盾构过站施工方法及质量、安全、环保措施

盾构过站施工方法及质量、安全、环保措施
1.概述
盾构过站是指由于接收端车站由于需提前封闭，接收端车站不具备吊出和吊入的条件，采用盾构机整机顶推和滑移方式通过车站站台层的一种施工方法，主要分为盾构主机过站，后配套系统整体过站两部分，过站完成后进行组装。

2. 适用范围
试用于城市繁华地段，施工场地狭小或者因其他原因盾构接收端车站不具备吊出和吊入的条件，盾构通过车站底板的方式，进入车站另一端的始发井，直接进行下条隧道的施工。

自盾构机到站后主机与连接桥分离开始，到达下一阶段始发为结束。

中间以盾构机主机运输、盾构机后配套运输为主要过程。

3. 作业内容
本工艺主要作业内容为：盾构主机与后配套分离、盾构和托架横移、固定主机准备顶推、盾构机平移过站、盾构横移始发就位、后配套及台车铺轨过站、连接盾体及后配套、设备检修调试、过站完成。

4. 质量标准及检验依据
《住房城乡建设部办公厅关于实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理规定〉有关问题的通知》（建办质 [2018]31号）
《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住房和城乡建设部令第37号） 《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》（GB/T5972-2016）；
《重要用途钢丝绳》（GB8918-2006）；
《施工现场机械设备安全检查技术规程》（JGJ160-2008）；
《起重机械吊具与索具安全规程》（LD48-1993）；
《建筑施工起重吊装安全技术规范》（JGJ276-2012）；
《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）；
《建筑施工作业劳动防护用品配备及使用标准》（JGJ184-2009）。

5. 施工工艺流程图
盾构接收并上托架
主机和托架横移
固定主机准备顶推
盾构机平移过站
盾构机横移始发就位
连接盾构机及后配套
设备检修调试
主机与后配套分离
接收托架安装固定
过站完成铺设后配套台车轨道后配套台车站内移动图 5-1 盾构过站施工工艺流程图
6. 工艺步骤及质量控制
6.1 施工准备
6.2 盾构接收并上托架
（1）盾构接收前做好端头井土体加固检查：对加固区进行垂直钻孔取芯送检，加固体强度及渗透系数必须符合设计要求；到达施工前在洞门范围内进行水平探孔取芯，并观察汇水量是否满足设计要求。

（2）做好接收洞门位置复核测量：为准确掌握到达洞门施工情况，在盾构贯通前50m对盾构到达洞门进行复核测量，测量项目包括：洞门中心位置偏差、洞门全圆半径等。

必要时根据测量结果对洞门进行相应的处理。

（3）盾构姿态调整：盾构机接收前100m地段即加强盾构姿态和隧道线形测量，根据盾构姿态测量和洞门复测结果，讨论制定盾构姿态调整方案，及时纠正偏差确保盾构顺利地进入盾构接收井。

测量内容有:定向；主导线；测量管片位置；走向偏差。

通过测量,对接收前的地段加强盾构掘进的轴线控制,使盾构机进盾构接收井时其切口平面偏差满足：平面≤±50mm，高程≤±20mm; 确定盾构贯通姿态时，一般考虑盾构到达时施工进度较慢，盾构可能存在下沉的情况，以及便于盾构顺利推上接收托架，贯通前30m可逐渐将盾构姿态抬高20mm。

（4）钢板铺设、接收架、导轨安装：在始发井底板，以隧道中心线为中心铺设钢板。

钢板与钢板留坡口之间焊接，并打磨，减小盾构机侧移阻力。

接收托架的中心轴线应与隧道设计轴线一致，同时还需要兼顾盾构机出洞姿态。

接收托架的轨面标高除适应于线路情况外，适当降低20mm，以便盾构机顺利上托架。

为保证盾构刀盘贯通后拼装管片有足够的反力，可在接收托架上安装反力点。

盾构机上托架前在托架轨道上抹上润滑脂，减小摩擦力。

采用工字钢将对接收架四周进行加固，使盾构主机能顺利推进至接收架上。

6.3 主机与后配套分离
盾构主机完全推上接收台之后，由于主机平移后后配套设备无法移动且变形量较大，盾构主机平移前需要将主机与后配套台车之间断开，断开处选择在连接桥前端的连接处，连接桥断开前通过在管片小车上特制的门框支撑架对连接桥前端进行支撑，支撑稳固后即可将连接桥与盾构主机分离，同时将连接桥前段与盾构主机有连接的管线拆开分离。

6.4 主机和托架横移
一般由于车站结构尺寸限制，盾构接收洞门位于扩大端，盾构机过站平移前需将盾构主机横移。

盾体横移可通过液压千斤顶推动托架，使托架与盾构机主体在30mm钢板上滑移来实现的，可采用液压泵站带动若两个200t千斤顶推动托架。

若接收井与车站标准段存在高差，还需要将盾构机顶升。

在盾体横移的工作中，除了要把盾体推到位置，还要保证平移过后，盾体轴线不能歪斜，这就要求在推动托架上30mm钢板的过程中钢板的前端和后端要平移同样的距离，在施做时保证千斤顶的前后支点间距相同(前后支点为焊接在钢板上支撑)，另外液压泵站上加入同步回路，这样能保证两个千斤顶同步伸缩，支点间距相同使得千斤顶空载行程相同，千斤顶同步动作使得在平移30mm 钢板的过程中钢板前后端平移量任何时候都是一样的。

6.5 固定主机准备顶推
盾构在横移及前移过程中，为防止盾构机滚动，将盾构机与托架焊接牢固，可在托架两侧加焊角钢支撑与盾构机焊接，另可在托架两侧加设两道钢丝绳箍紧盾体，保证盾构机安全顺利过站。

6.6 盾构机平移过站
6.6.1顶升准备
为保证盾构顶托安全，应根据盾构尺寸及总量计算盾体重心，将顶托焊接在盾体中心两侧。

图6.6-1 盾构机重心位置示意图
确认好重心后进行顶托焊接，需注意以下事项：
（1）由焊工进行点焊定位，定位完成后再次进行测量，确定位置是否准确；
（2）测量完成后进行最终焊接，焊接不得留下咬边、焊瘤等常见的焊接缺陷，严格执行逐层逐道焊接，焊接过程中要进行自检，如发现焊接缺陷，必须处理后重新焊接；
（3）在盾体上的千斤顶支撑座上安装千斤顶，并连接液压管线；
（4）顶升系统及支撑调试与受力测试；
（5）在千斤顶伸缩的预留高度范围内调节千斤顶的顶升速度和几组千斤顶的同步性
（6）顶升前，在盾体两侧分别安排两名技术员对顶升过程进行实时观察；
（7）试压没有变形后缓慢调节油缸顶升力，使主机缓慢升起，托架底面离开钢板并距离钢板大约5mm时停止顶推。

保压10min并检查圆支撑有无严重变形，如果发生严重变形，缓慢降低主机，停止顶推作业重新加固处理变形部件并再次进行受力测试。

6.6.2顶托焊接
在盾体预选位置上焊接四个顶托 ，四只同步动作的千斤顶顶在顶托位置上，分三次（每次抬升10cm）把盾体抬升到预定高度，然后再下面垫上钢支墩，钢支墩高度与所需高度相同，最后回缩千斤顶将盾体放下落实。

考虑到盾体垫高后稳定性和施工方便性，抬升盾体时连着接收托架一起抬高。

顶托为
30mm钢板加工，每副顶托可由三幅立板和一幅横板组成，立板在盾体抬升时为主要撑力板，横板为和千斤顶接触面板，使接触面平实，保证盾体在抬升过程中千斤顶站立稳定，同时也使顶托结构稳定，顶托的焊接位置很重要，它同时要考率到以下几个因素的影响：
（1）受力要均衡；
（2）顶托要放置在盾壳厚实或是盾体内部有支撑墙的位置，这样的位置更能受力防止在抬升盾体时盾壳变形；
（3）要考虑到千斤顶的高度和千斤顶全部伸出后盾体抬起高度能到达需要高度；
（4）要考虑到在抬高后放钢支墩时千斤顶不要和钢支墩的位置发生干涉。

顶托位置布置在前盾与中盾的顶托位置在盾体内部靠近前盾隔板，中盾与盾尾上的顶托位置在盾体内部靠近中盾米字梁，四只顶托在盾体左右两侧对称布置。

前盾与中盾顶托主要支撑前盾、中盾和刀盘的重量；中盾与盾尾顶托主要支撑中盾、盾尾、螺旋机和拼装机的重量，从而可以确定顶托在盾体上的位置。

确保在千斤顶撑起盾体后不会和自制钢支撑发生位置干涉，必要时可以在千斤顶下面垫上30mm厚钢板，千斤顶全部伸出后抬高高度能满足需求。

图6.6-2 顶托布置示意图
为了保护中盾和尾盾之间的铰接环，防止在抬升的过程中铰接环折弯，在盾体抬升前用30mm厚钢板在不同点位把铰接环加固，加固之后相当于中盾和尾盾之间硬连接。

在与顶托相对应的位置摆放好千斤顶垫块，然后放好千斤顶，连接好管路，并把钢支墩和垫块摆放到盾体附近，使盾体被抬起到所需高度后尽快把钢支墩垫好。

准备工作做好后先试顶盾体，把盾体顶起5mm并保压10分钟以检验起升设备性能，检验合格后，把盾体抬高到110mm时将100mm的钢支墩垫在托架底下，再收缩千斤顶使盾体落实，接着进行二次顶升，将油顶底座加高100mm进行第二次顶升直至盾体抬升210mm，紧接着用100mm的钢支墩接在第一次钢支墩上将盾体支撑好，然后进行第三次顶升，直至盾体抬高300mm时，盾体抬升完毕。

盾体抬升完成后，撤掉一层钢支墩，并将滑移托架放置在钢支墩上。

盾体起升设备包括液压站和4个200吨千斤顶，另有液压站和千斤顶之间的连接管路，根据工况要求设备具有的性能：重载分布不均的情况下4只顶能同步升降，在负载400吨的情况下4只顶能保持伸出量。

由于盾体最大重量约为
400t，能保证盾体安全顶升的顶升重量为大于400吨，顶升采用四点顶升，每个顶升支点采用200t千斤顶，共800t；安全系数可得到保证。

6.6.3滑轨制作
因过站一般距离较长，过站时铺设在地面的钢板不可能从车站一端一直铺设到另一端，因此一般加工两套滑移用钢轨，循环倒用。

滑移钢轨长度应略长
于盾体，保证盾体完全置于滑移托架之上。

6.6.4盾构平移
在托架后部滑轨上设置两个反力点，利用两个100t的千斤顶将盾构机及托架向前顶推纵移，单次步进距离2米，盾构空推步进过程中，派专人在盾构机前方检查盾构机步进情况，并及时在导轨上涂抹润滑脂，以减小主机与导轨之间的摩擦力，刀盘前方的查看人员与泵站操作手紧密联系，出现异常立即停止推进。

现场工作人员检查作业现场一切就绪后，步进设备操作人员操作步进设备开始主机的步进工作。

第一次步进时步进速度不得超过50mm/min，第二次步进时步进速度调至70mm/min，第三次及以后步进时速度调至100mm/min。

待主机推至滑移托架前段后，用4个200t千斤顶继续将主机顶升，用3吨卷扬将滑移托架后部拉动至盾构托架下方，继续下一循环，直至盾构主机推至始发井口。

6.7 盾构机横移始发就位
通过测量定位，将盾构主机横移至始发位置，横移过程同6.4主机和托架横移。

6.8 后配套台车过站
后配套拖车步进时，由于桥架与后配套拖车连接在一起，总长度达到将近60~70m，为了满足拖车的牵引距离和在平面段充足的准备空间，可在2号台车与4号台车处各停放45t电瓶车一辆并用250H型钢做顶撑，顶撑长度为4m。

在盾构主机推至始发井之后，对后配套拖车进行铺轨空推，此时需要配备电瓶车司机每人一台对讲机，并配备顶推指挥一名，停机听从指挥指令进行台车平移。

6.9 连接盾构机及后配套
盾构台车机后配套到位后开始连接所有管线，连接液压管线时必须清理干净各种管接头，连接电气线路时必须保证拖拉时不能磨破，同时所有的管路连接必须与图纸的标识位置相同。

6.10 设备检修调试
后配套设备与主机重新连接好后，开始对整机进行调试并检修，对于在盾
构掘进过程中所出现的故障重点检修，在检修的同时着手进行二次始发的准备工作。

7. 施工机械及工艺装备
（1）顶推设备：泵站、液压千斤顶、葫芦、卷扬机、链条等。

（2）焊接设备：交流电焊机、氧气乙炔等。

（3）通讯设备：对讲机。

（4）测量设备：水准仪、全站仪等。

（5）其他设备：电工工具、套筒、扳手等。

8. 质量保证措施
（1）施工前组织有关人员熟悉图纸、方案，并进行技术交底。

（2）盾构机过站过程中，千斤顶支撑点应按规定放置。

（3）焊接情况挡块确保牢固，由焊工持证山岗，保证焊点质量。

（4）盾构机在空推过站过程中，安排工作人员盯紧上下左右净空尺寸，以免与主体结构相碰撞损坏盾构机与主体。

（5）机具使用前应重新检查其机械性能，确保符合使用要求。

（6）各构件移动时应小心移动，速度应缓慢，以免损坏。

（7）防止盾构基座结构破坏，基座必须经过专业工程师的设计验算、检查结构尺寸、检查焊点质量。

（8）盾构机出动之前保持间断测量，确保各工序准确无误实施。

（9）盾构机过站作业由经验丰富的工人操作，并由主管工程师现场指导。

9. 安全生产与环境保护
9.1安全生产
（1）严格按照安全管理施工制度和相关的机械操作规程施工。

（2）盾构在顶推过程中提供反力的牛角后方严禁站人。

（3）高空作业应配戴安全带。

（4）盾构始发端头的反力装置和钢环应焊接牢固；
（5）在焊接作业时焊接点附近必须有灭火器材，消防水管和监护人；
（6）严格按照施工方案的要求作业，任何变更需经各方施工人员的共同确认无误方可执行。

（7）严格遵守现场施工的各项安全规定，遵守操作规程。

（8）所有作业人员上岗前不得饮酒，着装规范、戴安全帽、高空作业系好安全带，穿防滑工作鞋；各工种人员作业时佩带好本工种劳动保护用品 。

（9）服从工程技术人员及安全人员指挥，文明施工，作业时做到三不伤害。

（10）过站时必须与带电线路保持安全距离，不得影响交通及高压电器设备安全。

（11）作业人员不得疲劳上岗，要精力集中、相互之间互相关照，防止高空坠落或其它事故发生。

（12）进入施工现场必须戴安全帽，高空作业人员应佩戴安全带。

（13）施工前安全检查员应组织有关人员进行安全交底。

（14）指挥人员应使用统一指挥信号，信号要鲜明、准确，吊机司机应听从指挥。

（15）开工前应检查工具、机械的性能。

防止绳索脱扣、破断。

（16）高空作业人员切勿急于求成，用力过猛，严禁向下丢掷工具。

（17）施工时应设置足够灯光，满足施工的需要。

（18）夜间施工时，应保证有足够的照明设施，能满足夜间施工需要，并准备备用电源。

9.2环境保护
（1）工人操作要求达到标准化、规范化、制度化，施工现场坚持工完料清，场地上无淤泥积水，施工区间平整畅通。

（2）施工场地内各材料、机具摆放整齐、有序。

（3）施工现场竖立文明施工告示牌及宣传栏。

（4）每天施工完毕将施工区域打扫干净。

（5）噪声控制；做到昼间不大于75dB ；夜间不大于55dB 。

并尽量控制和减少夜间作业时间，将施工合理安排在白天进行。

（6）粉尘控制；加强现场清扫人员的劳动保护，正确使用防护用品；车辆进出安排人员对所产生的粉尘及时清扫，尽可能落实措施做到施工不扰民。

（7）振动控制；振动对井下作业环境中的人员影响很大，振动过大易导致配合失误，思维不集中，听力下降和视力模糊等。

因此，施工过程中会尽量减少振动操作，做到夜间不敲打作业。