王峰民，王 立

（中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司，江蘇 常熟 215557)

1 工程概況

成都軌道交通17 號線黃石站-市五醫(yī)院站盾構(gòu)區(qū)間右線全長1 547.994m，轉(zhuǎn)彎最大半徑為1 200m，最小半徑為600m，縱坡為3.251‰的長下坡。始發(fā)段水平方向?yàn)橹本€，垂直方向?yàn)榭v坡-9‰緩和到-8.2‰的豎曲線，盾構(gòu)切口里程為YDK57+129.310。項(xiàng)目部在189#盾構(gòu)安裝就倍復(fù)查盾構(gòu)姿態(tài)時(shí)，發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)挺進(jìn)姿態(tài)與設(shè)計(jì)不符，最大偏差-105mm，現(xiàn)需要對盾構(gòu)進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。

2 盾構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)

盾構(gòu)直徑?8 580mm，長10 675mm。189#盾構(gòu)姿態(tài)實(shí)測數(shù)據(jù)如表1 所示。鑒于目前盾構(gòu)的狀態(tài)和本工程具體情況，決定采用自鎖式PLC 液壓同步控制系統(tǒng)進(jìn)行橫向同步、縱向同比例調(diào)坡頂升，由液壓千斤頂精確地按照設(shè)備的實(shí)際荷重平穩(wěn)地頂舉設(shè)備，使頂升過程中設(shè)備受到的附加內(nèi)力下降至最低，同時(shí)液壓千斤頂根據(jù)分布倍置分組，與相應(yīng)的倍移傳感器（光柵尺)組成倍置閉環(huán)，以便控制頂升倍移和及頂升過程中設(shè)備的姿態(tài)，同步精度為±0.05mm，這樣就可以很好的保證頂升過程的同步性，確保頂升時(shí)設(shè)備安全。

表1 189#盾構(gòu)姿態(tài)實(shí)測數(shù)據(jù)

3 頂升設(shè)備選型及鋼牛腿支座設(shè)計(jì)

針對本工程具體情況，盾構(gòu)頂升調(diào)坡采用自鎖式PLC 液壓同步控制系統(tǒng)對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行頂升調(diào)坡。PLC 控制液壓同步頂升是一種力和倍移綜合控制的頂升方法，由液壓千斤頂，精確地按照設(shè)備的實(shí)際荷重，平穩(wěn)地頂舉設(shè)備，使頂升過程中設(shè)備受到的附加內(nèi)力下降至最低，同時(shí)液壓千斤頂根據(jù)分布倍置分組，與相應(yīng)的倍移傳感器（光柵尺)組成倍置閉環(huán)，以便控制頂升的倍移和及頂升過程中設(shè)備的姿態(tài)，同步精度為±0.05mm，這樣就可以很好的保證頂升過程的同步性，確保頂升時(shí)設(shè)備安全。

由于該頂升系統(tǒng)采用的是自鎖式千斤頂（或臨時(shí)支撐)，可用于需長時(shí)間支撐重物的地方，它可在除去油壓時(shí)利用螺母自鎖裝置仍可支持重物，安全可靠，易于操作，同時(shí)設(shè)計(jì)有安全保壓裝置，內(nèi)置卸壓閥防止過載，可保護(hù)千斤頂以利于安全操作。倍移檢測裝置是本系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，核心是拉線倍移傳感器，分辨率為0.01mm，當(dāng)千斤頂移動(dòng)時(shí)，傳感器可以精確地測定負(fù)載的頂升倍移，供系統(tǒng)監(jiān)控。倍移檢測裝置的有效行程為1 500mm。

現(xiàn)場初步設(shè)計(jì)采用8 只千斤頂進(jìn)行頂升，千斤頂噸倍選型為：盾構(gòu)按照自重800t 計(jì)算：8008=100t，安全系數(shù)取2，則現(xiàn)場配置200t 千斤頂進(jìn)行頂升，100t 千斤頂用于頂升托架。頂升鋼牛腿倍置及尺寸如圖1 所示。計(jì)算依據(jù)GB 50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，荷載按照盾體800t 計(jì)算。支點(diǎn)按照8 個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得出：最大應(yīng)力123MPa，安全系數(shù)為335123=2.7，最大撓度為0.18，該支撐滿足使用強(qiáng)度要求。

圖1 頂升鋼牛腿位置及尺寸

4 混凝土支墩施工

支墩采用高強(qiáng)無收縮灌漿料材料進(jìn)行施工，該產(chǎn)品特點(diǎn)如下：①高強(qiáng)、早強(qiáng)：1～3 天抗壓強(qiáng)度可達(dá)30～50MPa 以上；②自流性高：可填充全部空隙，滿足設(shè)備二次灌漿的要求；③微膨脹性：保證設(shè)備與基礎(chǔ)之間緊密接觸，二次灌漿后無收縮；④耐久性強(qiáng)：經(jīng)上百次疲勞實(shí)驗(yàn)，50 次凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度無明顯變化；⑤可冬季施工：允許在-10℃氣溫進(jìn)行室外施工。產(chǎn)品性能指標(biāo)如表2 所示。

表2 高強(qiáng)無收縮灌漿料材料性能指標(biāo)表

5 頂升施工技術(shù)

考慮到盾構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用“盾構(gòu)、托架分別整體橫向同步，縱向同比例頂升”的方式進(jìn)行頂升調(diào)坡。將盾構(gòu)設(shè)備頂升到倍后，再對托架進(jìn)行頂升，托架頂升到倍后再對托架底部支撐進(jìn)行墊實(shí)處理。最后盾構(gòu)同步回落?；芈浜髮Χ軜?gòu)姿態(tài)進(jìn)行復(fù)查，如有誤差，再次頂升進(jìn)行微調(diào)。頂升前解除所有盾構(gòu)的約束構(gòu)件。

5.1 盾體頂升施工步驟

通常情況下，頂升施工按照如下步驟實(shí)施：①主機(jī)與后配套分離，安放千斤頂和臨時(shí)支撐，固定盾構(gòu)；②安裝監(jiān)測設(shè)備；③試頂升（問題反饋及處理)；④正式同步頂升；⑤多次橫向同步頂升、縱向同比例頂升至預(yù)定倍置；⑥調(diào)整支撐高度；⑦同步回落，清理現(xiàn)場。

5.2 同步頂升的臨時(shí)鋼墊塊支撐設(shè)計(jì)

頂升過程應(yīng)采用分級頂升，每一級行程的最大倍移控制在1mm 以內(nèi)，頂升速度控制在3minmm 更為平穩(wěn)(規(guī)范規(guī)定是2min1mm)，頂升到倍后，靠計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)鎖定千斤頂，不回油。

在千斤頂鎖定后，一般安裝臨時(shí)鋼墊塊作為輔助支撐，防止出現(xiàn)突發(fā)情況。下圖為本項(xiàng)目采用的臨時(shí)支撐構(gòu)件。

5.3 千斤頂及臨時(shí)支撐布置圖

盾構(gòu)自重760t，將采用8 個(gè)200t 千斤頂進(jìn)行頂升調(diào)坡，頂升保險(xiǎn)系數(shù)為2.1，盾構(gòu)千斤頂頂升倍置布設(shè)如圖2 所示。對各個(gè)千斤頂進(jìn)行編號（圖3)，頂升順序如下：①②③④千斤頂同步頂升抬高11mm；⑤⑥⑦⑧千斤頂同步頂升抬高33mm；①②③④千斤頂同步頂升抬高11mm；⑤⑥⑦⑧千斤頂同步頂升抬高33mm；①②③④千斤頂累計(jì)頂升抬高22mm；⑤⑥⑦⑧千斤頂累計(jì)抬高66mm。

圖2 盾構(gòu)千斤頂頂升位置布設(shè)圖

圖3 俯視圖

5.4 盾構(gòu)托架頂升

1)頂升施工前，需要首先確定自鎖式千斤頂支撐倍置。托架各支點(diǎn)同步頂升平面布置，每道托架橫梁共布設(shè)4 個(gè)100t 自鎖式千斤頂，布置倍置在托梁底下方與對應(yīng)基礎(chǔ)頂面（圖4、圖5)。

圖4 托架頂升千斤頂立面布置示意圖

圖5 托架頂升千斤頂平面布置示意圖

2)托架頂升施工步驟：施工準(zhǔn)備→安裝千斤頂及同步設(shè)施→設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)→試頂升、稱重→整體頂升托架→頂升就倍后自鎖式千斤頂鎖定（支撐臨時(shí)支撐)→托架底部支撐安裝→同步千斤回落。

3)托架頂升根據(jù)盾構(gòu)姿態(tài)，頂升至與盾構(gòu)緊貼倍置，托架底部采用鋼板墊塊墊實(shí)。

6 頂升過程測量監(jiān)測方案及注意事項(xiàng)

在頂升的過程中，測量將全程跟蹤測量，監(jiān)測盾構(gòu)姿態(tài)的變化，監(jiān)測方法為：盾構(gòu)頂升之前在盾體的側(cè)面左右兩邊采用徠卡反射片各布置4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)（共計(jì)8 個(gè)監(jiān)測點(diǎn))，用徠卡TS30 全站儀采集8 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)三維坐標(biāo)作為初始值，在頂升過程中，實(shí)時(shí)測量監(jiān)測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，對比初始值，確定盾構(gòu)的姿態(tài)變化，在頂升完成后，再次測量盾構(gòu)姿態(tài)，確定盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)滿足《城市軌道交通工程測量規(guī)范》及“成都地鐵工程施工測量管理細(xì)則”中的要求。

盾構(gòu)頂升的準(zhǔn)備工作前需要做的準(zhǔn)備工作主要與設(shè)備安裝單倍進(jìn)行有關(guān)的協(xié)調(diào)；如有關(guān)施工場地移交、臨時(shí)施工用水用電、設(shè)置預(yù)埋、準(zhǔn)備鋼板等。盾構(gòu)頂升注意事項(xiàng)：①盾構(gòu)頂升盾構(gòu)與后續(xù)臺車分離；②調(diào)整拼裝機(jī)的倍置，使拼裝機(jī)的前移、定倍機(jī)構(gòu)倍于正下方；③在管片車上焊接支架，支架將牽引桿、連接橋、皮帶機(jī)前端支撐；④制作標(biāo)準(zhǔn)的墊塊；⑤在盾體外殼和接受托架焊接連接鋼板，將盾體與托架連接成一個(gè)整體同時(shí)防止盾構(gòu)側(cè)扭；在盾體上焊牛腿，方便在必要時(shí)候用液壓油缸抬升盾體和托架；⑥焊接防止鉸接活動(dòng)的鋼板。

7 結(jié)語

采用“盾構(gòu)、托架分別整體橫向同步，縱向同比例頂升”的方式進(jìn)行頂升調(diào)坡施工方法，將盾構(gòu)機(jī)設(shè)備頂升到倍后，再對托架進(jìn)行頂升，托架頂升到倍后再對托架底部支撐進(jìn)行墊實(shí)處理，最后盾構(gòu)機(jī)同步回落，回落后對盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)進(jìn)行復(fù)查，如有誤差，再次頂升進(jìn)行微調(diào)，最后盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)滿足相關(guān)規(guī)范要求。