围内铺垫好钢板, 贮备好盾构的各种机具、材料。盾构井内进行清空, 将和盾构拆除存在干涉的临时支撑柱、混凝土结构、门吊行走梁等拆除清理干净。

2) 接收平台的安装将接收台下井并定位好, 确保隧道盾构中线位置及盾构能够顺利到达接收台。

3) 排水、供电、照明准备根据排水方案要求, 准备足够的排污管路和污水泵, 满足下暴雨的排水要求, 配置充足的配电箱满足盾构施工的要求, 地面上盾构井内以及隧道内安装足够的照明灯具。

4) 其它准备安排专人做好防雨准备, 有专人看守材料、机具、设备, 准备足够的应急物资和药品以及通讯设施。

3.2 盾构拆机流程

盾构拆机位置位于长沙市开福寺路中间, 盾构井左侧为地铁一号线的盾构吊出井、右侧为行车道 (由东往西的单车道) , 车站主体结构仍在施工, 还不能利用, 吊出井西北方向紧挨着开福寺, 只有端头井西边的路面可以使用。盾体、刀盘、后配套等部件均采用分块设计, 盾构不可拆解最大件尺寸和重量见表1。

盾构组装最重件为刀盘, 总重137t (含刀具) , 其它大件有主轴承重130t, 盾体上部块105t, 后配套最重拖车重为70t。根据场地情况与盾构部件重量, 考虑安全系数, 计划选用1台350t履带起重机为主力起重机, 1台150t汽车起重机配合刀盘、主轴承、盾体块、安装机、盾尾的翻转。盾构拆机分两部分, 先进行主机部分的吊装拆除, 后配套上管线拆除与主机拆除可步进行。再进行后配套拖车的拆除工作, 拖车拆除按从前到后依次拆除。盾构拆机流程如图6所示。

4 右线盾构平移拆机方案

为加快施工进度, 缩短工期, 开福寺站西端头施工完底板后立即进行盾构吊出作业, 为此, 综合考虑开挖出土及盾构吊装需求, 改变临时支护形式, 只能从左线洞口上方进行盾构吊出作业, 所以右线盾构出洞后需平移至左线进行吊出作业。

4.1 总体方案

1) 主机部分加刀盘总重约为850t, 平移难度非常大, 移动平台采用滚动摩擦的形式, 井底铺设20mm厚钢板, 钢板与钢板进行焊接, 利用油缸将主机部分从右线顶推到左线。

2) 从刀盘至螺旋输送机马达位置长度将近17m, 吊出井设计只有17m, 考虑到空间有限, 在平移前, 先将盾尾、螺旋输送机、安装机及支架进行拆除。

3) 主机部分平移后, 先拆除刀盘, 再拆盾体上部分, 依次是盾体左右部分、主驱动、盾体下部分的拆除。

4) 螺旋输送机直接从右线吊出, 利用混凝土支撑之间的距离能够满足。

5) 在移动平台上做门字架支撑, 在上面铺设轨道与洞内轨枕轨道高度一致, 利用卷扬机将拖车牵引至移动平台上, 而后用油缸顶推移动平台至左线。

4.2 盾构平移拆机方案

在右线盾构平移前, 利用右线吊出井混凝土斜撑之间的空间, 先将盾尾、螺旋输送机及管片安装机进行拆除, 整个主机部分平移的重量减少, 长度只有6m左右, 只有刀盘、主驱动及中前体部分, 更容易找到平移的重心, 保证平移的安全。根据350t履带起重机的参数表在拆除这几个部件时的最大距离为15m, 此时可以吊装100t的重物, 管片安装机最重为70t, 因此, 能够满足吊装需要。

1) 主机部分的平移移动平台的安装:移动平台运至工地后, 在吊出井底进行组装, 移动平台与洞门口的距离定为400mm, 移动平台另一端连接3m的接收台, 连接采用硬性连接, 3m接收台另一端用200mm的型钢顶在车站底板上。图7、图8为移动平台结构图和现场安装图。

盾构出洞:最后一环管片装完后, 拖车与主机断开, 拖车后退20m, 主机部分采用两根200t的油缸顶推继续往前移动, 到盾尾尾部上接收台2m的位置。

盾尾的拆除:主机部分到位后, 焊接盾尾吊耳, 盾尾内部采用50mm的圆钢焊接支架, 防止在盾尾拆除后盾尾变形失圆;盾尾两侧焊接斜撑, 防止在拆除盾尾顶部时两侧盾尾倾倒。准备工作结束后, 切割盾尾块之间的焊缝, 先将盾尾的上部分吊出, 再拆除盾尾左右部分。

螺旋输送机的拆除:用油缸将主机部分顶推至吊出井的最前端, 采用吊机与手拉葫芦相配合的方式将螺旋输送机拆除, 放置准备好的平台上, 后移至隧道内。

管片安装机的拆除:用油缸将主机部分后推至管片安装机距离洞门5m的位置, 进行管片安装机及其支架的拆除, 在吊出过程中, 在安装机上系两根麻绳, 防止撞到混凝土斜撑;然后放置在地表, 采用150t汽车起重机进行翻身装车。

主机部分的平移:将剩余主机部分用油缸顶推至移动平台转盘的位置, 使主机部分的重心处于转盘中心的位置, 由于主机部分的重心不能精确的找出, 所以, 只能大概的计算出重心所处的范围。

主机部分定位后, 将盾体与接收台采用段焊的方式连成一体;采用2根200t的行程1.8m的油缸进行顶推移动平台进行主机部分的平移, 移动平台底部设置有轮子, 采用滚动摩擦的方式将主机部分从右线平移至左线。两根分别放置在接收台的两端, 在井底铺设的钢板上焊接油缸的支撑点, 在顶推的时候要保证两根油缸的同步性;待油缸行程达到1.8m时, 收起油缸, 再在钢板上焊接支座, 进行顶推, 如此循环, 从右线至左线平移距离为18m。

2) 螺旋输送机及后配套的平移螺旋输送机的平移:将螺旋输送机从隧道内移至吊出井口, 用履带起重机将螺旋输送机水平吊起, 将螺旋输送机底部支架退回隧道内, 并将螺旋输送机放在井底;移动平台从左线移至右线, 接近螺旋输送机时将螺旋输送机吊起, 移动平台移至螺旋输送机下部, 将螺旋输送机放在移动平台上面, 去掉挂钩, 采用油缸将移动平台顶推至左线, 将螺旋输送机吊出。

后配套的平移与螺旋输送机相似, 在移动平台上放置门字架支撑, 同左线拆除后配套一样, 门字架的高度同洞内轨枕高度一样;控制重点是:移动平台的轨道与隧洞内延伸出的轨道的连接, 连接处采用1根2m的钢轨, 移动平台到位后, 用2m的钢轨将两部分连接起来, 用卷扬机将拖车拉出, 到移动平台上, 用阻车器将拖车轮对固定, 然后拆除2m的钢轨, 进行拖车的平移。

拖车的拆除与左线相同, 在此就不再重复描述, 右线盾构拆机流程如下图9所示。

5 结语

盾构拆解施工设计应结合施工效益与可行性等因素综合考虑, 大直径盾构平移拆解普遍面临空间狭小、系统复杂等困难, 需明确拆解流程, 因地制宜, 优化改进拆解设备、工艺, 才能实现安全、快速的拆机。长株潭城铁项目成功地进行了大直径盾构拆机作业, 对以后的大直径盾构拆机起到了很好的借鉴作用。

参考文献

[1]代勇.大直径盾构洞内拆机方法.科技资讯[J].2015, (8) :67-68.

[2]赵峻.盾构进出洞施工关键技术.上海建设科技[J].2008, (5) :62-65.

[3]冯义, 陈寿根.盾构区间过站技术研究.探矿工程 (岩土钻掘工程) [J].2010, (8) :76-80.

篇7：盾构机常压换大技术

摘要：这几年，地铁的修建是使我国的交通方面有了更高的层次，地铁的修建在一定程度上给人类的出行带来了巨大的便利，但是地铁开挖工作会对建筑基层造成一定损害，如果没有一个完整的保护体系，将对我国城市建设成果造成严重的威胁。盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，在我国盾构机的应用技术还不够完善，我国相关部门应该加强盾构机在地铁施工中的技术指标和过站方法的研究。本文通过对盾构机相关内容的介绍，希望能对今后地铁修建工作起到一定的理论辅助作用。

关键词：盾构机；地铁施工；技术；过站方法

引言

随着我国科技的进步，市场经济的发展，人类的生活水平也在不断地提高，同时也带动了我国各行各业的共同发展，在城市建设领域，我国已经取得了不小的成就，尤其是在交通方面，地铁的应用更是使我国在交通领域又迈进了一大步。而在地铁修筑过程中所用到的盾构技术还不够完善，开挖过程会对开挖周围环境带来无法避免的破坏因素，这对城建工作而言无非是因小失大，加强盾构机在地铁施工及过站方法技术的探究使我国相关部门当前的重要任务。

一、盾构机的介绍

1.1盾构机的概念

盾构机是当前地铁隧道修建的一种挖掘工具，它集合金属外壳，壳内整机、辅助设备于一身的钢壳体的大型挖掘设备。在坚硬外表钢壳体的掩护下进行一系列的土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等工程任务，实现隧道的一次性成型。应用盾构机进行隧道挖掘的方法称为盾构法。

1.2基本原理

在盾构机钢壳体的最前端有由刀盘组成的旋转刀盘组，用于切割地层，采用螺旋输送机来实现土渣的外部运输，在壳体内有拼装预制管片，依靠液压千斤顶来进行推进。我们称这个组合结构为“盾壳”，盾壳对挖掘过的隧道能起到一定的支撑作用，避免在衬砌前因为土体松垮而导致隧道塌陷，而后期的掘进、排土、衬砌等工程都在盾壳的掩护下完成。

1.3基本构造

盾构机是由护盾、挖掘系统、推进系统、土渣运输系统、衬砌系统以及辅助系统等六个机构组成。护盾一般由三部分构成，切口环、支撑环和盾尾；挖掘系统主要由刀头或者刀盘以及其支撑装置构成；推进机械主要是由液压设备，例如油泵、油马达、油压千斤顶构成；而土渣运输系统中有两种分类，泥水式主要由泥浆泵管道组成，土压平衡式主要由螺旋输料器和皮带运输机组成；衬砌系统主要指的是管片自动拼装机械手；辅助系统包括壁后灌浆装置，导向测量和控制装置等等。

二、加强盾构机在地铁施工中的技术探讨

地铁是我国目前城建工作中最为先进的交通工具之一，地铁的修建标志着我国城市建设领域又有了新的突破，地铁修建也必定会作为一个前线城市城建工作的发展目标，如此一来，为了避免地铁修建过程中产生的大量土体的开挖导致对周边建筑的损坏，加强盾构机在地铁施工中的技术应用成了地铁修筑工作中的重点研究对象。

2.1曲线施工

根据城市中道路的排列和建筑的布局，地铁修建路线肯定存在曲线部分，另外，在地铁隧道的设计或设计施工时，难免会遇到无法进行深地挖掘的建筑，只能避开原有的构筑物，改变地铁路线，由此也会出现曲线路段。这就为盾构施工提出了新的技术要求，同时也需要盾构机装备有曲线施工的功能，满足当前工程的要求。在实际的施工过程当中，为了减少曲线施工对土层的影响，一般情况下，通常在盾构机前段管片中采用楔形管片。笔者认为，除了利用楔形管片外，还可以通过油压分区控制模式，实现千斤顶可自由编组；或者采用仿形刀装置和铰接机构等功能综合利用来应对在地铁曲线施工时遇到的困难。

2.2加泥及加泡沫系统

在实地施工过程中，盾构机前段刀盘在对土层进行切割的过程中，难免会在刀盘端积累土渣，导致“糊刀”或“泥饼”等情况，因此，为了避免这种现象的产生，可以在刀盘口应用加泥或泡沫系统。根据不同的地质条件，可以有不同的方式，这种系统通过使用塑流化的改进材料，能够起到改善盾构机密封舱内切割土体塑流性的作用。这种加泥加泡沫系统的应用，能够有效的平衡开挖面水与土的压力，能够避免盾构机排土难题，有效的拓宽了盾构机对不同地层的适应能力。

2.3减少盾构机的推进阻力

根据地质条件的差别以及标准贯入锤击数值的大小、刀盘组成的外径，切削刀最大切削轨迹外径以及盾构机外径这三个外径的大小之间存在的细微的差距，如果处理方式不合理，会增大土体推进阻力，给盾构机推进进程带来很大程度的影响。因此，在设计切割刀口轨迹外径时，应该使它略微大于盾构机外径，应该选择合适的刀具切割外径深度，合理的设置刀盘盘圈刀具，这样不仅可以减少盾构机刀盘盘圈和盾构机外围的摩擦阻力和推进阻力以及切割时产生的噪音和切割振动，还不会对盾构机控制土体沉降的能力和整体掘进效果产生大的影响。

2.4盾构机机体接收

在地铁开挖过程中，为了避免在工作时因为土体松软而导致地下水沿开挖间隙涌入作业井内，当某一阶段的开挖土体清理工作完成后，盾构机应该立刻加快推进速度，当刀盘通过防水帘幕后，即应该立刻采取拉紧水帘幕压板上的钢丝绳，防止水帘幕压在盾构机前盾的盾体外；之后，保持盾构机的匀速前进，当同步注浆结束浆液凝固，封水管片安装完成之后，盾构机应该按照正常的挖掘速度匀速前进，当盾体全部出洞门口，盾构机接收成功完成。

三、盾构机过站方法探讨

3.1千斤顶顶推法

3.1.1使用方法

运用千斤顶动力系统，在盾构基座上面直接焊接千斤顶，利用钢支结构，进行反力支撑，在进行盾构平移过程中，利用四台盾构推进千斤顶的推理作为机械动力，将钢支撑杆系撑在端头井洞门圈上，通常在进行推进时，利用焊接技术在盾构基座上的两台顶管千斤顶提供动力，利用车站地板上的预埋件制作钢支撑返利后靠系统。

3.1.2方法特点

我国盾构过站技术已经发展相对成熟，在各个地铁工作部门已经得到广泛使用，过站的形式和方法有很多种，因为千斤顶顶推法的特点明显，因此被广泛使用。千斤顶顶推法安装程序简单方便，运用千斤顶动力系统，治愈需要在盾构基座上面安装千斤顶，按照钢支结构中心高度来就位，再制作用来支撑千斤顶的托架。

千斤顶顶推法稳定性较高，不管是支撑方面还是推进方面，都能保证基座与盾构工作时保持平稳。

3.2卷扬机牵引法

3.2.1使用方法

将卷扬机固定在平移盾构基座上，在车站底板的預埋件上面安装定滑轮来控制盾构系统的平移，根据滑轮组产生的牵引力，在盾构机本体上与卷扬机上都固定牵引所用的钢丝绳，通常为了满足工作需要，双圆盾构都是使用两台卷扬机。

3.2.2方法特点

在对两台卷扬机同时进行牵引盾构工作时，由于牵引速率之间的差距，会导致同步协调性很难受到控制，这样容易导致基座与盾构发生偏转，或者因为受力过大而发生位置偏移，这时，如果不能得到及时处理，极可能造成盾构基座上的滑轮出轨与钢丝成受到损坏的事故。