轮式移动基座过站施工方法及装置 【技术领域】
本发明涉及一种地铁盾构施工领域，特别是一种盾构机过站的施工方法及装置。
背景技术
在地铁施工中，车站两端的区间隧道均需采用盾构施工。当盾构机掘进完成车站一端的区间隧道后需通过此车站掘进车站另一端区间隧道时，通常采用整机过站法，即先浇筑混凝土U型槽，当混凝土强度达到100%后，盾构机以U型槽内拼装的管片为反力墙，顶推过站，待盾构施工完毕后拆除U型槽。此过站施工方式在盾构千斤顶顶推出一段距离后，拼装管片的同时需设置反力柱，管片和反力柱的反复安装和拆除工序繁杂，工作量大，施工成本较高。在盾构机出洞后需要平移和长距离移动的情况下下，必定会增加施工的难度和成本，现有施工方法均难于适用。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种轮式移动基座过站施工方法及装置，要解决现有的盾构机过站施工方法施工难度大、成本高，不适用于盾构机出洞后需要平移和长距离移动施工的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
这种轮式移动基座过站施工方法，将盾构机主机从车站一端的接收位置移至车站另一端的始发位置，其特征在于施工步骤如下：
步骤一，根据盾构机主机的长度和直径制作轮式基座，轮式基座是由承载盾构机主机的架体和行走轮组连接而成；
步骤二，行驶轨道的铺设；
A、在盾构机主机的接收段和始发段，各铺设两层钢板，两层钢板之间涂有润滑剂，底层钢板的尺寸比轮式基座投影面积大，上层钢板的尺寸与轮式基座投影面积相应；
B、根据轮式基座的轮距、以盾构机主机轴心为中心，分别在接收段和始发段的上层钢板上固定接收段轮式基座行驶轨道和始发段轮式基座行驶轨道；
C、在盾构机主机的接收段和始发段之间的标准段车站底板上连接标准段轮式基座行驶轨道；
步骤三，盾构机主机位移；
a、将轮式基座安装在接收段轮式基座行驶轨道上，并与之固定，调整轮式基座与盾构机主机轴线重合，再将盾构机主机从车站一端区间隧道内移动至轮式基座上，拆除盾构机主机与后部管线之间的连接；
b、以车站侧墙为反力墙，利用液压泵站将承载盾构机主机、轮式基座、接收段轮式基座行驶轨道和上层钢板由正对车站一端区间隧道的接收位置平移至过站初始位置，并将接收段轮式基座行驶轨道与标准段轮式基座行驶轨道对接；
c、始发段轮式基座行驶轨道与标准段轮式基座行驶轨道对接，在盾构机主机后方的轨道上安装反力支座，利用液压泵站将承载盾构机主机的轮式基座由过站初始位置沿标准段轮式基座行驶轨道移动至过站终止位置；
d、始发段轮式基座行驶轨道与标准段轮式基座行驶轨道脱离；
e、以车站侧墙为反力墙，利用液压泵站将承载盾构机主机的轮式基座、始发段轮式基座行驶轨道和始发段的上层钢板由过站终止位置平移至过站始发位置。
所述步骤三c中，利用反力支座进行盾构机主机位移的方法如下：
步骤1，将反力支座安装固定在轨道上，使反力支座与盾构机基座之间恰好能放入千斤顶；
步骤2，反力支座固定牢固后，将千斤顶一端置于反力支座上，另一端置于轮式基座的后面；
步骤3，启动液压泵站，利用千斤顶推动盾构机主机及轮式基座缓慢平稳地向前移位；
步骤4，当到达千斤顶行程终点时，拆除并前移反力支座，按照上述方法进行下一段推进，直至将盾构机主机及轮式基座顶推到位；
步骤5、施工作业完成后，卸去反力支座留下次使用。
这种轮式移动基座过站施工装置，包括以下部分：
a、轮式基座，轮式基座由承载盾构机主机的架体和行走轮组连接而成，所述架体由横梁、纵梁、斜梁和边梁焊接成型钢框架，边梁上铺设支撑轨，型钢框架的底部连接行走轮组；
b、反力支座，用于在移动轮式移动基座时提供反力支撑的反力支座包括组合在一起的前撑板、后撑板、腹撑板和平撑板，前撑板、后撑板、腹撑板和平撑板有两组，连接成两组模块，两组模块左右对称安装于轨道的两侧；前撑板和后撑板垂直于轨道侧面间隔设置，前撑板和后撑板均高于轨道顶面，前撑板高于后撑板，前撑板与后撑板的内侧边轮廓均与轨道侧面形状相配合；后撑板内边与轨道上翼缘侧面相对处留有一楔入口；腹撑板竖向连接于前撑板和后撑板之间，腹撑板上开有螺栓孔，由螺栓穿过两个腹撑板上的螺栓孔将两组模块连接为整体，平撑板在上述楔入口的内侧水平连接于前撑板和后撑板之间，在朝向轨道的一侧留有与楔块尖角相契合的缺角；楔块为两个三角形楔块，楔块尖角通过上述楔入口楔入平撑板的缺角处，与轨道侧面楔紧；
c、液压站和千斤顶；
d、分别铺设在接收段和始发段的两层钢板，底层钢板与上层钢板之间涂有润滑剂；
e、接收段轮式基座行驶轨道、始发段轮式基座行驶轨道、标准段轮式基座行驶轨道以及将轨道固定于上层钢板的固定件。
所述轮式基座的架体为中间低两侧高的形状，与盾构机主机的外形相适应，架体中间段由平行的横梁和纵梁垂直连接而成，架体两侧段由斜梁和边梁连接而成，斜梁内端与横杆连接，斜梁外端与边梁连接，边梁上连接有支撑于盾构机主机底面的斜撑，边梁下端与行走轮组连接。
所述反力支座的腹撑板上的螺栓孔有三个，后侧有一个，前侧上下各有一个，所述腹撑板为直角梯形结构。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
轮式移动基座过站法是在盾构机到达前，根据盾构机主机的外形尺寸和平移所经过的车站内所有结构长度、宽度、高度及底板各部位的高差等指标，在接收井下铺设平移钢板、过站轨道及安装轮式移动基座。盾构机掘进完成车站一端区间隧道并步入轮式移动基座后，利用液压泵站为动力，平移盾构机主机及特制的轮式基座。将轮式基座下方的轨道与车站底板上铺设的轨道对接后，利用液压泵站千斤顶顶推安装在轨道上的反力支座，使盾构机沿铺设车站两端间的轨道逐段移至车站另一端，再拆除轮式基座下方的轨道与车站底板上铺设的轨道间连接，最后将盾构机主机移至始发位置。
本发明所采用的反力支座具有模块化结构，能快速安装、拆卸，使用时只需将两个模块用螺栓和楔块与轨道固定即可，可方便随时调整位置，从而减少过站过程需要消耗的设备与材料，缩短施工工期，降低施工成本；具有施工方便，无须植筋施工，节省施工材料和资源，施工要求低，避免危险作业操作，安全性高的特点。
本发明地应用效益是：
（1）缩短施工工期，总工期约为常规整机过站方法的80％。
（2）节省施工材料和资源，比常规整机过站节约约20万元。
（3）流程简单、操作方便，施工风险较小，安全性高。
本发明适用于盾构机整体过站施工，特别适用于盾构机出洞后需要平移和长距离移动条件下的过站施工。
【附图说明】
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是行驶轨道铺设的示意图。
图2是盾构机主机位移的示意图。
图3是轮式基座的平面图。
图4是轮式基座的侧视图。
图5是轮式基座的正视图。
图6是反力支座的结构示意图。
图7是反力支座的工作方法示意图。
图8是前撑板的结构示意图。
图9是后撑板的结构示意图。
图10是腹撑板的结构示意图。
图11是平撑板的结构示意图。
图12是楔块的结构示意图。
附图标记：1-轮式基座、1.1-横梁、1.2-纵梁、1.3-斜梁、1.4-边梁、1.5-行走轮组、1.6-斜撑；
2-反力支座、2.1－前撑板、2.2－后撑板、2.3－腹撑板、2.4－平撑板、2.5－楔块、2.6－楔入口、2.7－螺栓孔；
3－盾构机主机、4－区间隧道、5－另一侧间隧道、6－接收位置、7－始发位置、8－过站初始位置、9－过站终止位置、10－接收段轮式基座行驶轨道、11－始发段轮式基座行驶轨道、12－标准段、13-标准段轮式基座行驶轨道、14-接收段、15-始发段、16-车站侧墙、17-车站立柱、18-车站底纵梁、19－千斤顶、20－底层钢板、21－上层钢板。
具体实施方式
实施例参见图1、图2所示，这种轮式移动基座过站施工方法施工步骤如下：
步骤一，根据盾构机主机3的长度和直径制作轮式基座1，轮式基座1是由承载盾构机主机的架体和行走轮组连接而成；
步骤二，行驶轨道的铺设；
A、在盾构机主机的接收段14和始发段15，各铺设两层钢板，两层钢板之间涂有润滑剂，底层钢板20的尺寸比轮式基座投影面积大，上层钢板21的尺寸与轮式基座投影面积相应；
B、根据轮式基座的轮距、以盾构机主机轴心为中心，分别在接收段和始发段的上层钢板上固定接收段轮式基座行驶轨道10和始发段轮式基座行驶轨道11；
C、在盾构机主机的接收段和始发段之间的标准段12车站底板上连接标准段轮式基座行驶轨道13；
步骤三，盾构机主机位移；
a、将轮式基座1安装在接收段轮式基座行驶轨道10上，并与之固定，调整轮式基座1与盾构机主机轴线重合，再将盾构机主机从车站一端区间隧道4内移动至轮式基座上，拆除盾构机主机与后部管线之间的连接；
b、以车站侧墙16为反力墙，利用液压泵站将承载盾构机主机、轮式基座、接收段轮式基座行驶轨道10和上层钢板由正对车站一端区间隧道4的接收位置6平移至过站初始位置8，并将接收段轮式基座行驶轨道10与标准段轮式基座行驶轨道13对接；
c、始发段轮式基座行驶轨道11与标准段轮式基座行驶轨道13对接，在盾构机主机后方的轨道上安装反力支座2，利用液压泵站将承载盾构机主机的轮式基座由过站初始位置8沿标准段轮式基座行驶轨道13移动至过站终止位置9；
d、始发段轮式基座行驶轨道11与标准段轮式基座行驶轨道13脱离；
e、以车站侧墙16为反力墙，利用液压泵站将承载盾构机主机的轮式基座、始发段轮式基座行驶轨道11和始发段15的上层钢板由过站终止位置9平移至过站始发位置7。
参见图3-5所示，轮式基座1由承载盾构机主机的架体和行走轮组连接而成，所述架体由横梁1.1、纵梁1.2、斜梁1.3和边梁1.4焊接成型钢框架，型钢框架的底部连接行走轮组1.5。所述轮式基座的架体为中间低两侧高的形状，与盾构机主机的外形相适应，架体中间段由平行的横梁1.1和纵梁1.2垂直连接而成，架体两侧段由斜梁1.3和边梁1.4连接而成，斜梁内端与横杆连接，斜梁外端与边梁连接，边梁上连接有支撑于盾构机主机底面的支撑轨1.6，边梁下端与行走轮组1.5连接。
参见图6、图7所示，这种盾构机主机在轨道上移动所使用的反力支座2，包括组合在一起的前撑板2.1、后撑板2.2、腹撑板2.3和平撑板2.4，所述前撑板2.1、后撑板2.2、腹撑板2.3和平撑板2.4有两组，连接成两组模块，两组模块左右对称安装于轨道20的两侧。
参见图6、图7、图8、图9所示，前撑板2.1和后撑板2.2垂直于轨道20侧面间隔设置，前撑板2.1和后撑板2.2均高于轨道顶面，前撑板高于后撑板，前撑板与后撑板的内侧边轮廓均与轨道侧面形状相配合；后撑板内边与轨道上翼缘侧面相对处留有一楔入口2.6。
参见图6、图7、图10所示，腹撑板2.3竖向连接于前撑板和后撑板之间，为直角梯形结构，腹撑板上开有三个螺栓孔2.7，腹撑板后侧有一个，前侧上下各有一个，由螺栓穿过两个腹撑板2.3上的螺栓孔2.7将两组模块连接为整体。
参见图6、图7、图11所示，平撑板2.4在上述楔入口的内侧水平连接于前撑板和后撑板之间，在朝向轨道的一侧留有与楔块尖角相契合的缺角。
参见图6、图7、图12所示，楔块2.5为两个三角形楔块，楔块尖角的角度为15度，楔块尖角通过上述楔入口2.6楔入平撑板2.4的缺角处，与轨道侧面楔紧。
利用反力支座进行盾构机主机位移的方法，参见图6、图7所示，
步骤1，将反力支座安装固定在轨道上，使反力支座与盾构机基座之间恰好能放入千斤顶8；
步骤2，反力支座固定牢固后，将千斤顶8一端置于反力支座上，另一端置于轮式基座的后面；
步骤3，启动液压泵站，利用千斤顶推动盾构机主机及轮式基座缓慢平稳地向前移位；
步骤4，当到达千斤顶行程终点时，拆除并前移反力支座，按照上述方法进行下一段推进，直至将盾构机主机及轮式基座顶推到位；
步骤5、施工作业完成后，卸去反力支座留下次使用。