《复杂环境下盾构始发与接收综合施工技术》

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在城市地铁隧道施工中,作为盾构施工技术中的关键技术和环节,盾构始发的常规方法是整体始发和分体始发,盾构接收的常规方法是盾构接收后直接解体、吊出。随着盾构机的大量应用,城市环境的进一步恶化,常规的整体和分体始发及接收方式已不能满足各种环境条件下的需要,特别是在交通压力日益增大的城市主干道下修建盾构区间工程时,盾构机在暗挖、盖挖等方法施工的封闭车站内始发与接收、在不具备盾构机整体转场时进行过站始发以及在小半径曲线上始发的情况越来越多。为有效地保护城市环境、尽量避免对城市交通的干扰、充分发挥盾构始发与接收技术的先进性,中建市政建设有限公司以沈阳地铁一号线第九标段、深圳地铁二号线2205标段以及北京地铁四号线第四标段项目为依托,成立科技攻关小组,对复杂环境下盾构始发与接收施工技术进行综合研究,以提高盾构施工技术在城市地铁隧道施工中适用性,创造良好的环境效益、社会效益和经济效益,为今后国内外类似工程施工提供参考和借鉴,同时也为盾构在复杂环境条件下的始发与接收施工提供了一种新思路。发现、发明及创新点:该课题结合北京、沈阳、深圳等地盾构施工的实践经验,对盾构在复杂环境下的各种始发技术进行了深入研究,取得了多项创新性成果,主要如下。1.车站风道下井始发与接收施工技术。(1)首次提出了利用风道进行盾构下井、始发与接收的思路,解决了繁华街道难以设置盾构始发及接收竖井的难题,保护了环境,扩展了盾构工法的适用范围;(2)研究开发了利用通风井和风道进行盾构始发与接收时盾构及后配套转向和平移技术;(3)解决了利用通风井和风道进行盾构始发施工的快速运输难题。2.封闭车站调头始发施工技术。(1)通过采用AutoCAD软件模拟盾构机在车站端头井和车站标准段内调头施工过程,明确了两种调头方式需具备的条件、工程投入及施工速度,确定了最优的调头方式。(2)采用卷扬机平移盾构后配套车架,解决了常规采用的液压千斤平移方式需反复设置反力装置的问题,提高了后配套车架调头平移速度,降低了工程投入。(3)结合工程实践,对调头始发车站盾构井、标准段的设计预留条件进行了分析,提出了优化建议。3.轮式移动基座过站始发施工技术。(1)研制了利用双排行走轮、普通钢板和型钢制作的轮式移动基座和便捷的反力装置,实现了盾构机主机整体过站的快速平移和轮式移动基座兼作接收和始发基座的目的。(2)通过在车站内铺设后配套车架型钢托架,实现了利用电瓶车+管片车平移后配套车架,加快了始发组装速度。4.小半径曲线始发施工技术。(1)对小半径曲线可能存在始发点和始发方向进行了全面分析,确定了最优化的始发点和始发方向。(2)通过对小半径曲线始发可能实施的盾构掘进姿态控制技术进行了详细的探讨研究,提供了小半径曲线始发段的盾构轴线与设计轴线偏差的控制的理论依据。上述技术成果总体上具有创新性,整体上已达到国际领先水平,可以有效保护城市环境、避免对城市交通的干扰,为盾构在复杂环境条件下的始发与接收施工提供了一种新思路,在同行业中具有明显优势,对开拓地铁市场,强大基础设施项目,具有重要意义。

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