中铁十四局集团隧道工程有限公司 山东省济南市 250000
摘要：盾构机组装始发井口尺寸小于常规尺寸，按常规组装技术无法实现。本文依托北京新机场线盾构机始发组装案例工程，探讨非常规尺寸始发井条件下如何开展盾构机组装工作。
关键词：盾构机组装；非常规尺寸；始发井
1引言
随着盾构机在地铁建设中的应用越来越广泛，除了研究盾构施工技术以外还需要探讨盾构机组装、拆解技术。大部分地铁车站主体结构在设计规划上都是按标准的结构尺寸设计的，比如开挖直径6m左右盾构机，盾构机组装始发井常规尺寸长*宽为11.5m*7.5m；开挖直径9m左右的盾构机，盾构机组装始发井常规尺寸长*宽为16.1m*11.6m。但是个别地铁站因为所处地理位置的特殊性，设计的始发井尺寸要小于常规尺寸。
本文依托北京新机场线盾构机始发组装案例探讨非常规尺寸始发井条件下，如何开展盾构机组装工作。
2工程概况
北京轨道交通新机场轨道线一期工程土建07标段施工范围包含2#风井、2号南向盾构始发井、暗挖段、1号区间风井～2号南向盾构始发井区间、2#区间风井～ 3#区间风井区间。
盾构区间左线全长3832.39m，右线全长3847.44m，隧道埋深12～16m，最大坡度为5.9‰，最小曲线半径为1300m。隧道外径8.8 m，管片厚度450mm，区间共有3座检修井和6座联络通道，联络通道采用矿山法施工。
左线盾构始发井口吊装作业范围内，做旋喷桩加固，加固宽度12米，长度32米，旋喷桩间距550mm，直径800mm，地面硬化处理，混凝土标号为C30混凝土，硬化厚度450mm，上下层配筋Φ22@100mm双向布设，钢筋等级为HRB335，混凝土浇筑后加强养护，强度达到了施工要求。混凝土基础上满铺40mm厚的钢板，现场满足吊装要求。左线始发井口端头具有平整场地，满足吊装作业要求。
右线吊装区域做旋喷桩加固，加固宽度12米，长度32米，旋喷桩间距550mm，直径800mm，地面硬化处理，混凝土标号为C30混凝土，硬化厚度450mm，上下层配筋Φ22@100mm双向布设，钢筋等级为HRB335，混凝土浇筑后加强养护，强度达到了施工要求。混凝土基础上满铺40mm厚的钢板，吊装前对吊装区域进行雷达探测，勘测地下是否有空洞，若有空洞进行注浆处理，达到吊装要求。吊装作业主要环境因素见表1所示：
表1 吊装作业主要环境因素
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3.盾构机概况
本工程区间左线、右线采用两台铁建重工生产的ZTE9100土压平衡式盾构机施工。盾构机开挖直径9150mm，盾体直径9100mm，盾构机分为主机和后配套设备，主机长度约17m、整机总长约116m。各部分结构参数如表2所示。
表2 ZTE9100土压平衡式盾构机参数表
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4.非常规尺寸始发井盾构机组装技术
盾构机常规组装流程大致为：后配套台车下放组装-螺旋机下放至平板车上移动到底板标准段-盾体组装--拼装机组装-盾尾组装-螺旋机前移组装-主机后移安装刀盘-主机与后配套台车连接，但本次组装中盾尾及螺旋机因始发井尺寸较小按常规组装方法无法实现。
4.1组装难点
通过以上工程概况及盾构机参数可以看到，盾构机始发井尺寸长*宽为14m*10.5m，长度宽度都比常规尺寸长*宽16.1m*11.6m要小，特别是始发井长度差值约2m。而盾构机主机长度约17m，另外应盾构机租赁厂家要求盾尾需要在地面测圆、焊接完成后整体吊装下井。按常规组装技术，难点一：在盾构机盾体组件组装完成后接着安装拼装机，盾体加拼装机托梁长度约14m（如图1），而井口长度尺寸仅有14m，盾尾将无法整体下放；难点二：螺旋机长度约16.8m，而且重心靠后，组装时履带吊吊钩无法吊到重心位置。
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图1盾构机主机 图2 拼装机工装
4.2组装技术探讨
4.2.1盾尾组装技术探讨
方案一：如果盾构机生产厂家允许盾尾在井下拼焊施工，可以在拼装机组装前将盾尾下分块先吊装下井，放在始发托架后部，待拼装机组装完成后，将盾尾其他分块下井定位、测圆、拼焊。但是此方案，底部两侧焊缝位置与始发托架结构较近，顶部两侧焊缝位置较高，拼焊操作比较困难；而且盾尾成型圆度较差，盾尾成型圆度直接影响后续盾尾与盾体组装；另外盾尾密封组件井下安装也很难保证精度。此方案由于设备租赁厂家不同意，未采纳。
方案二：拼装机先不与盾体连接组装，而是设计工装先下放并移动到车站底板标准段内。盾尾在地面定位、测圆、拼焊，安装好所有密封组件，然后整体下放到始发托架后部，再将拼装机往前移动与盾体连接。
拼装机工装设计：在拼装机托梁前后端设计4根立柱，立柱选用直径300mm圆钢，底部加支撑梁焊接成整体框架，支撑梁框架选用尺寸400mm*400mm的H型钢。然后在支撑梁下方安装4组轮对，轮对间距与后配套台车轨道间距一致，如图2。
在始发托架后部铺设马镫及轨道，轨道标高与车站底板标准段后配套台车轨道一致，将拼装机及工装整体吊装下放至轨道上，再移动至底板标准段内。然后将始发托架后部马镫及轨道拆除，再把盾尾整体吊装下放至始发托架后部。
在盾尾底部铺设轨道，轨道间距及标高与车站底板标准段轨道一致，然后将拼装机往前移动与盾体连接。
经过对比探讨，在保证盾尾拼焊及密封组件安装精度的同时，达到整体下放的的目的，此方案可行，且后续组装施工顺利完成。
4.2.2螺旋机组装技术探讨
方案一：由于螺旋机后部吊点无吊装空间，在车站结构距离始发掌子面16m位置开设临时吊装口，临时吊装口满足吊钩下放即可。在螺旋机组装时采用大小钩及手拉葫芦配合，前端用30吨手拉葫芦辅助，中间用履带吊主钩吊装，后部通过临时吊装口用履带吊副钩吊住螺旋机后部重心位置。
方案二：采用单钩吊装，吊点选在在螺旋机中后部靠近始发井结构墙，螺旋机前端底部用30吨手拉葫芦向下拉压住前端，防止螺旋机起吊时因重心靠后引起前端抬头。
经过对比探讨，方案一较方案二操作简单，而且双钩吊装比单钩要可靠，因此选用方案一，且后续组装施工顺利完成。
5 结束语
遇到不同的施工环境、非常规的施工场地，在无法按常规的组装技术进行施工时就需要研究新的施工技术，本文探讨的组装技术通过组装工序调整及工装设计有效解决了始发井口受限的问题，希望可以为类似工程提供一定的参考价值。