盾構(gòu)整環(huán)管片通縫拼裝過風(fēng)井施工技術(shù)

1、<p>　　盾構(gòu)整環(huán)管片通縫拼裝過風(fēng)井施工技術(shù)</p><p>　　摘要：在現(xiàn)代城市地鐵建設(shè)中，在線路較長的區(qū)間中間一般均設(shè)計(jì)通風(fēng)豎井，即中間風(fēng)井。由于風(fēng)井內(nèi)施工作業(yè)空間小，風(fēng)井內(nèi)四周結(jié)構(gòu)封閉，只能通過負(fù)三層的預(yù)埋件，利用手拉葫蘆進(jìn)行負(fù)環(huán)拆除等吊裝作業(yè)。選擇整環(huán)管片通縫拼裝的方式，盾構(gòu)機(jī)可利用自身推力通過風(fēng)井，減少了通過外力移動盾構(gòu)機(jī)的過程，管片通縫拼裝也大大降低了負(fù)環(huán)拆除的難度及風(fēng)險。無論從工期、經(jīng)濟(jì)

2、方面還是安全方面考慮，都具有很大的優(yōu)勢。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：盾構(gòu)區(qū)間；風(fēng)井；混凝土導(dǎo)臺；整環(huán)管片；通縫拼裝 </p><p>　　中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　一、工藝原理 </b></p><p>　　本施工技術(shù)關(guān)鍵部分在于導(dǎo)臺及導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)、施工。盾構(gòu)機(jī)整體

3、過站施工前，需根據(jù)風(fēng)井結(jié)構(gòu)斷面尺寸以及盾構(gòu)機(jī)尺寸，在AutoCAD軟件中繪制成形，經(jīng)過對導(dǎo)臺進(jìn)行受力分析后確定導(dǎo)臺斷面尺寸，在軟件中模擬盾構(gòu)機(jī)整體過站過程，并對整個模擬過程的可行性進(jìn)行深入研究，最后確定方便、快捷且經(jīng)濟(jì)的最佳施工方式和路線。 </p><p>　　二、 施工工藝流程及操作要點(diǎn) </p><p>　　施工工藝流程： 施工過程模擬→導(dǎo)臺施工→盾構(gòu)機(jī)接收→盾構(gòu)機(jī)過站→盾構(gòu)機(jī)始發(fā)。

4、 </p><p>　　2.1施工過程模擬 </p><p>　　盾構(gòu)機(jī)穿越風(fēng)井施工前，需根據(jù)風(fēng)井結(jié)構(gòu)斷面尺寸以及盾構(gòu)機(jī)尺寸，將橫、縱斷面及平面圖在AutoCAD軟件中繪制成形，經(jīng)過對導(dǎo)臺進(jìn)行受力分析后確定導(dǎo)臺斷面尺寸，在軟件中模擬盾構(gòu)機(jī)整體過站過程，并對整個模擬過程的可行性進(jìn)行深入研究，最后確定方便、快捷且經(jīng)濟(jì)的最佳施工方式和路線。 </p><p><b&

5、gt;　　2.2導(dǎo)臺施工 </b></p><p>　　2.2.1導(dǎo)臺及導(dǎo)軌施工 </p><p>　　在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)接收前，在風(fēng)井底板上混凝土導(dǎo)臺必須澆筑完成，并保證盾構(gòu)機(jī)到達(dá)時導(dǎo)臺混凝土的強(qiáng)度達(dá)到100%，此導(dǎo)臺具備盾構(gòu)接收、過站、始發(fā)功能。 </p><p>　?。?）盾構(gòu)機(jī)過站導(dǎo)臺澆筑施工 </p><p>　　過站導(dǎo)臺的澆

6、筑依據(jù)底板回填結(jié)構(gòu)高度，使用C20混凝土一次澆筑到回填標(biāo)高。澆筑時支立模板，預(yù)留出導(dǎo)臺中間槽和電纜通道。左線與右線導(dǎo)臺之間使用22a工字鋼進(jìn)行輔助支撐，以提高導(dǎo)臺穩(wěn)定性。 </p><p>　?。?）盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)臺導(dǎo)軌 </p><p>　　在導(dǎo)臺倒角處固定43軌使盾構(gòu)機(jī)在過站時順利頂進(jìn)，為保證鋼軌在導(dǎo)臺上穩(wěn)定不產(chǎn)生偏移，固定導(dǎo)軌的壓板及鋼板預(yù)埋件必須堅(jiān)固。固定鋼軌的壓板使用20mm厚鋼板切割

7、制作，形式采用隧道內(nèi)通常使用的壓板形式，壓板在預(yù)埋鋼板上焊接采用雙面焊。鋼軌預(yù)埋件在導(dǎo)臺上預(yù)埋間距為500mm。 </p><p>　?。?）管片加固預(yù)埋件 </p><p>　　在導(dǎo)臺上埋置吊耳，預(yù)埋吊耳總長400mm，錨入混凝土長度為300mm，外露100mm可以掛鋼絲繩一端或手拉葫蘆的掛鉤。吊耳導(dǎo)角的距離為250mm。吊耳縱向布置間距為1.2米，吊耳在導(dǎo)臺上對稱布置。左線導(dǎo)臺布設(shè)9對

8、，右線導(dǎo)臺布設(shè)11對。 </p><p>　　2.3 盾構(gòu)機(jī)接收 </p><p>　　2.3.1風(fēng)井接收端頭加固 </p><p>　　經(jīng)過對現(xiàn)場地質(zhì)水文情況的分析，按照設(shè)計(jì)文件及圖紙要求采用旋噴樁對接收和始發(fā)端頭進(jìn)行加固，接收段加固長度為6m。 </p><p>　　2.3.2盾構(gòu)姿態(tài)的復(fù)核 </p><p>　　

9、當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入盾構(gòu)到達(dá)范圍時，應(yīng)對盾構(gòu)機(jī)的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，明確成洞隧道中心軸線與隧道設(shè)計(jì)中心軸線的關(guān)系，同時應(yīng)對接收洞門位置進(jìn)行復(fù)核測量，確定盾構(gòu)機(jī)的貫通姿態(tài)及掘進(jìn)糾偏計(jì)劃。最后50環(huán)隧道按實(shí)際推進(jìn)中心線、沿實(shí)際洞門中心線推進(jìn)。 </p><p>　　2.3.3洞門止水簾布安裝 </p><p>　　在盾構(gòu)接收掘進(jìn)時，為了防止洞內(nèi)水和回填注漿沿著盾構(gòu)機(jī)外殼向洞口方向流出，在接收端墻的洞門

10、上安裝橡膠止水簾布板。 </p><p>　　2.3.4洞口圍護(hù)樁鑿除 </p><p>　　在進(jìn)洞處圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除前，須打設(shè)樣洞觀察，確保土體的自立性和止水性。當(dāng)盾構(gòu)距車站灌注樁3m時，在洞圈中心鑿出φ500的孔洞，用于加強(qiáng)對土體的觀測并釋放應(yīng)力。盾構(gòu)切口進(jìn)入加固土體后，應(yīng)降低盾構(gòu)正面推進(jìn)壓力。 </p><p>　　2.3.5盾構(gòu)到達(dá)段的掘進(jìn) </p>

11、<p>　　盾構(gòu)到達(dá)段的掘進(jìn)除應(yīng)達(dá)到糾偏的目的外，還尤其應(yīng)注意最后10m段的掘進(jìn)控制。因?yàn)樵谂R近洞門的最后10m盾構(gòu)掘進(jìn)對地層的擾動影響極為明顯。 應(yīng)根據(jù)到達(dá)段的地質(zhì)情況確定合理的掘進(jìn)參數(shù)。總的要求是：低速度、小推力、合理的土倉壓力和及時飽滿的同步注漿量。確保盾構(gòu)接收的總體安全。接收段的施工參數(shù)擬定如下： </p><p>　　土倉壓力：0.08～0.10Mpa; </p><p

12、>　　掘進(jìn)速度不大于1cm/min； </p><p>　　盾構(gòu)機(jī)推力控制在4000～8000千牛之間; </p><p>　　刀盤扭矩：不大于3000KN*M </p><p>　　同步注漿量:3.5～4.0立方; </p><p>　　4.3.6盾構(gòu)機(jī)接收 </p><p>　　盾構(gòu)接收時洞口1～10環(huán)管片用

13、拉緊裝置連接拉緊，防止因千斤頂頂力釋放后，管片環(huán)間縫隙增大，引起環(huán)縫漏水。 </p><p>　　盾構(gòu)機(jī)在接收井接收后，在進(jìn)行過站和始發(fā)施工時，主要通過管片提供推進(jìn)反力，應(yīng)此必須嚴(yán)格控制拼裝質(zhì)量。 </p><p>　　脫出接收端頭的管片可使用不帶密封橡膠帶的負(fù)環(huán)管片，但管片需無嚴(yán)重的缺棱調(diào)角現(xiàn)象，避免過站始發(fā)時千斤頂推力壓碎管片。 </p><p>　　盾構(gòu)機(jī)刀盤

14、脫出橡膠止水簾布后，應(yīng)轉(zhuǎn)動刀盤使刀盤開口處在下方，便于清除土倉內(nèi)土體。土倉內(nèi)土體清除完畢后，盾構(gòu)機(jī)繼續(xù)頂進(jìn)完成接收作業(yè)。 </p><p><b>　　2.4盾構(gòu)過站 </b></p><p>　　2.4.1盾構(gòu)機(jī)過站頂進(jìn) </p><p>　　盾構(gòu)機(jī)接收時，隧道正環(huán)管片拼裝結(jié)束后，繼續(xù)拼裝3環(huán)負(fù)環(huán)管片（分別為-13環(huán)、-12環(huán)、-11環(huán)）。當(dāng)

15、-10環(huán)管片拼裝完成后盾構(gòu)機(jī)盾尾已經(jīng)脫出接收端墻。此時，利用盾構(gòu)機(jī)千斤頂?shù)耐屏κ苟軜?gòu)機(jī)在導(dǎo)臺上勻速滑行，當(dāng)-10環(huán)管片脫出盾尾后停止頂進(jìn)。此時三環(huán)盾尾刷全部暴露出來，給更換盾尾刷提供施工條件。 </p><p>　　千斤頂推進(jìn)時應(yīng)對稱開動千斤頂進(jìn)行頂推，兩側(cè)同時、均勻加力，嚴(yán)防盾構(gòu)機(jī)因受力不均發(fā)生側(cè)滾。盾構(gòu)機(jī)接收后，在盾構(gòu)機(jī)機(jī)身兩側(cè)焊防側(cè)滾的擋板，防止盾構(gòu)機(jī)發(fā)生較大角度的側(cè)滾。 </p><p

16、>　　2.4.2管片加固 </p><p>　　在站內(nèi)拼裝的管片由導(dǎo)臺支撐。導(dǎo)臺導(dǎo)軌的高度及軌距按照盾構(gòu)機(jī)盾體的外徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，在導(dǎo)臺上的管片直徑6m，因此管片與導(dǎo)臺之間需插入木楔穩(wěn)定管片。木楔插在管片的環(huán)縫連接處。同時，每環(huán)負(fù)環(huán)管片拖出盾尾后都用鋼絲繩纏繞一周勒緊，鋼絲繩一段掛在預(yù)埋吊耳上，另一端用10T的手拉葫蘆拉緊。 </p><p>　　2.4.3 盾構(gòu)機(jī)維修、保養(yǎng) </

17、p><p>　　盾構(gòu)機(jī)過站，必須進(jìn)行現(xiàn)場維修、保養(yǎng)，主要包括兩個方面： </p><p>　　1、盾構(gòu)機(jī)各單元清潔、潤滑維護(hù)保養(yǎng)； </p><p>　　2、易損及磨損件維修或更換。 </p><p><b>　　2.5盾構(gòu)始發(fā) </b></p><p>　　2.5.1始發(fā)加固 </p>

18、<p>　　1、根據(jù)設(shè)計(jì)對加固土體的要求， 在始發(fā)端頭施做旋噴樁，始發(fā)段加固長度為8m，以保證土體的強(qiáng)度穩(wěn)定性。 </p><p>　　2、輔助降水作業(yè)，保證土體的滲透性滿足設(shè)計(jì)要求。 </p><p>　　為保證施工安全，故采用旋噴樁施工的同時，結(jié)合已經(jīng)布設(shè)的降水井進(jìn)行降水作業(yè)，始發(fā)端降水后水位應(yīng)在隧道結(jié)構(gòu)底板以下1m，保證始發(fā)時洞門范圍內(nèi)無地下水。 </p>

19、<p>　　2.5.2始發(fā)洞門混凝土鑿除 </p><p>　　盾構(gòu)機(jī)維修、保養(yǎng)完成后，在確保盾構(gòu)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)良好的情況下，開始鑿除洞門。 </p><p>　　2.5.3負(fù)環(huán)管片拼裝 </p><p>　　在始發(fā)階段拼裝負(fù)環(huán)管片之前，必須先涂好盾尾鋼絲刷油脂。油脂應(yīng)涂抹均勻密實(shí)，尾刷上涂抹的油脂不應(yīng)有空隙或薄層。拼裝管片時，控制好第－9環(huán)管片的法面，必要時

20、需粘貼糾偏材料。第-10環(huán)管片在盾構(gòu)機(jī)過站時已經(jīng)拼裝完成，第-9環(huán)管片在始發(fā)時環(huán)向截面要與-10環(huán)拼接，因此-9環(huán)管片的螺栓孔要與-10環(huán)螺栓孔對正，確保管片螺栓順利穿過。 </p><p>　　2.6 盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn) </p><p>　　2.6.1盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn) </p><p>　　1、負(fù)環(huán)管片采用通縫拼裝，封頂塊拼裝在12點(diǎn)位置， 便于始發(fā)完畢后拆卸。最后啟動油脂泵

21、將三道盾尾密封刷間隙填滿。 </p><p>　　2、盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)前，在導(dǎo)臺導(dǎo)軌外側(cè)的盾殼上均勻焊接3道20 mm厚鋼板，以防止盾構(gòu)機(jī)主機(jī)在基座上旋轉(zhuǎn)。 </p><p>　　3、盾構(gòu)機(jī)主機(jī)全部進(jìn)入洞門止水裝置后，開始同步注漿。 </p><p>　　作者簡介: 吳冰（1987-），男，遼寧遼陽人，中鐵三局集團(tuán)第四工程有限公司助理工程師，研究方向：地鐵工程。 <