盾构机过站及调头作业指导书

中铁十三局集团有限公司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）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盾构机过站及调头作业指导书 编 制： 审 核： 批 准： 目 录 1.目的.1 2.编制依据.1 3.适用范围.1 4.技术准备.1 4.1 内业准备 .1 4.2 外业准备 .1 5.人员组织.1 6.材料要求.1 7.主要设备、机具选型.2 8.施工作业方法及要求.2 8.1 盾构机进站 .2 8.2 盾构机进站后的施工 .3 8.3 主机过站 .4 8.4 后配套台车进站 .5 8.5 主机调头 .6 8.6 后配套调头 .7 9.技术措施与要点.8 10.安全文明施工.8 盾构机过站及调头作业指导书 地铁分册 第 1 页 共 9 页 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 m60 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 盾构机过站及调头作业指导书 地铁分册 第 2 页 共 9 页 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 16 若干 25 楔木若干 7.主要设备、机具选型 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 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 6m1.8m 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 盾构机过站及调头作业指导书 地铁分册 第 3 页 共 9 页 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 4000mm400mm10mm 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 6000mm1800mm20mm 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。 盾构机过站及调头作业指导书 地铁分册 第 4 页 共 9 页 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（12000mm900mm8mm），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。 盾构机过站及调头作业指导书 地铁分册 第 5 页 共 9 页 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。 盾构机过站及调头作业指导书 地铁分册 第 6 页 共 9 页 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 盾构机过站及调头作业指导书 地铁分册 第 7 页 共 9 页 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。 A A YDK8+696.224 ZDK8+693.941 ZDK8+710.941 YDK8+713.224 YDK8+696.224 ZDK8+693.941 ZDK8+710.941 YDK8+713.224 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。 盾构机过站及调头作业指导书 地铁分册 第 8 页 共 9 页 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