地铁工程设计研究3篇

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的1篇地铁工程设计研究3篇，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

地铁工程设计研究1

随着地铁工程的高速建设，地铁越来越成为广大市民出行的主要方式。地铁车站作为城市人流聚集的重要场所，其消防设计不容轻视。为保护地下车站设备区内重要设施的安全，自动灭火系统的选择至关重要。

1概述

深圳地铁四期工程共建设12号线、13号线、14号线、16号线四条线路，除13号线外，其余3条线路均计划于2022年年底开通运营。根据《地铁设计防火标准》（GB51298—2018）第7.4.2条的规定，地下车站的弱电综合设备室、信号设备室、党政通信设备房、警用通信设备室、公用通信设备室、弱电电源室、环控电控室、蓄电池室、高压控制室、站台门控制室、35kV开关柜室、整流变压器室、1.5kV直流开关柜室、0.4kV开关柜室、跟随变电所等重要电器设备用房均应设置自动灭火系统。

2系统设计

2.1气体消防系统选型近年来，在地铁工程中应用较为广泛的自动灭火系统有自动气体灭火系统、高压细水雾灭火系统等。由于种种原因，深圳地铁一直延续一期工程的做法，一直采用自动气体灭火系统，选择的气体灭火介质主要为七氟丙烷、IG541混合气体。深圳地铁一期至三期工程既有地铁线路除3号线外，均采用七氟丙烷灭火系统。深圳地铁四期工程设计初期，在气体灭火介质选用方面也是一如既往地选择七氟丙烷灭火系统，但随着不同设计阶段的层层论证，由于七氟丙烷灭火剂全球增温潜能值（GWP）与耗减臭氧潜能值（ODP）均很高，随着低碳环保、保护臭氧层、倡导洁净气体应用等理念的深化，以及国内对环境保护力度的加大，逐步淘汰HFC产品的呼声越来越高，同时由于七氟丙烷的输送距离受限制，对于距离远、比较分散的防护区需增设灭火系统，经过多番比选，四期工程对气体灭火介质有了新的选择，统一采用IG541混合气体灭火系统。考虑到深圳地铁四期工程与既有线路换乘车站运营管理方面的便利，设计之初统一确定了选择气体灭火介质的原则：与既有线路十字换乘、平行换乘的车站采用与既有线路一致的气体灭火介质，其余车站采用IG541混合气体灭火系统。因此，四期工程的线路采用了IG541和七氟丙烷两种气体灭火介质。

2.2气体灭火介质的输送距离及管网计算深圳地铁一期至三期工程既有线路采用的是储存容器增压压力为5.6MPa的七氟丙烷灭火系统，根据经验值，其输送距离一般不超过60m；四期工程采用的IG541混合气体灭火系统，工作压力选用15.0MPa，其输送距离一般不超过150m。由于气体灭火介质及其输送管网的设计计算比较复杂烦琐，很难依靠传统的手工计算方法进行精确计算。初期设计阶段，设计人员可根据国家规范进行初步计算，按照《气体灭火系统设计规范》（GB50370—2005）第3.1.4条、第3.1.5条的原则，对全线所有站点的防护区数量、大小及分布进行分析与归类，合理组合分配系统；根据气体灭火介质、防护区使用功能等选取灭火设计浓度，对管网系统的气体灭火介质设计用量进行粗算，提交较为准确的工程量清单及初步设计文件，编制投资概算书。施工图阶段，在招标完成后，由中标的专业气体消防公司或生产厂家介入，采用由专业气体消防公司或生产厂家提供的专用计算软件或计算方法进行气体灭火介质输送的管网计算，进一步深化设计。

2.3气瓶间面积、净高与地面荷载要求自动气体灭火系统的气瓶间是自动气体灭火系统的核心部位，储气瓶组、启动装置、控制柜等均布置在这里。根据《气体消防系统选用、安装与建筑灭火器配置》（GJBT—1009）有关气体灭火系统气瓶间布置要求，主气瓶组之间、主气瓶组与端墙（无选择阀组和启动瓶组）之间的净宽不应小于1.0m，主气瓶组与端墙（有选择阀组和启动瓶组）之间的净宽不应小于1.5m。由于深圳地铁后续线路不再选择七氟丙烷灭火系统，本文仅介绍IG541混合气体灭火系统气瓶间的两种典型布置平面，如图1、图2所示。结合深圳地铁土建配合的经验，气瓶间净高要求归纳如下：当气瓶间无梁时要求板底净高不宜低于2.8m；当气瓶间有梁时，要求气瓶间的梁底净高不宜低于2.5m。为便于气瓶间内设备及管道安装，建议对建筑提资为板底净高最小要求3.0m，梁底净高最小要求2.7m。气瓶间地面荷载要求，根据《气体消防系统选用、安装与建筑灭火器配置》给出的气体灭火系统技术性能表，结合管网系统分配及设计计算的瓶组数量，得出总重量。结构专业根据总重量和受力面形状与大小进行结构设计计算，复核楼板厚度是否需要加强。

2.4气体灭火系统灭火介质输送管道材质选择及连接方式气体灭火系统灭火介质输送管道应选择内、外壁热浸镀锌无缝钢管及管件，镀层厚度不宜小于15μm；安装在腐蚀性较强环境下的输送管道应选择无缝不锈钢管及管件。地铁工程一般采用内外壁热浸镀锌无缝钢管及管件。管道的连接方式：当管径不大于DN80时，采用螺纹连接，螺纹连接时宜采用厌氧胶带或聚四氟乙烯胶带做密封材料；当管径大于DN80时，采用法兰连接，法兰连接常采用金属垫圈密封。

2.5与其他专业的设计接口及要求

2.5.1对土建专业的要求防护区围护结构及门窗、吊顶的耐火极限应满足国家规范《气体灭火系统设计规范》第3.2.5条；防护区围护结构承受内压的允许压强、泄压口的设置位置及面积均应符合相关规范的要求；防护区的门应向疏散方向开启并能自行关闭，用于疏散的门在任何情况下都应能从防护区内打开，以免人员被困在防护区内；应有保证人员在30s内疏散完毕的通道及出口；灭火剂喷放前，防护区内除泄压口外的开口均应能自行关闭，泄压口上不应设置防火阀等火灾时自行关闭的阀件；储瓶间宜靠近防护区，其平面尺寸、净高及地面承载能力应能满足灭火剂储存装置的安装需求；储瓶间的门应向外开启，并应直接通往疏散走道，以便于人员疏散。

2.5.2对暖通专业的设计要求所有设置自动气体灭火系统的电气设备房间及气瓶间应设置下排风口，可通过排风管排出室外，灭火后的防护区应能通风换气，储瓶间应有良好的通风条件。

2.5.3对FAS专业的设计要求FAS专业向自动气体灭火系统监测装置提供24V电源，监控主机电量需求为每个200W，数显压力表电量需求为每个2W；防护区应按相关规定设置火灾自动报警系统，并选用灵敏度高的火灾探测器；FAS系统监测气体喷放信号、电磁阀启动动作信号、电磁阀安装到位反馈信号、选择阀动作信号及气灭检测装置故障报警信号。

2.5.4与综合监控专业的接口采用RS485通信传输，传输信号包括灭火器储存装置压力值、启动储存装置压力值、报警信号、故障信号，接口位置在气体灭火系统监测装置。

2.5.5对动力照明专业的要求防护区的疏散通道及出口、储瓶间等应设应急照明，并在距地不高于1.0m的位置设置疏散指示标志；应在气瓶间设置接地端子箱，气瓶间内瓶组框架满足接地要求，同时应注意接地端子箱避开气瓶设备摆放位置。

2.5.6对安防专业的要求气瓶间属于具有一定危险性的设备房间，需在气瓶间设置视频监控。

2.6系统设计各阶段注意事项

2.6.1土建配合阶段地铁车站数量多，土建施工图配合期间，设计人员将工作重点放在了气瓶间房间的配合上面，未将各车站的穿板孔洞考虑周全并预留，对后续的施工安装造成了较大的影响。建议从专业角度出发，统筹设计，做好预留、预埋工作，后续线路以此为戒，在土建施工图配合阶段完成。此外，深圳地铁从四期工程开始，站台层临轨旁的设备隔墙均采用钢筋混凝土墙体，自动气体灭火系统的管道穿墙及泄压口孔洞位置均需提前做好预留、预埋。要做好这项工作，需要与综合管线专业协调管位、孔位，并应考虑到设备招标后不同厂家产品的差异，对孔洞预埋件进行调整，对国内多家厂家的产品规格加强了解，尽量做到包容化预留。

2.6.2设备招标阶段设备招标阶段，除了对招标文件技术部分进行完善外，还要认真核查甲供设备招标的开项及数量，重点对气体灭火系统监测装置和气瓶爆裂预警监测装置进行复核，对无管网七氟丙烷气体灭火系统的压力监测系统要有初步的考虑和讨论。经过充分的沟通后对招标文件达成一致。四期工程部分线路在初步设计阶段和设备招标阶段均未考虑对柜式七氟丙烷设置单独的气体灭火系统监测系统，设备招标后，在探讨柜式系统与FAS专业的接口时，经过几次会议讨论，部分柜式系统仍需要单独设置气体灭火系统监测装置，才能实现对柜式系统的监测。因此，建议在设备招标阶段，包容性考虑气体灭火系统监测装置的数量。

2.6.3施工图设计阶段施工图深化设计前，收集前期阶段的过程性成果，主要有已经报建通过的消防报建文件、土建配合资料，以及综合管线、综合支吊架施工图资料等，对于深化设计有一定的限制。确定好原则，制定好模板后，后续工作开展就会顺畅很多。设计人员出图前，务必要认真复核成果文件，是否与土建配合及综合管线成果资料保持一致，尤其注意七氟丙烷气体灭火系统深化后的系统分配情况，如存在不一致且必须在原资料基础上做修改时，及时反提资料给相关专业进行调整。另外需要注意，一般情况下，一个气瓶间内仅设置一套气体灭火管网系统，当一个气瓶间设置一套以上系统，且当总防护区数量大于12时，气体灭火系统监测装置配置数量应相应增加。

3结论

自动灭火系统在地铁工程项目中是不可或缺的一个系统，在系统选择方面建议后期线路在确定自动灭火系统方案时，选择洁净气体或绿色环保的介质。IG541混合气体灭火系统在深圳地铁四期工程中才得以应用，要全面掌握这方面的知识还需要不断地学习、总结经验，进一步完善设计质量，为今后的线路设计提供思路及借鉴.

作者:戴东琼 单位:深圳市市政设计研究院有限公司

地铁工程设计研究2

0引言

地铁工程建设过程中，常因对客流数量预测高、站间距离过短、站内设计空间偏大等不合理因素，造成了工程造价提高。传统分散式管理模式，难以实现工程的全生命周期造价管理需求，工程建设不同阶段及参建各主体之间难以实现信息交互，组织管理模式相对落后，难以通过合理竞争提升管理效率，风险规避能力较差。针对上述问题，应通过集成式管理模式，形成全生命周期造价的确定及管控策略，在工程早期设计策划时期综合收集、分析运营阶段回报和投资数据，统筹确定地铁工程全生命周期造价数额。并根据造价设计计划严格管控地铁工程施工阶段投资，以在根源科学解决地铁工程造价过高的问题。

1地铁工程全过程造价管理现状

地铁工程建设项目具有施工规模大、实施工期长、建设成本高、技术难度大、参建方多等特点，为此建设时应综合考虑城市及交通发展，处理好各阶段工序施工顺序、管线合理布局、资源共享等问题，并合理分配工程设计、施工、运营等方面的资源[1]。地铁工程造价过高的原因，主要是设计、施工阶段未系统考量运营阶段投资和收益数据。基于这一原因，在地铁工程项目中应合理应用全生命周期造价管控理念实施造价控制。在可行性调研和工程设计阶段从效益角度，对地铁线路设计、站内建设规模、施工标准、服务设施情况、装修标准等完成综合评测分析。在达到设计功能的基础上，对项目造价实施科学管控。当前国内地铁工程项目主要为“四分开”和“一体化”管理方式[2]。“四分开”方式即投资、监管、建设、运营相互独立，政府负责投资和监管，建设和运营由几个公司展开竞争。该模式弱化了经营、建设和资源应用之间的内在联系，未实现管理过程的统一和管理内容的整体性。“一体化”方式的投资主体是政府，其与融资、经营、建设和资源应用由同一公司负责。此方式的弊端是经营、建设管理过程，并未发挥市场的竞争选择作用，也未对地铁工程项目全过程形成监管和控制。基于以上分析，应建立创新模式下的地铁项目全生命周期集成式管理模式，利用市场竞争代替政府委托的模式确定管理团队，在运营和建设整体管理的前提下，综合考量、分析、确定地铁工程全生命周期的造价，并实施有效管控。

2地铁项目全生命周期造价确定与管控

地铁工程具有复杂和系统性特征，以往常规的项目管控方式，已难以满足工程项目全生命周期的造价管控要求。应根据项目实际要求建立一个稳定的地铁公司管理团队，以全面提升全生命周期造价管控水平[3]。地铁项目不同建设管理模式，对全生命周期项目运营、建设目标平衡及工程造价管控的影响如图1所示。尽管针对当今地铁建设项目，在工程初期的设计阶段，参建方虽会主动考量一些工程全生命周期投资成本的数据，但主要还是站在投资方本身角度，考量工程全生命周期的造价。此种造价确定模式，会与工程的客观经济属性形成背离，影响工程造价确定的客观性[4]。如今多数地铁建设项目全生命周期的造价管控，并未真正考量工程运营阶段的数据信息。基于客流数量预测高、站间距离过短、站内设计空间偏大等不合理因素，并未真正意义的应用价值管理、施工合理性等手段，完成地铁工程造价的有效管控。在工程初始的决策时期及设计时期，其影响工程投入成本的概率约占整体造价80%~90%，而施工过程影响工程投入成本的概率仅为整体造价的5%~10%。尽管如此，如今工程造价管控依旧将重点放在施工时期，由此造成项目管控效果不理想[5]。

3地铁工程全生命周期造价成本确定

地铁工程建设项目全生命周期造价成本，包含工程设计、施工建设、管理运营涉及的一切成本。在最大化满足目标使用者和投资者利益的前提下，通过分解诉求，分析确定工程全生命周期总成本。在充分参考利益者需求的前提下，确定工程项目功能要求，建立项目总体功能目标，并逐个对项目设计目标进行分类，然后根据归类，确定地铁建设工程全生命周期造价成本。具体造价成本确定流程如图2所示。

3.1识别地铁工程利益相关者地铁工程利益主要体现在工程结束成果交付阶段中，并通过专用资产识别利益相关者，实际识别原则如下：利益相关者自身应具备公共项目专用投资属性，不具备此属性的个人或团队应排除在外。利益相关者可承担工程建设及运营带来的风险。通常此类风险的程度，应与利益相关者在工程中总投资专用性情况密切关联，随着投资专用性程度的提高，其套牢效应越高，即承担越高的风险，越不容易从工程中退出。利益相关者应同工程建设及运营存在主动或被动的联系。

3.2建立利益相关者需求分析和协调方案建立工程利益相关者的需求分析，主要采取调查问卷模式完成。针对地铁工程建设项目，交付成果确立，应基于投资者和使用者需求分析的前提下得到。通过利益相关者识别利益需求，业主或委托组织形成对应的博弈模型，进行协调不同利益需求的关联性，从而形成协调方案。

3.3形成工程整体需求方案及目标体系地铁工程建设中，政府机构的利益需求等同于投资者的利益需求，不同需求间存在联系。使用者与投资者利益需求之间也存在联系，二者之间形成对应关系，进而建立供给与需求的关联。投资者利益需求是政府需求的体现，利用一系列相互制衡，可形成最终的需求方案。

3.4确立地铁建设工程全生命周期造价成本参照工程目标体系及对应数据参数，分析工程中不同构成部分运营阶段盈亏情况，集合工程建设阶段成本，确立地铁建设项目全生命周期成本和具体内部成本，通过成本确立形成造价管控工作的科学指导。

4地铁工程全生命周期造价管控策略

应用全生命周期造价管控理念，依据地铁工程运营期数据信息，从工程初期对全生命周期造价成本实施合理管控。

4.1科学预测地铁客流量地铁客流量数据是工程方案设计、建设施工及管理运营的主要参考依据，客流量预测数据的科学性关乎到后续地铁工程的项目投资成本、管理运营效果及经济效益[6]。在项目可行性调研阶段，决策分析对地铁工程项目投资造价的影响程度可达近90%。在工程设计、施工建设期，地铁系统运载能力、站内整体规模与站内施工成本、机车型号选择与编排、机车数与实际容量等，都应参照客流量数据形成具体方案。客流量预测数据方案在一定程度上，影响了地铁工程线路模式及整体投资造价，所以要科学精确的预估地铁工程客流量，保证站内规模和形式、机车编排、站间距离与实际客流变化需求相符。地铁管理运营中，若前期客流量预测偏小会直接造车给使用者乘坐拥挤，降低服务功能质量；若前期客流量预测偏大，则会导致客流量不足，直接导致管理费用及维护费用增大，管理运营投资资金回流速度减缓。影响地铁投资造价环节如图3所示。

4.2应用性与经济性要兼顾在工程初期应通过价值管理手段，降低全生命周期实施成本，稳定实现地铁项目需求功能，删除非必要功能而降低投资造价，并优化实际功能以提升地铁工程整体价值，从而获取最优整体效益[7]。在确定地铁站内规模和站间距离过程中，通过价值管理手段，综合分析实际功能与投资造价的联系，在满足关键利益相关者功能需求基础上，科学制定地铁站内规模和站间距离方案，以防设计不科学而引起投资造价的增加。应加强施工可行性手段使用，使施工技术人员参与到初期设计阶段方案制定中，保证工程设计阶段充分参考到施工可行性和实际需求。将施工同设计相互融合，实现工序流程简化，减少工程全生命周期投资成本。工程决策和方案设计包含地铁线路、地下埋深内容确定时，让施工技术人员将施工经验充分共享，帮助设计人员和决策者形成优化方案，降低后期设计变更几率，实现工程造价科学管控。

4.3降低造价具体措施

4.3.1科学选定地铁车站间距离将地铁车站之间距离延长，会减少车站建设数，有效减少地铁工程整体造价。但这样会使得乘客到达车站距离增加，降低服务满意度；而延长车站间距离，车站数增加，势必会提高工程造价。为此地铁工程设计应依据当地实际，在满足使用功能及服务需求的基础上，科学设计站间长度。

4.3.2优化设计地铁工程埋深工程设计时，地铁埋深的确定相对复杂，涉及因素较多。基于地铁隧道挖掘形变不对地表产生影响，在满足洞室安全稳定的前提下，应充分考虑运营和建设施工投资，即在保证隧洞安全、质量及施工可行性等因素的基础上，应减少隧洞埋深高度，尽可能实现隧洞贯穿同一土质层。

4.3.3科学设计铁车站间站内空间上海地铁静安寺站内长263m，北京西单站内长260m，华盛顿某地铁站长度为186m，比较而言，国内地铁站内平面距离普遍偏长。为了有效降低工程投资造价，应在保证实用性的基础上有效减少站内面积，减少双层站厅设置，降低站内设备和运营房间。5结语地铁因其工程投资量大、实施周期长、施工工序复杂等因素，使得工程造价管控难度大，所以应按地铁工程项目全生命周期分阶段、持续性实施投资造价管控，保证工程造价趋于合理。本文通过针对地铁工程项目建设全过程造价管理现状分析，阐述地铁项目全生命周期造价确定和管控问题，提出工程项目全生命周期造价成本确定方式，形成地铁工程建设项目全生命周期造价管控策略，可为相关地铁工程工程造价的降低提供参考。

作者:郭宇 单位:中铁十九局集团有限公司

地铁工程设计研究3

1引言

隧道施工现场的地质条件错综复杂，加之安全文明施工和高效率施工要求的逐步提高，单一掘进模式在隧道工程中可行性不足的局限性逐步显现。TBM隧道掘进机是隧道工程中的重要设备，用主机皮带机出渣，但若施工期间存在局部富水的特殊条件，易由于防控不当而诱发喷涌、喷砂等事故。相比敞开式的TBM隧道掘进机，土压盾构属于封闭形式，出渣由螺旋输送机完成，但现场存在全断面硬岩地层时，该模式的适用性不足，掘进效率偏低。可见，两种方式均有各自的应用优劣势，为适应不同地层条件，可考虑双模式盾构的方案。

2多模式盾构概述

纵观现阶段的隧道盾构施工技术，常见的有土压平衡盾构、硬岩掘进机（TBM）和泥水平衡盾构3类，各自对地层的适用范围有所不同。隧道掘进期间所遇地层条件普遍复杂，仅采用单一设备可能由于设备在某些地层的适应性不强而出现质量问题乃至安全问题。为了适应复杂多变的地质条件，可以考虑双模式乃至多模式盾构的方案，集多项盾构方式的优势于一体，有效盾构掘进。多模式盾构是一项优质的工程资源整合方案，将土压和泥水平衡盾构的功能部件集为一体，共同布置在单台盾构上，其集成了两种乃至更多的盾构模式，可以根据现场地质条件灵活切换，以安全盾构为基本前提，实现高效率和高效益的盾构目标[1-2]。

3双模式土压/TBM与单护盾TBM的多角度对比分析

1）适应性的对比分析。单护盾TBM在全断面硬岩地层中具有可行性，双模式土压/TBM在敞开模式下运行时，出渣采取和单护盾TBM相同的方法；若现场为软土地层，在双模式的方案中采用土压模式时，可适应软土地层，相比之下单护盾的盾构效果较差。2）掘进效率的对比分析。从刀盘转速来看，双模式土压/TBM略低于单护盾TBM，若现场为硬岩地层，前者的掘进效率较低，但相比于单一模式的土压或TBM盾构，仍具有较高的掘进效率，通常可提升1.2～1.5倍。3）成本的对比分析。从施工成本的角度来看，两者均采用敞开模式，成本投入基本一致。进一步考虑设备成本，相比双模式土压/TBM的设备成本，单护盾TBM约为该值的1.5倍，因此，认为双模式土压/TBM的成本控制效果更佳。

4项目概况

广州地铁轨道交通某区间全长约2229.3m，盾构掘进采用的是2台土压平衡/TBM双模盾构。盾构从始发站始发，从接收井吊出。盾构首先采取TBM模式，以便适应微风化混合花岗岩地质条件，在该处掘进285m；随后调整为土压平衡模式，于强风化混合花岗岩中掘进400.6m；再调整为TBM模式，在微风化混合花岗岩中掘进1543.7m，到达接收井。整个区间的地质条件复杂，硬岩和软岩的地层分界面明显，在采取双模式的盾构方案后，可根据现场地质条件及时调整盾构方法，在硬岩层和软岩层快速切换盾构模式，既保证盾构安全，又提高盾构效率，在指定工期内保质保量完成盾构作业。5模式转换位置的选择TBM模式转土压平衡模式有其特定的条件，需要考虑如下几项位置选型原则：一是盾构所处位置在全断面硬岩中，刀盘前方有10m长全断面硬岩、上方有3m厚硬岩；二是地面无重要建（构）物或管线；三是掌子面无渗漏水。根据前述提及的条件，在施工中加强现场勘察，全面分析，在确认条件适宜时方可转换盾构模式。其中，区间右线279～281m隧道拱顶埋深达35.215m，全断面微风化混合花岗岩可作为转换位置。1）模式转换位置的掌子面前方为15m长的全断面硬岩，刀盘上方为8m厚的硬岩，该处详勘点埋深为26.9m处为微风化混合花岗岩。2）在279～281m周边补勘点埋深27.0m以下为微风化花岗岩，此项补勘资料与详勘内容保持一致。3）加强对地面的观察，发现在279～281m处地面周边并未建设重要的建（构）筑物，且影响范围内未分布管线。4）随着盾构掘进的持续进行，达到279m时安排进舱检查，以便更加准确地判断现场作业条件。结果发现，掌子面为全断面硬岩，仓内底部有少量积水。经综合分析，认为右线279m处具备盾构模式转换的条件，因此，在该处安排模式转换。
6模式转换的流程及具体技术

6.1模式转换流程TBM模式转土压平衡模式以阶段性的方式完成：第一阶段：拆除TBM专用设施，包含刀盘刮渣板、格栅板、主机皮带机等。第二阶段：安装土压平衡模式的配套专用设施，包含螺旋输送机、中心回转接头等。第三阶段：调试、检验土压平衡模式的运行状态，以便在该模式下有效掘进。

6.2准备工作1）设备的配套。模式转换前，根据盾构模式要求做好设备的准备工作，将各项设备配置到位，建立良好的硬件基础，以便高效掘进。模式转换涉及的关键设备及其数量关系如见表1。2）系统的全方位检查。检查冷却水系统、泡沫系统、膨润土系统，判断是否可正常运行；检查递进分配阀，判断其是否可正常使用，并检查伸缩手动润滑点；检查各土压传感器，要求其正常运行且有足够的精度；检查螺旋机前闸门系统，要求其正常运行；检查是否存在主机供电问题、后退管线断开问题，若有则予以处理，并判断现场是否有必要进行管线延伸。3）现场准备。盾构TBM向土压平衡模式转换前，做好如下几项准备工作，以便转换顺利进行：（1）最后一环推进后拼装下半环，回收正上方油缸；（2）完成对顶部盾尾外10环位置螺栓的更换作业；（3）开仓门，清理土舱和中前盾残留渣土；（4）分解中心回转体；（5）拆除螺旋输送机盖板；（6）停机前盾尾注膨润土，适量补充注浆以便建立稳定的封闭环，用此结构阻隔地下水，以免其进入土舱内。

6.3模式转换的第一阶段拆除后配套皮带机尾部总成，将拆除后的各类构件用管片运输车装载、运出；拆除主机皮带机上的除尘风管，适当向后移动主机皮带机，完成该装置前段和后段的拆除作业，用管片运输车将拆除后的管片运出，避免堆放在现场；主机皮带机轨道也需拆除。分离溜渣结构与刀盘主体结构（此项操作在土舱内完成），分解溜渣结构，在经过“化整为零”的处理后，将分解产生的小构件有序移出土舱；拆除溜渣槽，用螺机筒运出。经前述流程后，拆除溜渣槽和刮渣板，安排盾体被动搅拌棒的安装作业，再连接管路，保证管路的完整性和严密性；割除螺旋输送机口的格栅板，此阶段产生的构件统一由螺机筒运出；详细检查螺旋机前闸门的安装情况，要求其位置准确、动作顺畅。

6.4模式转换的第二阶段1）刮渣板被割除后，将设置在配套台车与主机间的设施断开，即两者间的管路、结构件均要被断开，在此基础上进一步断开管路。此环节的基本流程为：（1）断开设置在拼装机与后配套间的电缆和管线；（2）准备好设备桥移动工装，以焊接的方法将其设置到位；（3）联合应用2辆电瓶车，在两者的协同下带动后配套前移约15m；（4）组织设备桥的焊接作业，并将工装安装至指定位置固定，使其精准到位且维持稳定。2）刀盘中心后部的液压回转接头、管路等设施均要被拆除，然后在刀盘背部的管路块油路口焊接堵头，以有效封堵油路口，在大回转接头尾部的位置将小回转接头安装到位。3）安装中心回转接头，质量约1100kg。驱动中心连接法兰和变接法兰均被运送至洞内后，用螺栓连接；准备D30×120mm的圆柱销（8个）和M30×110mm的内六角螺钉（48个），通过两类零件的应用连接法兰和驱动盘。4）扭腿两侧的管路上配套了堵头和保护块，为顺利实现模式转换，将两者拆除；全面检查管路接口，判断是否有受损的异常状况，连接刀盘管路后做保压试验，及时发现管路泄漏问题；待保压试验结果合格后，在扭腿两侧管路块处安装原保护块螺栓，以便封堵螺纹孔，使该处有严密性。安装作业规范进行，加强对刀盘管路的防护，并用螺栓将该管路安装至主驱动隔板上。考虑到安装的紧密性要求，为螺栓涂适量的螺纹紧固胶，打紧螺栓，使其稳定。刀盘管路保护采取的是“周边4块+中间1块”的组合方案，单块重量为150kg，共计5块。5）安装拉杆，以焊接的方法在拼装机上稳定设置门字架；准备后续盾构掘进所需的螺旋输送机，用管片运输车运送至洞内。从现场作业情况来看，现场空间有限，螺旋输送机质量达到32t，在此条件下安装工装属于高风险作业，对安全防控水平提出较高的要求。原计划采取固定吊点吊装螺栓输送机的方法，但碍于现场作业条件的特殊性，螺机前移难度较大，完成安装所需耗费的时间达到4d。针对此问题，除了在人仓底部、盾尾上部、拼装机门字架处设置吊点外，在平板车上焊接门字架，增加1处吊点，在该优化方式下，突破现场条件对螺旋输送机安装的制约作用，安装耗时仅为1d，效率明显提高。6）螺机安装后，将螺机工装拆除。

6.5模式转换的第三阶段前移后配套台车，待其准确就位后，完成主机与5#台车及6#台车管线、设备桥管线的连接，具体连接对象包含注浆管、泡沫管、油脂管路、流体管路、膨润土管、液压及电气管路，要求各处连接均准确，连接部位均严密。经过管线连接作业后，进入空载调试环节，此阶段的重点调试系统包含配电系统、润滑系统、冷却系统、注浆系统、液压系统、控制系统，要求各系统均可稳定运行。此外，校正各仪表，保证各仪表具有足够的精度。待各项空载调试工作均结束后，安排盾构的负载调试。全方位检查管线及密封设备的负载能力，准确判断各部分的实际工作状态，对不足之处做出调整，确保盾构各工作系统及其配套的辅助系统均可正常运行，以便后续盾构掘进顺利进行。

7结语

在盾构地质条件错综复杂的工程环境中，单一的盾构方式缺乏足够的适应性，易由于现场地质条件的特殊性而难以顺利盾构，此时土压/TBM双模式盾构成为重要的解决方案，集多项盾构模式的优势于一体，根据现场地质条件灵活调整盾构模式，有效盾构。本文分析了提出常见的几种盾构模式，并重点研究土压/TBM双模式盾构转换刀盘的施工技术，提出在模式转换前需做好的准备工作和正式转换时的操作要点，希望对类似工程有参考价值。

【参考文献】

[1]陈勇，马勤义.敞开式-土压式双模式TBM模式转换分析[J].重庆建筑，2017（12）：34-36.

[2]叶蕾，袁文征，卓兴建.单护盾-土压平衡双模式TBM设计及模式转换分析[J].建筑机械化，2013（12）：63-66.

作者:胡向阳 杨亚培 刘记 李文奇 吴川 单位:中铁隧道集团三处有限公司