上中路越江隧道超大直径盾构用管片储运机工程-应用.doc

第1期 施工技术论文集-轨道交通 总师办 PAGE 上中路越江隧道超大直径盾构用管片储运机工程应用 摘要：根据上中路越江隧道用14.87m 盾构的特点，对比了超大直径盾构和地铁盾构管片运输特点，说明地铁盾构的管片运输方法已不能适用于大直径盾构管片运输，然后详细分析了14 名7m 盾构的管片储运机的结构及工作原理，对我国大直径盾构的国产化具有一定的借鉴意义。 关键词：盾构；管片储运机；液压缸；上海市 摘自：城市道桥与防洪.2006.第3期 O 引言 近年来，由于经济高速发展的需要，国际和国内出现了很多用盾构法施工的大直径（14m 以上）隧道工程，如德国汉堡的第四条易北河隧道、大贝尔特隧道，采用直径为Φ14.14m的泥水加压平衡盾构施工的日本东京湾隧道。采用Φ14.87m泥水盾构施工的荷兰阿姆斯特丹至巴黎的公路隧道等等。在国际上，在盾构技术发展先进的国家中，对超大直径盾构掘进机（14m以上）的设计、制造和施工技术已达到相当先进的水平，他们将高科技技术应用于超大直径盾构掘进机，使得超大直径盾构掘进机愈加完备、愈加科学、施工愈加安全可靠。随着超大直径盾构的应用越来越普遍和广泛，研制自己的超大直径盾构势在必行，为此，结合上中路越江工程从法国引进的 1 工程背景 上中路越江隧道为上海中环线南段穿越黄浦江的一个关键节点工程，工程起点为上中路～龙川路交叉口东侧，与中环线南段上中路衔接；终点为浦东规划华夏西路一公园大道交叉口西侧，工程全长2.8km。隧道穿越黄浦江底采用盾构法施工，黄浦江宽400m，深15m ，隧道外径14.5m，江底最浅覆土10m，隧道纵坡4.5%，盾构法圆形主隧道长1250m，两岸各设一座工作井，矩形暗埋段和引道段共长1052m。隧道施工采用世界最大的Φ14.87m 泥水气平衡盾构掘进机，其管片储运机如图1 所示。该盾构为法国NFM 上中路隧道管片外径：Φ14.5m；管片内径：Φ13.3m（厚度：0.6m )；管片宽度：2m；每环管片数：7+2+1（衬砌环全环由封顶块、两块邻接块和7 块标准块构成）；单块管片最大重量：约15t；在以往的盾构掘进施工中，如11. 2 上中路Φ14.87m 盾构管片储运机工作原理 盾构管片储运机结构图如图2 所示、局部放大图如图3 所示。盾构用管片储运机安装在盾构掘进机上，并随盾构机的掘进而一起前进，其包括有移动平台1、支撑平台2、牵引液压缸组3、轨道4、滚轮5和10组顶伸液压缸组6。支撑平台2是整个盾构用管片储运机的固定支撑部件，其纵向地设置于盾构的后续车架上，从而将盾构用管片储运机安装在盾构掘进机上；支撑平台2的下部设置有数滚轮5。移动平台1底部设有纵向的轨道4，轨道4纵向地搁置在支撑平台2 的数滚轮5上，从而使移动平台1纵向地平置在支撑平台2上，并且能在支撑平台2上前后滑移。牵引液压缸组3由2个液压缸组成，它们实现液压缸的同步伸缩；牵引被压缸3一端缸筒3.2固定连接于支撑平台2上，另一端缸杆3.1固定连接于移动平台1上。这样，当牵引液压缸3伸出时，移动平台1在支撑平台2上沿纵向向后侧(图2中朝向R 方)移动；当牵引液 压缸3缩回时，移动平台1就在支撑平台2上向前侧（图2中朝向F方）移动；移动平台1移动的步长距离2.25m为一环遂道管片的宽度加上适当的管片间的间隙。顶伸液压缸组6纵向等间距地固定设置于支撑平台2上部的两边侧，其数量等于一环管片的数量为10，这样沿支撑平台2的纵向就有足够的输送步位用以容置拼装一环隧道所需的10环管片，从而使盾构用管片储运机同时起到了暂时存储足够10片管片的作用。顶伸液压缸组6的作用是从移动平台1上顶举起或放置回管片。各顶伸液压缸组6之间的距离为2.25m，与移动平台 1纵向移动的步长距离相等，也即与牵引液压缸3的伸缩量相等，这样移动平台1每移动一个步长距离2.25m就恰好移动了从一个顶伸液压组6至相邻一个顶伸液压组6的距离。在移动平台1的台面上，与各顶伸液压缸组6相对应的位置处各设置有一平台托板1.1用以放置营片，这样平台托板1.1的数量也就与顶伸液压缸组6的数量相等，因此也就足于容置10环管片:同时由于各平台托板1.1之间的间距与各顶伸液压缸组6之间的间距相等，因而移动平台1每移动一个步长距离2.25m，就使平台托板1.1恰好自原始顶伸被压缸组6 的位置移位至相邻顶伸液压缸组6的位置上。顶伸液压缸组 6的活动端举升时，其顶端高于移动平台1的台面或平台托板1.1，当顶伸液压缸组6的活动端落回时，其顶端低于移动平台1的台面或平台托板1.1。 盾构用管片储运机的工作步骤如下: (1) 牵引液压缸3和各顶伸液压缸组6全部缩回； (2) 依拼装的前后