土压平衡盾构机几种不同的分体始发技术

土压平衡盾构机几种不同的分体始发技术

从设备组织和生产工序组织方式对不同的分体始发进行归类分析，总结其特点。

标签：盾构；分体始发；生产工序

引言：地铁车站主要选择在城市的繁华街区或者交通交通枢纽地段，作业空间十分有限，而且由于工期安排等其它限制因素，从经济效益和设备等方面综合考虑，可选择分体始发方式在有限的空间内开展隧道掘进施工。

一、不同始发方式的限制因素

盾构专用始发井或者始发车站的空间尺寸为选择盾构始发方式的决定因素，它决定了盾构是采用整机始发还是分体始发，以及何种分体始发方式。影响盾构始发空间尺寸的因素是多种多样的，如场地限制或工程难度，始发井空间尺寸不能满足整机始发，考虑车站和盾构施工的整体综合效益，选择分体始发为最优方案，盾构施工出渣口位置限制等等。因此要综合考虑盾构施工所需空间、工期计划安排、施工成本、设备状态等综合限制因素，合理选择最优方案，才能更好的发挥设备性能，实现效益最大化。

二、分体始发方式分类

以目前国内保有量最大的北方重工品牌盾构为例，从设备结构特点、操作可行性和生产组织效率为一局，对盾构始发方式进行分类。

（一）以目前的技术手段，可以选择从任意结构断开进行分体始发。分体始发与整机始发相比，在设备方面主要增加了断开设备两端连接所需延伸的水、气、液壓、电气等线路，以及对注浆设备或者出渣结构的挪移改造；在施工方面主要体现在工序组织的变化。根据盾构主要系统的分布特点，且综合考虑生产工序组织效率，以盾构分位置将分体始发方式分为以下3类：

1、从主机断开的分体始发；

2、从1至4号拖车任意位置断开的分体始发；

3、从5号拖车断开的分体始发。

三、各分体始发方式的生产组织特点

土压平衡盾构法施工有5个关键的生产工序：隧道掘进、管片拼装、渣土吊运、管片吊运、同步注浆，5个生产环节紧紧相扣，共同影响盾构生产效率。不同的分体始发方式会造成不同的生产工序组织特点。因此根据实际条件选择合适

的分体方式，才能产生最佳效益。

（一）从主机断开的分体始发特点

1、主机完全下井进行组装，设备桥及后配套在地面组装连接，设备桥尽量靠近始发井，以保证延伸管线利用效率主机与设备之间使用延伸管线进行连接，完成动力、控制信号和耗材传输，液压和流体管路将2寸以下的整理绑成一捆以便拖拉延伸，电气线路绑成一捆，但是要与液压流体管路分开延伸，不能纠缠在一起。

2、因无同步注浆系统，需使用二次注浆设备及时进行注浆作业，二次注浆设备可以布置于制作的托架小车上。因在安装在1号拖车和设备桥上管片吊装系统无法投入使用，因此小车前部还需制作一个管片吊卸点，使用≥5T的葫芦进行管片吊卸，然后再使用管片拼装机将放置在编组轨道上的管片拖拉至可拼装位置，进行拼装作业。

3、从主机断开的分体始发没有输送带，需要将渣斗运输至螺旋机出渣口下方直接接渣，因此编组运输电瓶车只能挂置一个平板车，平板车上防止特制小渣斗接渣。掘进完成后，再使用平板车运输管片，且因为空间限制，一次只能吊运一块管片。

四、从1号拖车断开的分体始发特点

1号拖车与2号拖车间使用延伸管线进行连接，完成动力、控制信号和耗材传输。因1号拖车无皮带驱动装置，需要在1号拖车尾部改造加装一个结构架，以安装皮带驱动装置，同时用来规整布置延伸管线。因空间限制，从1号拖车断开的分体始发方式刚开始可允许编组列车加挂2个渣斗，渣斗车也可以用来运送管片，砂浆可通过管路直接放至1号拖车砂浆罐内，后期随着空间变化可以增加编组车以提高效率。

从1号拖车断开后，盾构施工的同步注浆、管片吊运2个工序任务均可使用盾构自身设备完成，且可使用标注渣斗车，各工序被间断次数和工序间转换次数大量减小，因此生产效率将比从主断开的分体始方式高出很多。

从2号至4号拖车间任意位置断开的分体始发均需要进行皮带驱动装置的改造，仅在刚开始掘进时编组列车的编组方式和数量与从1号断开的分体始发有所差别，一旦拖车完全进入洞门圈，始发井便可以作为吊装运输井，此时编组列车的安排会因空间增大而变得多样化，而从1至4号拖车间任意位置断开的分体始发方式在生产效率上的差别将会很微弱。

五、从5号拖车断开的分体始发特点

因6号拖车仅有外循环水系统、内循环水、储风筒三个主要系统，此系统控制系统及管路相对简单，不影响盾构主要功能，因此在地面进行临时存放即可。

因只有6号拖车，二次装机成本小、周期短，与整机始发相比，在设备管理方面几乎无差别。

六、洞门密封环预埋及安装

在基坑端头内衬结构施工时，预埋洞门钢环板A，在洞门第二次凿除前安装橡胶帘布，钢环板B及扇形压板。

安装帘布橡胶板及B环板，通过预埋在洞门圈上部的两个吊环，用导链将橡胶帘布及B环板起吊至洞门圈范围内，再对橡胶帘布及B环板进行安装。安装顺序为：先安装橡胶帘布，再安装B环板，橡胶帘布安装时要从洞门顶部开始装起，从上到下依次将洞门圈范围内的螺栓穿入橡胶帘布及B环板上的螺栓孔，再将扇形压板套在螺栓上，最后将洞门范围内的螺帽拧紧，待拼装完零环后，将扇形压板口圈缩小，拧紧螺帽。

七、洞门凿除注意事项

（一）洞门凿除必须在端头土体检查合格后进行，特别是当土体渗透性达不到要求时，需要利用洞门进行注浆处理至合格。

（二）在第二次凿除过程中，必须在通风、照明、人力配备上满足要求，尽快完成洞门凿除，避免掌子面长时间的暴露。

（三）在施工过程中要密切观察掌子面的情况，遇到问题要及时处理，不能盲目施工。

（四）气割割除背土面钢筋遵照先割下部，再割上部原则，切割的废弃钢筋捆绑吊出盾构井。使用气割作业时，注意对洞门预埋钢环的保护，防止割坏预埋钢环等。

（五）洞门破除过程中的应急措施：

（1）发现有异常情况后，迅速用木方和钢管撑住洞口土体，防止围护桩间及外侧土体坍塌，然后尽快从围护墙外进行注浆加固。

（2）若土体压力较大时，迅速用钢筋网片与围护结构的钢筋焊接一起，然后用木方和钢管支撑稳定；在围护结构外围进行注浆加固，同时在洞门里面进行注浆加固。

（3）如发生大量涌水时，立即开动水泵进行强排，防止涌水浸泡使土体失稳加剧，并防止盾构机上各种零部件被水浸泡造成难以弥补的损失，并在涌水点埋设注浆管注浆。