盾构机过站及其调头作业指导书.docx
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盾构机过站及其调头作业指导书
中铁十三局集团有限公司
施工过程控制标准化管理手册（地铁分册）
盾构机过站及调头作业指导书
编制：
审核：
批准：
盾构机过站及调头作业指导书
1.目的
针对盾构机完成区间的掘进，进入车站，以过站和转场的方式进行通过车站的目的，满足继续施工掘进的要求。
以海瑞克S365盾构机于天府广场站掉头进行说明，明确盾构过站与转场的施工作业流程,技术要求,材料准备,达到指导盾构过站与转场施工的目的。
2.编制依据
车站结构图纸；
盾构机及配套设备图纸、尺寸。
3.适用范围
盾构车站完成主体施工，提供出过站与转场所需的场地等。
4.技术准备
4.1内业准备
（1）在施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
（2）对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训。
4.2外业准备
现场地形、地貌、便道、场地等资料收集，作为方案编制的依据。
5.人员组织
采用项目直接设立过站（调头）组，直接管理施工队伍的组织模式。
配备过站白班及夜班，每班班长1名，工程师1名，维修工5名，工人5名。
另配电工班，班长1名，电工4人。
6.材料要求
序号
名称
单位
数量
备注
1
干粉灭火器
台
5
2
氧气
瓶
若干
3
乙炔
瓶
若干
4
二氧化碳
瓶
若干
5
焊条
包
若干
6
耐磨焊丝
盘
若干
7
油桶
只
2
8
工字钢20a
m
60
9
3m平头钢枕
个
50
10
20mm或10mm
张
若干
11
槽钢50
根
80
12
槽钢100
根
4
13
备用液压泵站油管
根
2
14
液压泵站快速接头
套
12
15
液压泵站变径
只
10
16
纯棉抹布
袋
2
17
螺栓
只
若干
18
膨胀螺栓M12、M20
只
400
19
电缆、电源插座
排
若干
20
标识牌
套
1
21
堵头
套
1
22
槽钢钢枕
个
125
23
拉管片吊耳
若干
24
螺纹钢
Ø16
若干
25
楔木
若干
7.主要设备、机具选型
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
液压泵站
台
2
供千斤顶使用
2
氧气乙炔割具
套
4
3
千斤顶
200T
台
4
用于起升主机等
4
千斤顶
85T
台
2
用于推动主机等
5
卷扬机
台
2
安装反力架用
6
滑移支架
套
1
主机过站用
7
钢板
6m×1.8m
块
6
主机过站用
8
倒链
1T
台
6
9
倒链
6T
台
2
10
倒链
20T
台
2
11
钢丝绳
3m
根
2
12
换刀工具
套
1
13
电焊机
400、500
台
4
14
空压机
台
1
包括连接软管30m
15
风动扳手
台
1
包括套筒1套
16
砂轮机
台
3
包括砂轮片若干块
17
插线板
套
3
18
活动人梯
架
2
19
液压锤
套
1
清渣
20
风镐
台
4
清渣
21
反力架斜撑支座
个
6
22
200T千斤顶支座
个
4
23
盾体挡块
个
4
24
电锤
套
1
打膨胀螺栓
8.施工作业方法及要求
8.1盾构机进站
在盾构机距离接收井洞门50m时，即进入进站掘进阶段。
为迎接盾构机进站，应做好以下准备工作：
（1）盾构机到达黄忠路口站前一个月进行降水，实现降水掘进。
（2）洞门加固
洞门加固是指对盾构机进出盾构工作井部位的地层加固，提高洞门外土体强度，控制地表沉降，防止端头坍塌，控制水土流失，保障周边建筑物和构筑物的安全，有利于盾构机始发和到达的姿态控制。
（1）做好进站前的测量工作
在进站段掘进前，要对隧道基线进行测量，确认盾构机的位置，把握好洞口段的线形。
在盾构机到达前50m即加强盾构机姿态和隧道线形的测量，及时纠正偏差，确保盾构机顺利地从预留洞口进入车站。
（2）调整好盾构机的姿态
破洞门前，盾构机允许偏差为±10mm，仰角允许偏差控制在2mm/m以内，避免出现俯角姿态。
同时做好铰接千斤顶的行程控制，避免千斤顶出现最大和最小行程的极限状态。
注意盾尾间隙的控制，应尽可能保持盾尾间隙均等。
盾构机进入进站段后，首先减少推力、降低推进速度和刀盘转速，控制出土量并时刻监视密封土舱压力值，避免较大的地表隆陷。
贯通前5-6环，降低盾构机掘进推力，密切关注盾构机推进系统的推进速度和推进压力以及掘进出土情况。
（1）破除洞门前根据盾构操作的实际情况，在破桩的后期及时用螺旋输送机清仓以减少清渣的量。
（2）安装好洞门密封。
盾构机到站前安装好有关的铰接压板、环形板和帘布橡胶密封板。
（3）预埋始发托架固定钢板。
在出洞端的左右线各预埋8块4000mm×400mm×10mm的钢板。
（4）平整盾构托架摆放场地，铺设盾构机主机平移钢板（6张6000mm×1800mm×20mm的钢板），钢板锚固必须牢固，接缝焊接必须打磨平整，铺设盾构机移动托架。
并将托架与下面的钢板焊接牢固。
（5）准备连接管片的槽钢和焊接用的垫片。
（6）准备拆机用的工具。
（7）准备好盾构机内与车站内的及时通信联络工具。
（8）准备好接收井内的照明设备。
8.2盾构机进站后的施工
（1）盾构进站后措施
盾构机进站后，一般还需要安装5-6环管片才能完成区间隧道，同时，随着隧道的贯通，盾构机前方没有了反推力，将会造成管片之间的环缝连接不紧密，容易漏水。
在最后几环管片安装时，根据现场实际情况，应采取以下措施；
a、在靠近洞口段10环管片的2点、4点、8点、10点位置，用槽钢焊接拉紧，将管片拉成一个整体，并保证管片间的止水条压缩到位。
b、管片安装完毕需用风动扳手拧紧所有纵向和横向螺栓，且在下一环掘进完毕后再次紧固螺栓。
严格按照操作规程拼装管片，同时避免管片之间出现错台。
保证管片特别是封顶块的安装质量。
c、管片安装前应保证止水条不损坏、不预膨胀，并及时清理管片上因注浆掉落的渣土和砂浆等，管片安装完毕应将注浆塞拧牢固。
d、破除洞门后，先清理土仓内和刀盘前方及托架上的渣土。
e、当最后一环管片安装完毕，盾尾还在洞内，采用3m钢轨作为支撑用拼装模式将盾尾推出洞门。
f、待盾尾离开洞口密封环后，迅速重新调整洞口铰接压板，用快速凝固的砂浆进行注浆，保证洞口的管片衬背注浆迅速凝结。
（2）焊接盾体焊接块和千斤支架
在中盾上焊接两个焊接块，用来顶推盾体。
（3）顶推盾体上到托架
用两台85T的千斤顶同步顶推盾体，直到盾构机主机上到接收托架上，这期间需要加垫千斤顶和不断移动千斤顶支架到合适位置。
（5）拆解管片供给小车并拉出
（6）铺设洞内轨道，拆解接渣斗和皮带架子.
（7）拆解管线
（8）拆解连接桥和盾体之间的液压管线和电气线路，做好接头清洁、密封和标识。
（9）解体连接桥和盾体
（10）将连接桥衍架支撑在连接桥前端下方焊接固定，拆卸连接桥与盾体的拖拉油缸，并将台车后移5m，使螺旋输送机的尾部与连接桥前端分开。
（11）将尾盾与中盾两侧用型钢焊接起来以免尾盾变形。
8.3主机过站
（1）主机横移纵移到台阶位置
用2个85T千斤顶顶推始发托架将主机横移、纵移到台阶位置，托架前端距离台阶20cm。
（2）主机上台阶
在盾体上焊接4个200T千斤顶支座，安装4个200T千斤顶，用6块钢板在盾构机前盾、中盾、尾盾两侧将盾体与始发托架焊接起来。
在200T千斤顶下面垫支墩将主机与托架顶起，在托架下面铺设2层钢轨，第一层钢轨顺着车站方向铺设，第二层钢轨垂直于第一层钢轨铺设。
对应滑移托架位置的钢轨上面铺设2条钢板（12000mm×900mm×8mm），找平290mm台阶的高度，用卷扬机将滑移托架从台阶上拉到托架下面，放下托架，用2个85T千斤顶顶推托架前移，再用200T千斤顶顶升托架，向前拉滑移托架，再放下托架，再用85T千斤顶顶推托架前移，如此反复操作，使主机上到台阶上。
（3）主机台阶上前移
用2个85T千斤顶顶推托架前移，再用200T千斤顶顶升托架，用卷扬机向前拉滑移托架，再放下托架，再顶推托架前移，如此反复操作，使主机前移158m到达下台阶的边缘。
图1盾构机主机过站位置图
（4）主机下台阶
在主机到达台阶前将铺设用的钢轨、钢板、支墩等材料拉到台阶下铺设，铺设长度12m，主机通过滑移支架直接前移到铺设12m的位置，保证滑移支架尾部处于台阶下，用4个200T千斤顶将托架顶起，然后逐层拆除钢轨，使滑移支架落到台阶下，实现主机下台阶。
（5）主机纵移、横移到始发位置
用2个85T千斤顶顶推托架纵移到始发端头，然后用4个200T千斤顶将托架顶起，用卷扬机将滑移支架从始发托架底下拉出来，然后将始发托架落到底板上，测量、焊接固定托架。
拆除4个200T千斤顶及支座，拆除盾体与始发托架连接的6块钢板。
8.4后配套台车进站
（1）轨道的铺设
车站的侧墙距离隧道中心线2.15m，考虑盾构机左侧很多设备的边缘距离隧道中心线超出这个数值，决定在车站侧墙处铺设轨道的中心线距离侧墙2.4m，这样出洞端的轨道到侧墙处的轨道就会出现一个斜度。
并且隧道内的电瓶车轨道和台车轨道比底板要高。
这时就会出现既拐弯又下坡，且台车和电瓶车下的坡度又不一样的情况。
待台车下坡以后，车站内电瓶车轨道铺设6m钢轨，钢枕用槽钢钢枕每隔1m铺设1根，钢枕与轨道之间用特制压板焊牢。
台车轨道用6m钢轨，保证轨道间距及顺直。
（2）台车部分设备的内移
台车左侧大部分设备的宽度能够满足2.4m的要求，所以台车内主控室、泡沫桶支架、空压机、污水罐的宽度超出2.4m，以上部件要内移。
主控室内移时要注意倒链的挂法要正确，以免出现翻倒。
内移前管片吊机的大梁拆至2号台车。
（3）台车进站
台车进站前先将反力架和三角支撑拉到盾尾处。
将后配套台车推至洞口变坡处。
用一节管片车制作衍架车，用于支撑台车以免侧翻。
制作好后拆除衍架。
用电瓶车将台车拉到盾体后面10m处，实现台车的进站。
（4）铺设水、气管及电缆
台车进站以后，铺设水、气管和电缆。
水、气管和电缆要靠边墙一侧不设，电缆要上墙，电缆从边墙一侧拉至反力架，从反力架下方绕过来至3号台车。
铺设走道板和挂风带，风带挂在车站内的立柱上。
图2盾构机连接桥过站出洞偏转位置图
8.5主机调头
（1）固定盾体和始发托架
盾构机主体和始发托架分别在盾体前、中、后采用固定，盾壳和始发托架接触的不同位置焊接钢板固定，同时将盾构机中盾及盾尾进行焊接，以确保盾体和始发托架不发生相对移动。
（2）调头方法
利用千斤顶的顶推力使托架与盾构机主机一起平移、旋转到达预定的位置，完成盾构主机调头工作。
盾构机从静止开始向前移动初始推力达到1000kN，在随后的平移和旋转过程中推力在300—500kN之间。
（3）调头步骤
a、找平调头场地。
b、铺设固定钢板，并在钢板上涂抹黄油。
c、隧道贯通后，盾构机平移上托架。
d、在钢板上焊上工字钢块作为千斤顶反力座，在托架两侧的法兰板上用高强度螺栓连接2个工字钢块作为千斤顶推点，用2台85t千斤顶在托架最佳顶推位置附近按实际需要顶推托架，使托架移动和转动，顶进一定距离后调整反力座钢块位置，使托架及盾构机按预定的轨迹平移和转动，到达目标位置，完成盾构主机的调头和移动。
图3盾构主机调头
8.6后配套调头
后配套中连接桥的长度最长，现在以连接桥的调头为例。
在连接桥调头位置铺设钢板M，钢板M用膨胀螺栓固定在车站底板上，钢板M上涂抹黄油。
在钢板M上铺设钢板N，钢板N上焊接钢轨，轨距为2496mm,钢板N上的钢轨与右线洞门铺设过来的钢轨用鱼尾板连接。
连接桥上到钢板N上的轨道后，将连接桥与钢板N固定（用铁鞋固定衍架车轮，用四个槽钢将连接桥焊接到钢板N上）。
拆除与钢板N相连的轨道，使钢板N和连接桥成为一个整体。
在钢板M和N上焊接工字钢块，作为千斤顶的反力座和支撑座。
用2台85t千斤顶在连接桥最佳顶推位置附近按实际需要顶推钢板N上的工字钢块，使连接桥移动和转动，顶进一定距离后调整反力座钢块位置，使连接桥按预定的轨迹平移和转动，到达目标位置，完成连接桥的调头和移动。
连接钢板N与左线洞门铺设过来的钢轨，将连接桥拉到左线洞门处，与主机连接。
然后将钢板N挪回与右线钢轨连接，用同样的方式调头台车，完成后配套的调头。
图4连接桥调头
9.技术措施与要点
（1）接收基座即始发托架要定位准确并固定牢固，以防盾构步进上托架时发生移位。
（2）盾构刀盘出车站端墙后应转动到合适的位置（25#刀在正上方），然后步进；因290mm高台阶位置距离洞门仅12m，所以主机顶升上台阶时，螺旋输送机的尾部还在管片内，故顶升主机期间要安排专人看护螺旋输送机尾部，时刻与前面顶升操作人员保持联系，绝不允许螺旋输送机尾部碰到管片而损坏部件。
如过不去，应该拆解马达。
（3）盾构上完成定位以后，要将盾体和托架焊牢，尾盾与中盾用型钢焊住，一面结构变形。
（4）盾构机横移、过站前，应将盾构机准确停置在预定位置，否则，因受车站空间限制将无法实现横移或过站；盾构机横移、过站时，顶推或拖拉设备应同步启动，统一、协调。
（5）牵拉盾构时，须有专人指挥，盾构的姿态、转向，通过调整牵拉点的位置或导向滑轮的拉点实施。
顶升盾构机时，所有液压千斤顶必须保持同步。
（6）交接班实行零时交接，且材料、工具等必须当面交接清楚，以免耽误过站时间。
（7）盾构过站的材料与工具必须提前准备好，并保证机具统一、完好性。
（8）盾构过站期间，应尽量避免工序交叉，当发生工序交叉时，以不影响过站为主。
10.安全文明施工
（1）在各项施工前，必须对所有参与施工的人员进行安全交底。
过程中发现违规者一律开除或罚款。
（2）做好个人防护，进入施工现场人员戴好安全帽，当班人员穿工作服，戴工作手套。
从事2m以上高空作业，系好安全带。
设专职安全员负责各种设备和施工过程中的安全隐患检查工作。
（3）现场照明设施齐全，配置合理，经常检修，保证正常的生产。
（4）施工现场所有用电设备，按规定设置漏电保护装置，禁止自拉线或拆装用电设备。
定期检查，发现问题及时处理解决。
（5）施工现场所用的切割设施如氧气和乙炔要分开摆放，安全摆放距离要保持在10m以上。
（6）现场所用的吊装设备如卷扬机要保证状态良好，特别是钢丝绳要经常性检查，如发现隐患及时更换。
（7）现场材料要分类摆放，堆码整齐。
（8）上班期间任何施工人员严谨喝酒，如发现立即开除。
（9）水平、垂直运输严格按照操作规程。
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