王栋
中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 江苏省无锡市 214000
摘要：大直径盾构机现被广泛应用在地铁工程中，对提升地铁工程施工效率，增强工程建设期间的经济效益具有重要意义。针对此，本文分析了大直径盾构机工地组装期间存在的重点及难点问题，提出大直径盾构机工地组装流程，分析大直径盾构机工地组装关键技术，以期为相关工作人员提供理论性帮助。
关键词：大直径盾构机；工地组装流程；关键技术
前言：城市化进程的不断加快，使得交通越发拥堵，为了缓解城市拥堵问题，地铁建设速度随之不断加快。地铁的建设需要用到许多大型设备，其中大直径盾构机就是主要设备之一，由于其体型结构庞大，需在工地对其进行组装，因此组装技术也是影响地铁建设的主要因素之一，应对组装关键技术加以研究。在大直径盾构机实际应用过程中，需要事先进行初步组装并通过调试试验后，再运输到施工场地进行现场组装。与普通盾构机械设备相比，大直径盾构机的尺寸大、超重零部件多，实际制造及运输成本更高，难以实现一次成型或整体加工目标，需要采用分块加工、整体组装方式。由于大直径盾构机工地组装工作会受到场地条件、吊装条件、装机效率等因素影响，还应当不断优化大直径盾构机工地组装流程，认清并严格管理大直径盾构机工地组装关键技术。
1、大直径盾构机工地组装准备工作
1.1大直径盾构机工地组装概况分析
以456号盾构机为例，该盾构机的开挖直径为12.26米，主机长为14米，整机全长189米，重量为3100吨，属于大直径盾构机。在隧道工程施工现场，具有主、副两个设备吊装井口，以切实保障工程施工质量，加快工程施工进程[1]。其中，主、副设备吊装井口之前的有效间距为135米，井口尺寸可以满足大直径盾构机刀盘、盾体以及拖车等构建的井下安装要求。
1.2选择吊装设备
在大直径盾构机工地组装期间，配合使用的吊装设备需要满足构件起重要求。根据施工现场实际情况，主井口主要采用履带式起重机，起吊大直径盾构机刀盘、大重量构件；副井口主要采用龙门式起重机，配合履带式起重机完成起吊作业。起吊设备钢丝绳、卸扣工具的选择应当严格遵照工程最大荷载安全特征，确保工具质量能够满足工程实际设计要求。同时，在选择起重机期间，需细致分析起重机的起重能力、起重机跨度、最大单件尺寸等参数数据，确保选择出的龙门式起吊机具有较强的技术可行性与经济适用性，满足大直径盾构机大尺寸、重部件的起吊要求[2]。在选择履带起重机时，需要履带起重机能够配合龙门起重机，在刀盘焊接完成后，对构件进行平抬与翻转，此其最小起重能力、履带起重最大受力、不平衡系数需要满足实际起吊条件。
1.3物料准备
大直径盾构机工地组装工作具有难度高、专业性强、周期长等特征，需要在工地组装前，做好物料准备工作，防止因物料不充足导致工程施工周期延长，问题出现。要求在大直径盾构机工地组装前，需要对易变形、易损坏的构件存放场地设置临时支撑、固定装置，保障构件完整。对施工期间的水资源、电力资源进行调整，确保此些资源能够切实满足工地组装要求。
2、大直径盾构机工地组装重要流程
2.1大直径盾构机主机组装
为确保大直径盾构机工地组装质量及效率符合相关设计要求，需要合理安排组装工序，增强组装期间的可控性，保障后期施工工作有章可循[3]。主机是大直径盾构机的核心部件，需要在工地组装时，将刀盘、主机、拖车等构件吊装下井作业，与后续构件配套连接在一起。
2.2后配套组装流程
大直径盾构机后配套组装需要将后配套系统设备、拖车吊装下井作业，确保吊装速度及吊装顺序一致。
3、大直径盾构机工地组装关键技术
大型盾构机体、主驱动力、刀盘等关键技术使用情况可直接影响到大直径盾构机后期运行水平，因此需要相关管理部门结合大直径盾构机工地组装要点，制定出关键技术应用管理对策。
3.1盾体组装技术
大直径盾构机的盾体外径长约12.26米，前盾及中盾分别为6块，尾盾为4块，分块运输到施工场地后拼装焊接，形成完整的盾体结构。
其中，中前盾底块需要时刻调整定位，盾尾应进行调圆、焊接处理。
在前中盾底块安装定位过程中，需要严格把控定位质量，确保后期盾体结构的安装均以期为定位标准。底块中心需要与隧道轴线对齐，以便预留下的盾体切口与井口构架满足刀盘井下安装需求[4]。在底块安装过程中，还需要避开切口环位置，在该位置前后均匀布置4个调平油缸。要求盾体左右两侧应当采用耳环连接方式，并且在连接位置安装密封条或涂抹密封胶。
前中盾顶块安装是盾体安装的最后环节，要求两侧法兰面应当倾斜贴合。因实际安装的空间较小，在控制不严的情况下，极易出现左右两侧盾块密封压损情况。故在前中盾块安装过程中，需要严格控制安装速度，利用千斤顶将盾块缓慢顶进，最后用螺丝连接在一起。
在尾盾组装过程中，需要尾盾底块中心线与前中盾中心线对齐，尾部端面也对齐。采用先左块、后右块，在顶块下井的顺序施工。为保障大直径盾构机整体盾体结构安装规范，还需要在安装期间配合使用全站仪测量安装位置。
3.2焊接关键技术
焊接也是大直径盾构机工地组装区间的关键技术之一，在焊接前需要保障各盾体结构的连接螺栓打紧，实际错台精度不得大于0.1毫米。在焊接期间应当严格遵循相关焊接标准，控制焊接温度，防止出现烧坏盾体结构密封层问题。注重在调节盾尾与前中盾中心线偏差后，再准备焊接。在焊接时，需要保留内部支撑工装，先焊接盾尾分块直焊缝，再将盾尾与中盾焊接在一起。焊接完毕后，需要进行整体的UT探伤。
3.3主驱动吊装技术
在大直径盾构机工地组装时，也需通过主动驱动法，将运达到施工工地的设备水平支撑，完成全面的清理与防锈处理工作。要求在构件主驱动吊装期间，需要采用龙门式起吊机，配合使用专用吊装与翻身工装设施。其中，翻身工装设施主要由地面支撑，主驱动起调工装端，吊钩慢速抬起构件，使主驱动起吊整体垂直吊起。
主驱动吊装需要安全审查工作，应用先进的软件，构建起起吊、翻身工装等三维模型构建工作，细致分析主驱动起吊期间的起吊、翻身受力数值，判断翻身工装最大应力的发生部位，对该部位进行专项防控。
3.4刀盘组装技术
大直径盾构机刀盘共分为6个边块与1个中心块。在边块运输至施工场地后，应当进行拼接组装与焊接处理。期间，刀盘组装需要将其支撑起足够高度，实现仰焊处理。注重检测刀盘组装期间平整度、圆度等重要参数数值，确保刀盘安装工作符合实际设计要求。
选用适宜的刀盘焊接技术，先焊接刀盘边块，将边块与中心块连接在一起。后焊接副刀梁与大圆环。对焊缝进行及时处理，注重保障焊接温度安全合理，不会损坏刀盘结构[5]。要求边块与中心块焊缝左右两侧应当采用防变形手段，对刀筒结构进行变形防护。借助热胀冷缩原理，利用液氮对刀盘结构进行冷冻，缩小变形板直径。在刀盘焊接结束后，需要完成割除工装作业，要求相关工作人员在割除过程中，严格遵守相关作业流程，切实保障工程安装质量。
总结：总而言之，在大直径盾构机工地组装过程中，经常会受到各类因素影响，导致组装质量与效率仍然处于有待提升阶段。为从根本上提升大直径盾构机工地组装水平，获得最大限度的经济与安全效益，需要细致分析工地组装涉及到的关键技术，结合此些技术实施要求，制定出专项可行的大直径盾构及工地组装管理机制。
参考文献：
[1]蒲晓波，陈良武，赵齐兼，李海洋. 超大直径盾构机工地组装流程及关键技术[J]. 建筑机械，2019(05):65-69.
[2]徐宏. 如何有效控制盾构机采购质量和成本[J]. 铁路采购与物流，2019,14(05):28-29.
[3]俱攀武，陈惠贤，王刚. 超大直径盾构机刀具磨损规律及布置方法研究[J]. 机械制造，2014,52(08):67-70.
[4]孟晓静. 福州地铁过闽江区间施工BIM动态优化管理技术研究[D].石家庄铁道大学，2016.
[5]张开顺. 泥水平衡盾构碎石机系统冲击研究与优化[J]. 施工技术，2015,44(S2):377-380.