盾构始发专项施工方案

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盾构始发施工方案

目 录

1 始发施工流程 .................................................................................................... 2

2 端头加固 ............................................................................................................ 2

3 安装始发托架 .................................................................................................... 4

4 导轨制作 ............................................................................................................ 5

5洞门橡胶帘布安装 ............................................................................................. 7

6 盾构机组装调试 ................................................................................................ 9

7 反力架的安装 .................................................................................................. 14

8 洞门破除 .......................................................................................................... 16

9 负环管片拼装 .................................................................................................. 18

10 始发段试掘进 ................................................................................................ 20

盾构始发施工方案

1 始发施工流程

盾构始发试掘进施工作业流程见下图所示。

图1-1 盾构始发试掘进作业流程图

2 端头加固

盾构机始发进洞前,需破除始发洞门范围内的地下连续墙墙体。必须采取有效措施加固土体,使土体具有较强的自稳性,且不发生渗流,以确保盾构进洞期间洞门范围内土体处于安全状态,不发生安全质量事故。端头加固要求达到的效果为无侧限抗压强度大于0.8Mpa,渗透系数≤1×10-6cm/s。

本端头加固采用Φ900@650三重管旋喷桩工艺。加固的范围是:长度9m、深度12.2m(隧道轮廓线外3m)、宽度12.2m(隧道外轮廓始发端头加固

安装盾构机始发托架

盾构机组装、安装反力架,盾构机系统调试

拼装F8环管片、盾构机整机试运转

拆除外层钢筋,盾构机贯入作业面、拼装负环管片

盾尾通过始发洞口、

管片背后回填注浆 安装洞门密封

盾构机试掘进100米完成后,拆除负环管片、换装完成准备正式掘进 始发准备

掘进 破除洞门安装洞门密封 始发端洞门第一层

钢筋及混凝土破除 左右各3m)。详见端头加固示意图。

始发前进行水平抽芯检测,检测合格后,进行水平观察孔观测。洞门破除后,对洞门区域的加固效果进行观察孔试验,即通过打水平观察孔来检测盾构端头的加固效果,主要是观察正面土体的含水量及土体的加固强度等。一般深度为2m左右、直径φ100mm,全隧道断面共设9个,见下图。

图2-1 始发端端头加固示意图(接收端类同)

图2-2 洞门探孔分布示意图

3 安装始发托架

始发托架的安装在始发井移交之后进行。始发托架是盾构机在始发井底板上的支撑和定位托架,其结构图见下图所示,托架总重8吨,采用25吨吊车分节吊装。

首先依据隧道在此处的设计轴心线确定始发托架中心线,盾构机均采取直线始发,托架中心线与线路中心线重合。通过测量放线,将托架中心线刻划于始发井底或端墙及侧墙上,以指示托架的安装位置。为防止盾构始发时会出现“栽头”现象,以及防止盾构机驶上导轨困难,将始发托架抬高20mm安装,托架安装采用钢板垫高找平。托架安装就位后,将托架和车站底板预埋的钢板焊接,焊接定位之后,开始在托架上组装盾体。

图3-1 盾构始发托架平面图

图3-2 盾构始发托架断面图

4 导轨制作

由于车站始发井主体结构端墙厚度为0.8m,围护结构厚度为1.0m,主体结构底板端墙部分还有1.0m宽的截水槽,即盾构机始发托架端头与土体间有2.8m的距离。当盾构始发超过托架后,盾构机重心前移,并且盾体有2.8m没有支撑,盾构机因自重会产生“栽头”现象,为避免此现象,应在2.8m长度范围内用43钢轨将始发托架上的导轨延伸,钢轨底部采用型钢支撑并固定。

截水槽内采用H20型钢和20mm厚钢板焊接成支撑,支撑上焊接43钢轨当做支撑导轨,详见下图所示。图中底部20mm厚钢板尺寸为1100mm宽×900mm长,钢板上焊接两榀20H型钢,间距为700mm,型钢顶部焊接20mm厚×500mm宽×900mm长的钢板。

车站主体结构洞门圈内采用H10型钢、10mm厚钢板和43钢轨回填混凝土焊接成导轨,详见图4-1所示。图中10H型钢和预埋钢环A焊接成整体。

图4-1 导轨大样图

L=180L=560

图4-2 导轨现场安装图(局部)

5洞门橡胶帘布安装

(1)洞口密封安装

在盾构始发掘进时,为了防止土体孔隙水和回填注浆浆液沿着盾构机外壳向洞口方向流出,在内衬墙上的盾构机入口洞圈周围安装环行密封橡胶板止水装置。

该装置在内衬墙入口洞圈周围安装设有M20螺孔的L型预埋钢环A,预埋板A上焊接有锚筋与主体结构相连,用螺栓将密封橡胶板、扇形压板栓连在预埋环板A上。

当盾构机沿推进方向掘进时,带铰接的扇形压板被盾构机带动向逆时针方向转动,并支撑密封橡胶板,封闭在Φ6410mm的盾体外径处,防止同步注浆浆液向始发井内流入。

密封环的安装安排在盾构机下井组装调试完成、洞门外层砼凿除之后进行。洞门密封装置安装时,需注意密封橡胶帘布及扇形压板的安装方向。密封橡胶帘布端头的凸起方向与盾构掘进方向相同。

(2)帘布橡胶安装

在密封钢环圆环板上设置螺栓孔,采用M20螺栓将帘布橡胶板固定于两圆环板之间,帘布橡胶板绕密封环内一周。橡胶帘布沿圆环径向宽度62cm,厚度2cm,采用径向尼龙线和环向棉纱绳制成。在盾构机开始掘进后,帘布密封及翻板内翻,帘布密封在土压力的作用下向外有扩张趋势,翻板作为帘布的刚性支撑使帘布压紧在盾体上,起到密封作用,保证洞门无大量水流出。

图5-1 洞门预埋环板示意图

图5-2 洞口密封装置图 6 盾构机组装调试

6.1 盾构机尺寸及重量

盾构机各部分尺寸及重量如下表:

设备尺寸参数表 6-1表

部套名称 外形尺寸(mm) 重量(T) 外径 长 宽 高

刀盘 6440 1561 / / 35.9

前体 6410 3670 / / 98

中体 6400 4330 / / 85

盾尾 6400 2432 / / 12.4

螺旋机 876 9829 / / 12.5

平台(中间) / 5211 2660 2243 4

平台右走道 / 3750 2357 1235 1.5

平台左走道 / 3750 2357 1235 1.5

连接桥 / 13950 600 200 4.8

拼装机 4800 2453 / / 16

牵引杆 / 12735 / / 1.1/2

皮带机 / / 800 /

1#车架组件 / 10800 4617 3663 12

2#车架组件 / 8500 4617 3663 16

3#车架组件 / 7500 4617 3663 20.5

4#车架组件 / 7500 4617 3663 12

5#车架组件 / 7500 4617 3663 19

6.2 组装程序

由于场地限制,按照组装的顺序,盾构机边进场边组装。盾构机运输进场即开始进行地面拼装,各分部构件在地面组装好后整体吊运下井,下井后再作部件与部件之间的连接与组装。吊装设备为:400T履带吊机1台,50T汽车吊机1台,100T液压千斤顶2台,小型泵站一台,以及相应的吊具、机具、工具等。

始发井底板放置的始发托架精确定位后、在始发托架导轨上涂抹