中铁二十五局集团第五工程有限公司 经济管理部
摘要：城市地铁盾构到达接收时，因地面交通和管线影响，经常不能预留盾构吊出井，此时就需要对盾构进行平移施工。盾构接收前车站内部结构已完成，这样就存在平移的空间和条件受限的情况，这给盾构平移施工造成了困难。本文以长沙地铁3号线9标烈士公园东站～丝茅冲站区间接收端盾构平移施工为例，在车站内存在废水池、电缆沟、集水井及高度有限等复杂环境下，提出了一种盾构接收平移技术，解决了盾构机的平移吊出问题，为类似工程提供参考。
关键词：复杂有限；盾构机；平移；施工技术
一、引言
随着城市地铁线路的日益增多，盾构法也更多的运用到地铁区间隧道建设中，周边环境也对盾构施工影响也更加明显，特别是盾构机的始发到达均必须具备合适的场地条件才能完成。但由于路面恢复交通的需要和车站结构设计复杂的影响，盾构机达到出井往往不能预留吊装口，只能平移后才能吊装出井。
目前，盾构平移技术已日趋成熟，主要有千斤顶顶推法、卷扬机牵引法、托架下垫滚杆移动法、托架下垫钢板移动法、托架带轮移动法等，平移施工中根据现场实际施工条件，综合考虑采用上述方法，解决了无吊装条件的盾构机平移吊出问题。本文结合长沙地铁3号线烈士公园东站～丝茅冲站区间工程，介绍了一种在复杂条件下安全、快速的盾构平移施工方法。
二、工程概况
长沙市轨道交通3号线烈士公园东站～丝茅冲站区间双线均采用盾构法施工，盾构机为ZTE6250复合式土压平衡盾构机，盾构机从丝茅冲站南侧始发，至烈士公园东站北侧接收。烈士公园东站左线盾构接收井位置因设计变更至位于车站北路的新排水干渠下方，不能设置盾构吊出井，致使左线盾构机不能吊出，必须平移至右线盾构井位置进行吊出施工。
烈士公园东站左右线北端头接收井内部净高7.73m，中部净高只有6.59m，左右线端墙净宽度为25.2m。左右线底板各为9.6m宽（标高14.281），隧道轨面标高为15.871，中间为6m宽的废水池（标高13.521），其中废水池南侧有一个2.4m×1.5m×3.5m的集水井，集水井旁设计有一条沿东西方向贯穿车站底板的2.6m宽的电缆沟。
由于盾构机盾体长度为8.335m，加上螺旋机总长为13.1m，而车站北端墙到电缆沟边缘只有7.5m，到南侧立柱只有12.5m，因此盾构机接收必须要跨越电缆井，螺旋机必须在洞内拆除完成后与盾体分开平移，平移前需对电缆沟、废水池、集水井进行相应支撑加固垫高处理，由于车站高度不够，采用铺设钢板进行平移施工。烈士公园东站北端头处的结构平面图及立面图如下：
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图1 烈士公园东站北端接收结构立面图（单位：mm）
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图2 烈士公园东站北端接收底板平面图（单位：mm）
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图3 盾构机平移施工工艺流程
三、盾构机平移方案
（一）盾构平移总体方案
左线盾构机到达烈士公园东站后的盾体平移方案：盾构机到达前，对车站内部沟槽、集水井等进行临时支撑处理后，在车站底板上满铺30mm厚钢板，在钢板上固定好接收托架，盾构机到达洞口并成功上托架后，采用千斤顶顶推接收托架，钢板表面必须先涂抹黄油，用来减少与托架间的摩阻力，使位于托架上的盾体在到达车站内移动至右线吊装口位置。
后配套台车平移方案：后配套台车平移采用在站内铺设轨道进行平移，待盾体平移吊装后，将每节台车依次与平板连接成整体，再用千斤顶顶推平板进行平移。
（二）盾构平移工艺流程
盾构机平移施工工艺流程（图3）
四、盾构机平移准备工作
（一）钢板的铺设
1.提前做好盾构机平移施工场地的清理和平整工作，现场的预留钢筋、电缆沟、废水池及集水井处理完成后再铺设钢板。
2.在车站底板上铺设30mm厚的的钢板，钢板锚固必须牢固，钢板在底板混凝土面上锚固采取在电缆沟、集水井及废水池范围内设置钢支撑焊接固定，其他部位在铺设钢板位置的底板混凝土面上用电钻打孔，填充锚固剂，采用Φ22螺纹钢作为锚杆固定，同时切除伸出钢板之上的锚杆。
3.钢板连接位置必须进行满焊，焊缝处要打磨光滑平整，此外，在盾构机平移前，钢板需用黄油涂满为减少与托架间的摩阻力。
（二）接收托架的安装
1.施工现场安装接收托架时，要保证其轴线与区间隧道的设计轴线相符合，并综合考虑盾构机的出洞姿态。接收托架的轨面标高要和区间隧道出洞口处的标高相符，并根据现场情况予以调整，保证盾构能准确上托架。盾构机在接收上托架时，会对托架有很大的推力，因此托架安装要采用膨胀螺栓、锚杆、型钢等与车站接收井底部的混凝土固定牢固，此外盾构机接收托架需设计+3‰左右的坡度，以保证刀盘贯通后拼装管片有足够的反力。
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图4 接收托架平面位置图（单位:mm）
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图5 接收托架平面示意图（单位:mm）
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图6 接收托架立面示意图（单位:mm）
2.接受托架下部的铺设要在托架放置之前铺设固定，并与托架连接成一个整体。
3.托架在平移中要承受千斤顶的平移推力，极容易产生变形，所以必须加强接受托架整体的刚度，特别是千斤顶直接受力位置的刚度，可采取在托架底部和周边加焊钢板或型钢，用以增大托架的整体性和刚度，同时保证底部的平整度，避免接收托架在施工中发生变形、错位等状况。
4.由于托架与车站洞内之间有一条截水沟，接收托架无法紧靠洞门口放置，需设置一段导轨，长度约为2.3m，导轨底部采用20H型钢和30mm厚钢板进行支撑加固，与接收托架钢轨进行连接。
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图7 接收托架与导轨位置示意图（单位:mm）
五、盾构机平移施工
（一）盾体与后配套分离
1.盾构机移动至接收托架后，先调整拼装机的定位系统至正下方，并清理干净螺旋机内部的残留渣土,因盾体加上螺旋机的长度大于车站盾构井长度，无法一起平移，需要在洞内先把螺旋机拆除；
2.在管片平板车上焊接支架，用以牵引杆、连接桥、皮带机的前端支撑；
3.将盾体与后配套台车间的水电、液压管线以及其他钢结构的连接分别切断，同时做好分类和保护。
4.盾构机在平移前，需将盾体与托架采用钢板焊接成一个整体，防止盾构机侧扭。同时考虑到后期可能有抬升盾体和托架的需要，预先在盾体上焊接牛腿及防止铰接活动的钢板。
（二）盾构机盾体平移施工
根据盾构机平移的总体方案，盾构机上接收托架和准备工作完成后，可开始进行平移施工，主要施工过程如下：
1.左线盾构机盾体爬上接收托架。
2.将盾构机盾体与接收托架连接固定成一个整体，钢板表面涂抹黄油。
3.切断盾体与后配套台车的连接，在接收托架后安装好千斤顶。
4.采用千斤顶顶推将盾构机和托架整体向右线吊装口区域横向移动。
5.平移左线盾构机盾体至右线吊出井口位置。
6.依次将盾尾、中盾、前盾、刀盘吊出。
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图8 盾构机盾体平移示意图
（三）后配套平移施工
1.考虑到现场实际情况，螺旋机、连接桥及后续台车平移采用轨道进行平移，在站内铺设四条轨道如图9，在隧道内将每节台车进行拆解并加固，盾构机盾体平移吊出完成后，将连接桥、1～6#台车依次推至轨道上，采用千斤顶将台车竖向抬升后，将台车放置在土箱的平板车上，同时将台车与平板用必要的钢筋或型钢焊接，使两者成为一个整体，继而利用千斤顶进行横向平移施工。
2.台车平移前一定要对平移平台高度，综合实际现场情况进行测量放样，平台尽量保持水平，台车平移轨道必须平稳可靠，在平移过程中尽量降低台车移动速度，防止台车平移时发生脱轨。
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图9 台车平移示意图
（四）盾构机平移控制要点
1.盾构机平移之前要做好现场场地清理、沟槽处理、工具及构件等准备工作，确保平移工作的顺利进行。
2.要保证盾构机盾体与托架之间的牢固性，防止盾体在平移过程中与托架之间产生滑动，出现意外。
3.千斤顶顶推时要控制好顶推的速度，同时要尽量减少千斤顶移动的次数，行程不足要通过增加垫块来延长。
（五）盾构机洞内横移成本分析
表1
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六、结语
通过对长沙3号线盾构机平移的实践，克服了盾构到达车站内横移长度不够、高度有限、场地复杂有限等条件，成功实现了盾构机的平移吊出，总结出了盾构机在类似环境中平移需注意的几点经验：
1.盾构机平移前，对车站内部沟槽等结构的处理须采用临时性措施，在保证经济性的同时，可以便于后续的拆除及减少后期对车站结构的损害。
2.针对比较复杂的现场环境及施工条件，平移前要准备多种辅助措施，不能单单依靠一种平移方法，要综合考虑才能达到预期效果。
3.盾构机平移施工过程中，在保证安全和工期的前提下，必须考虑卷扬机、千斤顶等辅助设备对盾构机本身的损伤，不能盲目作业，严禁凿除车站结构及切割盾构机主体构件来进行平移作业。
4.综合考虑技术和经济因素，采用此洞内横向平移吊出方案，比一般常规方案节约成本10%~20%左右，对现场施工要求简单、经济、实用、可操作性来说，具有一定的指导意义。
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作者简介：陈睿明，男，1982.6，土木工程，中铁二十五局集团第五工程有限公司，经管部副部长，工程师，山东青岛。