中铁十局集团第一工程有限公司 山东省济南市 250000
摘要：在盾构施工过程中，为充分发挥其速度快、工期短的优点，解决过站工序占用时间长的问题，本文主要介绍一种全新的过站方案，以钢轨作为在设备移动滑道，将盾构机、滑道、推进器、夹紧装置组成系统，利用推进器和夹紧装置，系统内自身提供反力，不需要外部辅助提供动力条件下，推动盾构机沿滑道前移完成过站，总结出一套既能降低对车站净空要求，又安全、快速的过站技术，可为今后同类工程的施工提供借鉴。
关键词：过站；推进系统；施工技术
一、工程概况
成都地铁7号线9标【茶店子站～花照壁站～二环交大路口站～九里堤站】区间盾构隧道总长3411.2单线延米。区间左、右线均在茶店子站始发，出茶店子站后沿2.5环一品天下大街下方前行，而后以R=450m的半径拐入成都大学金牛校区，下穿学校操场后到达花照壁站进行平移过站；出花照壁站下穿银沙北路后以R=450m转弯半径拐入老居民区，穿过该区后以R=450m的半径拐入二环路，前行至二环交大路口站平移过站；左线出二环交大路口站后继续沿二环路前行至九里堤站后吊出。本工程左右线共计4次过站，盾构机采用中铁装备121号，盾体总重322t。
二、技术原理及工艺流程
（一）技术原理
本技术是将盾构机与托架整体放置在轨道上，利用轨道加紧装置提供空推反力，克服盾构机托架与钢轨之间摩擦力，每组夹轨器夹紧力100t，推进系统采用2组84吨千斤顶，千斤顶尾部与夹轨装置连接，前部与盾构托架接触，推动托架与盾构机整体前移，该方案要求轨道连接更牢固，托架节点做加强处理，不需要其他设备。
（二）施工工艺流程
盾构机顶推过站技术是将盾构机和托架置于顶推系统上，循环作业是盾构机完成过站重新始发，工艺流程为：钢轨铺设、盾构机侧移到位等准备工作→盾构机同托架整体就位→安装顶推油缸和夹轨器→调试推进系统→夹轨器加紧、推动顶推油缸推进顶程0.9m→松开夹轨器，回收油缸→继续下一顶程推进，直至推进到位→拆除油缸推进系统，盾构机侧移就位→后配套连接，始发准备。
三、顶推过站工艺步骤
（一）接受托架改造
首先对盾构机接收架进行改造，在始发架底部安装卡槽作为滑道挡板，卡槽设置在结构托架结构受力支点处，卡槽内设置耐磨滑块。
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图1盾构托架改造示意图
（二）站内布置轨道
采用2条43轨道，轨距与托架底部卡槽对应，轨道底部垫设20号槽钢，方向垂直于轨道方向，作为“轨枕”，根据在欲放置轨道的位置处切槽，将钢轨置于槽内，一个作用是固定钢轨并控制轨距，另一个作用是分散钢轨承载力，放置底板受力集中破坏。
（三）盾构机上轨道
顶升：盾构出洞后平移至车站内轨道对应位置前端，在盾体上焊4个型钢牛腿，将盾构机机身和接受托架临时焊机成整体，采用4台150t液压千斤顶向上顶住4个牛腿，将盾构机连同接收架整体顶升300mm。
延伸轨道：将轨道延伸至接受托架底部，轨道应超出盾尾不少于3m，此时要准确控制钢轨位置，保证轨道位置和接受托架准确对应，钢轨连接完成后，在接受托架底部卡槽内设置耐磨滑块，然后千斤顶回油将盾构机连同托架落在轨道上，。
（四）安装推进系统
设备准备：两台加紧力为100t的夹轨装置，两台84t液压千斤顶，两套液压泵站；安装前将两套夹轨器分别与两台千斤顶尾部采用插销连接；一台泵站控制两台夹轨器，一台泵站控制两台千斤顶，并将两台泵站置于盾构机盾尾，随盾构机一起前移。
系统安装：千斤顶与轨道平行置于轨道上，千斤顶尾部通过夹轨装置与轨道连接牢固，千斤顶端部油缸撑靴采用插销与盾构机盾体连接，连接好千斤顶和夹轨器油路管，并进行调试。
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图2夹轨器示意图
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图3 推进千斤顶实例
（五）顶推系统就位
使千斤顶顶部油缸撑靴顶紧始发架，并与托架铰接连接，打开控制夹轨器液压泵站，使千斤顶尾部连接的夹轨器夹紧钢轨。
（六）开始推进
推进：在夹紧器夹紧状态下，打开控制千斤顶的液压泵站，先依次开启两边的推进油缸，校核油缸推力，然后同时开动两边推进油缸，推动盾构机前进，千斤顶最大顶程为1m，在推进过程中控制盾构机往前行走约900mm后，不可全部伸出油缸。
收回油缸：完成一个顶程后，松开轨道加紧装置，推进油缸回油收回顶程，由于千斤顶前端与盾体连接，后端与夹轨器连接，在收回推进千斤顶油缸的过程中，千斤顶和夹轨器同时向前移动，完成一循环，每循环0.9m。
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图4 推进系统作业实例
（七）循环推进
完成一循环，待前进顶油缸全部收回后，接着夹紧器夹紧轨道，开始下一循环。每循环流程包括调整千斤顶→夹轨器加紧→推进→松开夹轨器→收回油缸、整理线路等作业，每循环用时约4min，平均推进速度13.5m/小时。
四、主要工序施工操作要点
（一）轨道安装
1、轨道采用鱼尾板连接，盾构机通过后即可拆除，可循环使用，能节约钢轨用量。
2、轨道安装前要准确测量放样，若底板平整度不满足要求，可在底板铺设钢板，将轨道铺设在钢板上。
3、钢轨必须保持清洁，避免沾上的油污或残留的锈迹影响夹轨器夹紧效果，施工中采取措施防止液压油溅落在钢轨上。
（二）滑块更换
耐磨滑块在过站过程中需要更换，更换时要定期盾构机，因此盾体上焊接的牛腿在过站完成前保留。
（三）焊接要求
施工中盾体牛腿、接收托架均使用了焊接工艺，因此必须保证焊接质量，要采用破口焊接，焊接时焊缝要求平滑，不得有气孔夹渣等焊接缺陷，同时焊接完成后经过探伤检测合格后方可进行施工作业。
（四）顶推作业
1、顶推过程中切不可将千斤顶顶程全部伸出，在油缸内留有一定长度，防止顶进时前进顶侧向弯折，发生安全事故。
2、夹轨器尽量避免加载轨道连接处，防止轨道接头受力过大。
五、结论
采用钢轨作为盾构机滑道，将盾构机、滑道、推进器、夹紧装置组成系统，利用夹轨器通过钢轨提供反力克服盾构机与钢轨间摩擦力，使用油缸推进系统使盾构机快速前移，达到了提高盾构机的过站效率、节省人力财力的目的。以在轨重物顶推系统为基础的盾构机快速过站施工技术操作方便、周转性强、安全可靠性强并具有广泛的推广和应用前景。
参考文献：
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