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摘要 :以无锡地铁1号线08标三阳广场站盾构机调头为例，详细介绍了土压平衡盾构机调头技术。
关 键 词:盾构机主机后配套站内调头
中图分类号：U231文献标识码： A
引言
无锡市轨道交通1号线08标胜利门站～三阳广场站盾构区间施工过程中，首先进行左线施工，当完成左线施工，到达三阳广场站后，盾构机不具备地面吊装调头的条件，需要在三阳广场站站内进行调头，然后进行右线施工。盾构机站内调头主要分为2部分进行，第一部分为主机部分的调头，第二部分为后配套的调头。主机调头在基坑内完成，主要使用液压油缸将其旋转的方法进行调头；后配套调头利用车站内支撑柱之间的部分完成调头至右线,然后旋转调头。
盾构机调头总体施工顺序如下：
附表1-1盾构机各部件主要参数
2 设备/机具/工具/材料准备
盾构机平移/调头需要准备的设备、机具、工具、材料见下表。提前一周将下列内容进行检修和购置。
附表2-1 平移/调头需设备/机具/工具/材料配置表
3人员配置
实行两班倒，人员配置坚持“精心组织、分工明确、责任到人”的原则，具体分工见下表：
附表3-1 人员配置及分工表
4调头方案
4.1井底铺设钢板
由于盾构接收时井口已经封死，提前在楼梯口将底板预铺设钢板、接收基座等大件吊至井下。在盾构接收前，清理完基坑端头井内的杂物，底板铺设20mm厚钢板（铺设位置见下图）。
图 端头井内钢板铺设示意图
4.2安装接收基座
接收基座安装符合以下要求：
盾构到达接收基座时，其中心线位置在水平方向与理论轴线重合，垂直方向低于理论轴线25mm；盾构接收时，理论轴线的坡度为-0.2%，基座安装为水平的；便于盾构接收后管片的脱离，基座距离洞门端墙距离为1200mm。
安装步骤：钢板铺设后，使用手拉葫芦和液压千斤顶，先将接收基座移到大致位置上，然后将基座抬起，下面垫上ф60炮撑。最后再进行精确定位。
定位准确后，将基座使用H175型钢进行加固。靠近洞门端，为防止盾构载头，在基座与洞门间增加一段支撑。边墙侧通过型钢支撑在墙上，另一侧增加型钢焊接在钢板上，而且前后两侧都用型钢进行支撑。基座加固牢固，前后左右不会松动。
4.3主机平移与调头
4.3.1平移時推力计算
①要使盾构机平移应计算平移所需最大推力
②盾构机移动所需的最大推力即为盾构机与接收基座的组合与铺设钢板的静止摩擦力；静止摩擦力的大小计算公式为f =μN，式中的μ叫静摩擦因数，（它只跟材料、接触面粗糙程度有关，注意跟接触面积无关）；N为正压力。
Ｎ＝Ｍｇ
＝（Ｍ1＋Ｍ２＋Ｍ３＋Ｍ４＋Ｍ５＋Ｍ６＋Ｍ７）ｇ
＝（52＋110＋90＋23＋20＋23＋21）×9.8
＝3320ＫＮ
式中Ｍ1为刀盘重量，Ｍ２为前盾重量，Ｍ３为中盾重量，Ｍ４为盾尾重量，Ｍ５为螺旋机重量，Ｍ６为管片拼装机重量，Ｍ７为接收基座重量，；ｇ取值９.８N / kg。
f =μN＝498ＫＮ
约51Ｔ
式中μ取最大值0.15。
要使盾构机顺利移动，推力需大于51Ｔ，实际选取推力为100Ｔ的液压油缸，完全满足工程要求。
4.3.2盾构主机前移
盾构主机到达接收基座上，继续拼装管片（直至洞门环），通过盾构机底部油缸将盾构机整体推上接收架（必要时可使用工字钢加在管片与油缸之间）。在洞门封堵完成后，将主机继续前移，管片脱离盾尾，刀盘面到达基座端部位置（见下图主机调头）。
将多余的负环管片用管片车运回至胜利门站；确定盾构机不再动作以后，断开高压电源，拆除后配套通向主机内的各类管线，拆除双梁并固定于架子上。双梁固定完成后，拆除螺旋机后闸门及拼装机伸出位置，尽量缩短盾构主机长度。
4.3.3盾构主机的下放
将接收基座固定型钢拆除，焊接部位割除完全，并将基座与盾构主机焊接成整体。盾壳两侧焊接四个支撑座，利用4个100T的液压油缸将主机连同基座一起顶升，抽除接收基座下的炮撑。预先做好的两个箱体船板横向放在基座下面（一个在前盾前部，一个在中盾后部），最后将主机及基座一起放在钢板上。
本盾构机将螺旋机尾部拆除后总长为9m，接收架总长9.2m。因此考虑盾构主体调头时最长边以9.2m为准。
在盾尾距离洞门1.7m时，停止前移，将主机连同基座向右侧偏移1.5m。然后慢慢旋转主机，直到螺机先进入左线端头井内。再通过平移、旋转，将主机移到右线既定位置上。
盾构机调头时需注意支腿、千斤顶位置，确保对称受力，均匀升降。
盾构主机调头图1盾构主机调头图2
盾构主机调头图3盾构主机调头图4
盾构主机调头图5盾构主机调头图6
4.4后配套调头
4.4.1准备工作
1、延长隧道的电瓶车和后配套拖车轨道至车站站台隧道上的后配套调头场地（预留下翻梁）。
2、调头场地和平移场地内最底层结构面须平整，突出表面影响平移的钢筋沿底部割除（如弯曲不影响平移则进行弯曲）。
3、根据后配套拖车尺寸及现场实际条件，提前将拖车旋转、平移的吊点位置选定，并提前打好，将手拉葫芦挂好，钢丝绳上方穿一圆钢固定的负一层底板上。
4.4.2调头方法
本台盾构机的后配套拖车尺寸较大，而调头现场尺寸不能满足其旋转调头条件，因此：先将双梁拆除，把设备桥分为两段；前几节拖车将伸长出来的踏板拆掉，以减小其长度。这样，1号拖车有最大尺寸：7.5m×3.92m。
（1）用电瓶车把后配套拖车拉到指定位置，吊索挂在车架上面的对角吊耳。用葫芦吊起拖车，将拖车旋转一定角度，直到其右后角贴近边墙；然后利用在左侧的手拉葫芦，将其再向左平移1020mm。
（2）旋转拖车，使其与隧道方向垂直，将其拖到左线。
（3）用与上述右线旋转拖车相同的方法，在左线将拖车旋转。
后配套台车调头 图1
后配套台车调头 图2
后配套台车调头 图3
后配套台车调头 图4
后配套台车调头 图5
（平移拖车到车站左线）
后配套台车调头 图6
后配套台车调头 图7
后配套台车调头 图8
其他台车按照这种方法依次调头平移到车站右线隧道。台车调头需选好重心，并适当增加配重，确保台车旋转的安全。
5实际调头工作中的问题分析
5.1盾体旋转调头
a，盾体旋转平移需要钢板铺设平整且钢板之间焊接牢固，否则钢板变形严重；
b，液压千斤顶支座焊接费时费工，且经常换位置，所以提前多准备支座材料，配备二氧化碳保护焊机，尽量节省焊接等时间；
c，托架下面放置两条船板，船板用20cm*20cm的H型钢配以2cm钢板加工而成。在盾体旋转过程中，其中一条船板变形并垮掉，给后续顶推工作带来困难。为防止出现此情况，船板可改用宽30cm 、厚度3cm的钢板，此船板放置在托架下放，不会出现以上情况。
5.2后配套台车旋转调头
由于主机调头进度缓慢，按照原方案在端头井内旋转平移，工期将大大延后。由于特出情况，相邻标段盾构机没能按原计划进洞，经过现场协调，根据实际情况，原计划台车调头方案改为，从三阳广场车站南端地铁道岔处旋转调头。
a，利用电瓶车牵引后配套台车至三阳广场站南端头地铁道岔处；
b，利用卷扬机配以滑轮组依次旋转平移每一节台车至右线车站内，并牵引至北端头合适位置；
5.3盾体位置的确定
盾体按照理论位置放置，由于车站西侧墙距离台车理论中线小于台车一半的距离，无法实现后配套台车和主机的连接。根据实际情况，做出了盾构机斜线始发的调整，在不超线的情况下，刀盘偏右4cm左右，盾尾偏右12cm，反力架相应作出调整，后配套台车左侧走道板拆除，则满足台车和主机连接。
结束语
盾构机调头是一个系统的工程，它包含盾构到达接收、盾构机主机调头、后配套台车调头、设备安装调试、始发掘进等工艺流程。
需要根据施工方案准备所需物资、人员。调头过程中，根据实际情况及时发现问题，改进方案中的不足，做到边施工边学习，为以后类似施工积累经验。
参考文献
1，《南京地铁玄武门站盾构机调头技术》：王镇春 韩亚丽
2，《盾构机在地下洞室内的调头》：杨育僧 肖瑞传
关 键 词:盾构机主机后配套站内调头
中图分类号：U231文献标识码： A
引言
无锡市轨道交通1号线08标胜利门站～三阳广场站盾构区间施工过程中，首先进行左线施工，当完成左线施工，到达三阳广场站后，盾构机不具备地面吊装调头的条件，需要在三阳广场站站内进行调头，然后进行右线施工。盾构机站内调头主要分为2部分进行，第一部分为主机部分的调头，第二部分为后配套的调头。主机调头在基坑内完成，主要使用液压油缸将其旋转的方法进行调头；后配套调头利用车站内支撑柱之间的部分完成调头至右线,然后旋转调头。
盾构机调头总体施工顺序如下：
附表1-1盾构机各部件主要参数
2 设备/机具/工具/材料准备
盾构机平移/调头需要准备的设备、机具、工具、材料见下表。提前一周将下列内容进行检修和购置。
附表2-1 平移/调头需设备/机具/工具/材料配置表
3人员配置
实行两班倒，人员配置坚持“精心组织、分工明确、责任到人”的原则，具体分工见下表：
附表3-1 人员配置及分工表
4调头方案
4.1井底铺设钢板
由于盾构接收时井口已经封死，提前在楼梯口将底板预铺设钢板、接收基座等大件吊至井下。在盾构接收前，清理完基坑端头井内的杂物，底板铺设20mm厚钢板（铺设位置见下图）。
图 端头井内钢板铺设示意图
4.2安装接收基座
接收基座安装符合以下要求：
盾构到达接收基座时，其中心线位置在水平方向与理论轴线重合，垂直方向低于理论轴线25mm；盾构接收时，理论轴线的坡度为-0.2%，基座安装为水平的；便于盾构接收后管片的脱离，基座距离洞门端墙距离为1200mm。
安装步骤：钢板铺设后，使用手拉葫芦和液压千斤顶，先将接收基座移到大致位置上，然后将基座抬起，下面垫上ф60炮撑。最后再进行精确定位。
定位准确后，将基座使用H175型钢进行加固。靠近洞门端，为防止盾构载头，在基座与洞门间增加一段支撑。边墙侧通过型钢支撑在墙上，另一侧增加型钢焊接在钢板上，而且前后两侧都用型钢进行支撑。基座加固牢固，前后左右不会松动。
4.3主机平移与调头
4.3.1平移時推力计算
①要使盾构机平移应计算平移所需最大推力
②盾构机移动所需的最大推力即为盾构机与接收基座的组合与铺设钢板的静止摩擦力；静止摩擦力的大小计算公式为f =μN，式中的μ叫静摩擦因数，（它只跟材料、接触面粗糙程度有关，注意跟接触面积无关）；N为正压力。
Ｎ＝Ｍｇ
＝（Ｍ1＋Ｍ２＋Ｍ３＋Ｍ４＋Ｍ５＋Ｍ６＋Ｍ７）ｇ
＝（52＋110＋90＋23＋20＋23＋21）×9.8
＝3320ＫＮ
式中Ｍ1为刀盘重量，Ｍ２为前盾重量，Ｍ３为中盾重量，Ｍ４为盾尾重量，Ｍ５为螺旋机重量，Ｍ６为管片拼装机重量，Ｍ７为接收基座重量，；ｇ取值９.８N / kg。
f =μN＝498ＫＮ
约51Ｔ
式中μ取最大值0.15。
要使盾构机顺利移动，推力需大于51Ｔ，实际选取推力为100Ｔ的液压油缸，完全满足工程要求。
4.3.2盾构主机前移
盾构主机到达接收基座上，继续拼装管片（直至洞门环），通过盾构机底部油缸将盾构机整体推上接收架（必要时可使用工字钢加在管片与油缸之间）。在洞门封堵完成后，将主机继续前移，管片脱离盾尾，刀盘面到达基座端部位置（见下图主机调头）。
将多余的负环管片用管片车运回至胜利门站；确定盾构机不再动作以后，断开高压电源，拆除后配套通向主机内的各类管线，拆除双梁并固定于架子上。双梁固定完成后，拆除螺旋机后闸门及拼装机伸出位置，尽量缩短盾构主机长度。
4.3.3盾构主机的下放
将接收基座固定型钢拆除，焊接部位割除完全，并将基座与盾构主机焊接成整体。盾壳两侧焊接四个支撑座，利用4个100T的液压油缸将主机连同基座一起顶升，抽除接收基座下的炮撑。预先做好的两个箱体船板横向放在基座下面（一个在前盾前部，一个在中盾后部），最后将主机及基座一起放在钢板上。
本盾构机将螺旋机尾部拆除后总长为9m，接收架总长9.2m。因此考虑盾构主体调头时最长边以9.2m为准。
在盾尾距离洞门1.7m时，停止前移，将主机连同基座向右侧偏移1.5m。然后慢慢旋转主机，直到螺机先进入左线端头井内。再通过平移、旋转，将主机移到右线既定位置上。
盾构机调头时需注意支腿、千斤顶位置，确保对称受力，均匀升降。
盾构主机调头图1盾构主机调头图2
盾构主机调头图3盾构主机调头图4
盾构主机调头图5盾构主机调头图6
4.4后配套调头
4.4.1准备工作
1、延长隧道的电瓶车和后配套拖车轨道至车站站台隧道上的后配套调头场地（预留下翻梁）。
2、调头场地和平移场地内最底层结构面须平整，突出表面影响平移的钢筋沿底部割除（如弯曲不影响平移则进行弯曲）。
3、根据后配套拖车尺寸及现场实际条件，提前将拖车旋转、平移的吊点位置选定，并提前打好，将手拉葫芦挂好，钢丝绳上方穿一圆钢固定的负一层底板上。
4.4.2调头方法
本台盾构机的后配套拖车尺寸较大，而调头现场尺寸不能满足其旋转调头条件，因此：先将双梁拆除，把设备桥分为两段；前几节拖车将伸长出来的踏板拆掉，以减小其长度。这样，1号拖车有最大尺寸：7.5m×3.92m。
（1）用电瓶车把后配套拖车拉到指定位置，吊索挂在车架上面的对角吊耳。用葫芦吊起拖车，将拖车旋转一定角度，直到其右后角贴近边墙；然后利用在左侧的手拉葫芦，将其再向左平移1020mm。
（2）旋转拖车，使其与隧道方向垂直，将其拖到左线。
（3）用与上述右线旋转拖车相同的方法，在左线将拖车旋转。
后配套台车调头 图1
后配套台车调头 图2
后配套台车调头 图3
后配套台车调头 图4
后配套台车调头 图5
（平移拖车到车站左线）
后配套台车调头 图6
后配套台车调头 图7
后配套台车调头 图8
其他台车按照这种方法依次调头平移到车站右线隧道。台车调头需选好重心，并适当增加配重，确保台车旋转的安全。
5实际调头工作中的问题分析
5.1盾体旋转调头
a，盾体旋转平移需要钢板铺设平整且钢板之间焊接牢固，否则钢板变形严重；
b，液压千斤顶支座焊接费时费工，且经常换位置，所以提前多准备支座材料，配备二氧化碳保护焊机，尽量节省焊接等时间；
c，托架下面放置两条船板，船板用20cm*20cm的H型钢配以2cm钢板加工而成。在盾体旋转过程中，其中一条船板变形并垮掉，给后续顶推工作带来困难。为防止出现此情况，船板可改用宽30cm 、厚度3cm的钢板，此船板放置在托架下放，不会出现以上情况。
5.2后配套台车旋转调头
由于主机调头进度缓慢，按照原方案在端头井内旋转平移，工期将大大延后。由于特出情况，相邻标段盾构机没能按原计划进洞，经过现场协调，根据实际情况，原计划台车调头方案改为，从三阳广场车站南端地铁道岔处旋转调头。
a，利用电瓶车牵引后配套台车至三阳广场站南端头地铁道岔处；
b，利用卷扬机配以滑轮组依次旋转平移每一节台车至右线车站内，并牵引至北端头合适位置；
5.3盾体位置的确定
盾体按照理论位置放置，由于车站西侧墙距离台车理论中线小于台车一半的距离，无法实现后配套台车和主机的连接。根据实际情况，做出了盾构机斜线始发的调整，在不超线的情况下，刀盘偏右4cm左右，盾尾偏右12cm，反力架相应作出调整，后配套台车左侧走道板拆除，则满足台车和主机连接。
结束语
盾构机调头是一个系统的工程，它包含盾构到达接收、盾构机主机调头、后配套台车调头、设备安装调试、始发掘进等工艺流程。
需要根据施工方案准备所需物资、人员。调头过程中，根据实际情况及时发现问题，改进方案中的不足，做到边施工边学习，为以后类似施工积累经验。
参考文献
1，《南京地铁玄武门站盾构机调头技术》：王镇春 韩亚丽
2，《盾构机在地下洞室内的调头》：杨育僧 肖瑞传