盾构在暗挖车站暗调头技术与效益分析

盾构在暗挖车站暗调头技术与效益分析

廖青山

中铁七局第三工程有限公司

摘要：随着我国经济的快速发展，隧道施工技术得到了提升，但隧道施工难度较大且危险性极高，若没有合理的施工手段和技术会降低施工单位的经济效益，而盾构的使用能够使施工效率提高，其具有高适应性和多样化等特点，本文主要研究暗挖车站中盾构的调头技术，并分析其效益和发展前景。

关键词：盾构；调头技术；效益

我国引入盾构的时间较晚，但该技术的发展速度很快在隧道工程中得到了广泛应用，不仅能够提高施工效率，还能完成其他设备无法完成的地下工作，促进了我国施工行业的发展，但在暗挖车站中调头会受到很多阻碍，因此加强对该技术的分析对施工有重要意义。

一、盾构技术的原理

盾构机的横断面外形能够与隧道相匹配，其外部由金属组成能够有效的防止机身被破坏，主要的工作内容就是通过盾构机对隧道进行施工。其在掘进过程中首先将地层消除掉，多余的沙土会送出隧道，其次在机器的内部加入预制管片，通过千斤顶使工作面推进，在盾构机工作过程中它的外部会保护机身不受到伤害，包括壁体的压力、水的腐蚀等，在暗挖车站中施工对盾构机的要求更高。

二、盾构机的优缺点

（一）优点

盾构机是在隧道施工中使用的一种施工技术，在作业时声音很小不会对周围环境造成不良影响；隧道施工可能会对其他工程造成破坏，但盾构机能够减小地表的破坏，使建筑群更加完整；其结合了信息技术，在施工过程中能够依靠自动化完成掘进；能够降低环境对它的影响，无论天气多恶劣依然能够正常施工，保证了施工进度；在隧道施工中，其质量得到保证，多深的隧道都能正常施工。

（二）缺点

盾构机的比市场上其他在地下作业的机器费用要高，会提高施工成本；其操作过于复杂，技术人员需接受过专业培训；在地下作业时隧道断面会发生很多变化，会加大施工的难度；在施工前需要对施工过程进行设计，因此需要有很长的时间准备；因盾构机自身较重，在浅地面施工时会有凹陷的情况发生。

三、盾构调头技术

（一）主机调头原理

在暗挖车站中，盾构机通过平移实现调头，在机器推上基座后，滑轨就会布置成功，在调头前应涂上润滑油，使调头能更加顺利。在工作过程中滑轨之间的摩擦会增加，这时外力就会使滑轨移动，且移动方式是呈相对的方式。盾构和主机和基座会在千斤顶的作用下抬起，下行滑轨在移动后其他部分保持在撑起状态，在千斤顶落下时盾构基座和滑轨就会回到最开始的位置，因此想要盾构机实现旋转或平移，可通过对不同位置的施力实现。

（二）主机调头

在安装完基座后，将盾构与基座结合在一起，将之前与主机连接的设备拆掉，就可实现调头施工。根据主机的调头原理可以分析出，在基座的中间和两边进行作用力使盾构机和基座可以被支撑起来，并在基座的四个角下设置千斤顶，分别与滑轨和车站底板相连接，若要改变滑轨的方向，可对油缸的长度进行调节，从而使盾构基座得到移动。

（三）施工要点

在施工前应对施工过程进行计划，保证施工与设计相符，尤其要注意输送机的尺寸，主机与站台层之间的关系也要确定，钢板位置还应提前做好预埋，对此技术人员可通过计算机对调头的过程进行模拟，在算好尺寸后进行调头设计。

此外，底板是否平整也是要注意的地方，通过植筋能够解决预留钢筋的问题。在盾构机基座开始升起后，支撑油缸需与其同步进行，这样能够减少机器不平稳的现象，使油缸能够均匀受力。

在拉推基座过程中，应做到稳、慢、准，减少车站与盾构机之间的摩擦，因车站设有很多钢管柱，一旦受到主机的碰撞会发生变形等问题，结构一旦受到影响，就会给施工带来非常严重的后果。

（四）拖车使用

盾构拖车在安装提升架的基础上完成主机的调头和旋转，其中会涉及到很多次的平移，在调头时应考虑到拖车的长度，若尺寸不合格就不能够正常调头。在作业过程中，可根据拖车的实际重量将吊点支架安装在车站中，拖车在升起后会开始旋转，最后将其放在轨道上，在调头时也可用相同的方法。

（五）设计调头轨道

在施工过程中，安装拖车轨道还会用在其他施工中，其作为支撑平台，应保证拖车能够被支撑柱，且四个支撑角也要在一个水平线上，对此在过渡段上还应设置一条能够提供运输的轨线，保证顺利调头。

（六）拖车调头

拖车调头与盾构机调头不同，其工作原理更简单，卷扬机将拖车移动到需要调头的位置，并将运输车在过渡段进行移动，使其移到拖车下，使拖车被垫起。拖车在支架的作用下会被吊起，保证四个角都要有施工人员，使拖车进行旋转，然后将车轮放在轨道上，在过渡期间将拖车进行旋转，使其落在吊点处。在拖车与主机连接时，可通过同样的方式进行，进而顺利完成调头。

拖车在调头过程中，应对支架的承载力进行提前计算，使实际的拖车重量小于预算重量，进而保证施工安全。必须科学合理的设置吊装孔，并将拖车尺寸、旋转半径以及车站结构考虑在内，减少作业过程中的偏差。此外在吊起拖车时应缓慢谨慎的进行，还应用通过方木做好保护措施，在调头过程中应对中板的变化进行检测，将反馈回来的数据进行研究进而完成拖车调头。

四、盾构的发展前景和效益分析

（一）盾构在我国的发展现状

该技术进入我国的时间较晚，目前还处于起步阶段，但其外壳坚硬且对作业环境没有要求，在很多隧道施工中都受到了广泛应用，最初的盾构机是手掘式，发展到今天已经有了挤压式，能够在暗挖车站中很好的应用，很多大城市对盾构机非常青睐，在隧道施工中能够引进先进的盾构机来提高施工效率。

因隧道施工的难度较大，且很容易发生危险，一些较难的施工会造成施工人员的伤亡，而盾构机的使用可以很好的解决这一问题，在作业中不会受到地表深浅的影响，包括壁体对机身的挤压和水的腐蚀等问题，机身能够受到很好的保护，这不仅能够推动施工正常进展，还会提高施工效率减少工程成本，为施工单位减少资金的投入，是隧道施工的首选。

（二）国外盾构的发展现状

盾构技术是在西方国家最早出现的，有很深远的历史，在一次隧道的掘进中使用矩形盾构成功的达到了施工目的，自此以后该技术受到了很多人的关注，经过不断地更新和完善后被更多国家使用和借鉴。

（三）发展前景

盾构技术在不断创新的同时，对隧道工程也提出了更高的要求，随着信息化社会的快速发展，盾构技术也应向着自动化发展。

盾构技术的日后发展离不开遥感和信息技术，其不仅可以在隧道施工中应用，还可使用在其他领域中，在作业过程中将数据传输到计算机中，计算机能够对数据自行计算从而打出结果，给盾构机发出作业指挥，这种工作方式不仅富恶化时代的发展需求，还能够最大程度提高施工效率，可见实现自动化对工程部施工有很大的推动作用。

适应性是日后盾构机的发展要求，在不同的隧道施工中，会遇到不同断面的隧道，若变化较大，就会增加操作的难度，将该技术与相关技术相结合就能够解决这一问题，还会提高盾构机的适应性。

总结

随着经济全球化的不断推进，隧道工程的发展得到了提升，盾构机能够很好的在隧道施工中提高施工效率，在暗挖车站工程中其调头技术非常先进，体现了盾构机的特点，因隧道施工的变化很大，因此盾构机在日后的发展中还会呈现不同的优点，这对施工行业来说有非常大的意义。

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