CN102322269B - 一种盾构机超早接收支护结构及超早接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盾构机超早接收支护结构及超早接收方法，其特征在于所述超早接收支护结构包括接收井基坑壁支护、底板支护和出洞口支护，所述接收井基坑壁支护包括基坑围护桩，至少两道锚索以及钢管角支撑；所述出洞口支护为临时水平支撑；所述底板支护包括抗拔桩和铺设在基坑底部土体上的混凝土底板。本发明成功解决了盾构机提前到站而无法提前接收的施工难题，提高了盾构机使用寿命，节约了盾构区间的施工成本，并缩短了施工周期。可广泛应用于盾构机在接收井结构未完全施工完成时的提前接收。

Description

一种盾构机超早接收支护结构及超早接收方法

技术领域

 本发明涉及一种盾构机的终端接收支护结构及接收方法。

背景技术

盾构接收是盾构施工出洞时最后关键施工阶段，主要是在盾构施工隧道的终端布置接收井（或基坑），用以盾构拆卸及吊出隧道的工序。作为盾构接收井，一般边坡采用桩排墙（或连续墙）支护+结构外墙的支撑体系，保证盾构机吊装作业的安全。常用盾构接收方法是盾构接收井支护体系和主体结构施工完成后，对盾构出洞口土体进行地面垂直加固，同时在主体结构外墙盾构出洞门位置预埋盾构接收钢环，盾构到站后破除洞门范围内的支护结构，通过结构的中板、顶板预留盾构的吊装孔，进行盾构各部件解体、吊装接收。此种方法虽然简单、可靠、经济，但是存在对于盾构机提前始发到站，受到接收井施工在城市繁华地段、周围场地、交通环境复杂的影响以及盾构出洞周边土体不能加固的条件约束，导致盾构到站而不能提前接收的缺点；另外在主体结构上预留吊装孔的施工方法施工周期长，盾构到站后只能等待，很难满足隧道施工进度的总体要求，致使盾构使用效率降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构机超早接收支护结构及超早接收方法，要解决盾构机提前到站而无法提前接收，以及现有接收方法施工周期长，导致盾构机使用效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种盾构机超早接收支护结构，其特征在于：包括接收井基坑壁支护、底板支护和出洞口支护；

所述接收井基坑壁支护包括绕基坑内壁设置的基坑围护桩，至少两道锚索以及设置在基坑壁相邻面夹角处的钢管角支撑，所述锚索斜向伸入基坑周围土体内，所述基坑围护桩顶面设置有一圈冠梁，第一道锚索与冠梁锚固连接，所述基坑围护桩上间隔设置有腰梁，所述钢管角支撑，两端与最后一道腰梁连接，其余道锚索与腰梁依次连接； 

所述出洞口支护为洞口顶部的基坑壁相对面之间的临时水平支撑，所述临时水平支撑两端与腰梁固定连接；

所述底板支护包括打入接收井基坑底部土体的抗拔桩和铺设在基坑底部土体上的混凝土底板，所述混凝土底板的四边延伸至基坑围护桩的内表面。 

所述每道锚索每隔一根或两根基坑围护桩设置一根。

所述任意相邻两道锚索之间均平行，每道锚索与水平向的夹角为15°。

所述混凝土底板具有2%的坡度坡向基坑围护桩。

一种采用上述的支护结构进行盾构机超早接收的方法，步骤如下：

步骤一，绕接收井设计位置周边间隔打一圈基坑围护桩；

步骤二，挖除接收井内土体至基坑围护桩顶面，绕接收井内壁设置一圈冠梁并通过第一道锚索锚固；

步骤三，继续挖接收井内土体至第二道锚索设计位置，绕接收井内壁一圈设置第一道腰梁，并通过在基坑围护桩之间的土体内打第二道锚索进行锚固；

步骤四，继续挖接收井内土体至最后一道锚索设计位置，绕接收井内壁一圈设置倒数第二道腰梁，并通过在基坑围护桩之间的土体内打最后一道锚索进行锚固，所述最后一道锚索在距隧道两侧停止；

步骤五，将盾构机推进的同时继续挖除接收井内土体至形成接收井基坑，当盾构机推进至基坑围护桩的外皮时，通过在出洞口设置临时水平支撑和对出洞口端头土体水平注浆加固出洞口周围土体；

步骤六，完成隧道两侧剩余部分的最后一道锚索；

步骤七，在接收井基坑底部土体内打入抗拔桩，并在基坑底部土体上施作混凝土底板；

步骤八，混凝土底板完成后在与盾构机轨道面平行位置安装盾构接收基座；

步骤九，当混凝土底板的强度达到设计强度的90%时，开始剔凿盾构机出洞口范围的基坑围护桩；

步骤十，出洞口范围的基坑围护桩凿除完成后，清理渣土，盾构机直接顶进出洞；

步骤十一，盾构机出洞从盾构机轨道面步上盾构接收基座后，进行盾构机解体、并分别吊装肢解件。

所述步骤九中，凿除时在出洞口外搭设施工平台。

所述步骤九中，剔凿盾构机出洞门范围的基坑围护桩时，采用高压风镐人工凿除，凿除作业分两层进行，从上至下凿除，第一层先凿除基坑围护桩内层混凝土，并割除第一层范围钢筋，在出洞门周围基坑围护桩上安装膨胀螺栓固定洞门止水装置和临时钢环，安装完毕后再凿除第二层混凝土及钢筋。

所述步骤十，在盾构机到达盾构接收基座前在盾构接收基座上表面涂抹黄油。

所述步骤十一中，吊装肢解件时按吊车支承点的平面位置在接收井周围土体打设承台桩，并在其表面设置承台，承台周边吊装范围内地面采用混凝土填实。

所述承台桩的深度与基坑围护桩深度相同一致，并且承台桩顶面的承台与冠梁之间采用聚苯板进行隔离。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

首先，本发明实现了在盾构机到站后的提前接收，节省了正常接收井中板和顶板预留盾构吊装孔的施工工序，减少了盾构到站后出洞预留洞门钢环，后浇环梁和接口防水处理施工，节约了工期，为后续地面交通的及时恢复提供了保障。

其次，本发明施工组织便利，施工工序科学，安全可靠。

再者，本发明通过提前接收盾构机，提高了盾构机的使用效率，节约了施工成本。

另外，本发明避免了常规的盾构机接收中接收井中板和顶板的预留吊装洞口，提高了接收井结构的整体性，确保了接收井的安全。

最后，本发明通过在吊装肢解件时按吊车支承点的平面位置在接收井周围土体打设承台桩，并在其表面设置承台，承台周边吊装范围内地面采用混凝土填实，控制了吊装对接收井基坑土体的扰动，避免了接收井基坑由于吊装导致的不安全因素。

本发明可广泛应用于盾构机超早接收。

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是盾构机超早接收支护结构俯视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图2的B-B剖视图。

附图标记：1－接收井基坑、2－混凝土底板、3－出洞口、4－第一道锚索、5－第二道锚索、6－最后一道锚索、7－基坑围护桩、8－隧道、9－临时水平支撑、10－钢管角支撑、11－盾构机轨道面、12－承台桩、13－冠梁、14－第一道腰梁、15－倒数第二道腰梁、16－最后一道腰梁、17－接收井周围土体、18－抗拔桩、19－接收井基坑底部土体。

具体实施方式

实施例参见图1～图3所示，一种盾构机超早接收支护结构，其特征在于：包括接收井基坑壁支护、底板支护和出洞口支护。

所述接收井基坑壁支护包括绕基坑内壁设置的基坑围护桩7，至少两道锚索以及设置在基坑壁相邻面夹角处的钢管角支撑10，所述锚索斜向伸入基坑周围土体17内，所述基坑围护桩7顶面设置有一圈冠梁13，第一道锚索与冠梁锚固连接，所述基坑围护桩7上间隔设置有腰梁，所述钢管角支撑10两端与最后一道腰梁16连接，其余道锚索与腰梁依次连接。

所述出洞口支护为洞口顶部的基坑壁相对面之间的临时水平支撑9，所述临时水平支撑9两端与腰梁固定连接。

所述底板支护包括打入接收井基坑底部土体19的抗拔桩18和铺设在基坑底部土体19上的混凝土底板2，所述混凝土底板2的四边延伸至基坑围护桩7的内表面。 

所述第一道锚索每隔两根基坑围护桩7设置一根，其余道锚索每隔一根基坑围护桩7设置一根。

所述任意相邻两道锚索之间均平行，每道锚索与水平向的夹角为15°。

所述混凝土底板2具有2%的坡度坡向基坑围护桩7。

一种采用上述的支护结构进行盾构机超早接收的方法，步骤如下：

步骤一，绕接收井设计位置周边间隔打一圈基坑围护桩7；

步骤二，挖除接收井内土体至基坑围护桩7顶面，绕接收井内壁设置一圈冠梁13并通过第一道锚索4锚固；

步骤三，继续挖接收井内土体至第二道锚索设计位置，绕接收井内壁一圈设置第一道腰梁14，并通过在基坑围护桩7之间的土体内打第二道锚索5进行锚固；

步骤四，继续挖接收井内土体至最后一道锚索设计位置，绕接收井内壁一圈设置倒数第二道腰梁14，并通过在基坑围护桩7之间的土体内打最后一道锚索6进行锚固，所述最后一道锚索6在距隧道8两侧停止；

步骤五，将盾构机推进的同时继续挖除接收井内土体至形成接收井基坑1，当盾构机推进至基坑围护桩7的外皮时，通过在出洞口3设置临时水平支撑9和对出洞口端头土体水平注浆加固出洞口周围土体；

步骤六，完成隧道两侧剩余部分的最后一道锚索6；

步骤七，在接收井基坑底部土体19内打入抗拔桩18，并在基坑底部土体19上施作混凝土底板2；

步骤八，混凝土底板2完成后在与盾构机轨道面11平行位置安装盾构接收基座；

步骤九，当混凝土底板2的强度达到设计强度的90%时，开始剔凿盾构机出洞口范围的基坑围护桩7；凿除时在出洞口3外搭设施工平台。剔凿盾构机出洞门范围的基坑围护桩时，采用高压风镐人工凿除，凿除作业分两层进行，从上至下凿除，第一层先凿除基坑围护桩内层混凝土，并割除第一层范围钢筋，在出洞门周围基坑围护桩上安装膨胀螺栓固定洞门止水装置和临时钢环，安装完毕后再凿除第二层混凝土及钢筋。

步骤十，出洞口范围的基坑围护桩7凿除完成后，清理渣土，盾构机直接顶进出洞；在盾构机到达盾构接收基座前在盾构接收基座上表面涂抹黄油。

步骤十一，盾构机出洞从盾构机轨道面11步上盾构接收基座后，进行盾构机解体、并分别吊装肢解件。吊装肢解件时按吊车支承点的平面位置在接收井周围土体打设承台桩12，所述承台桩12的深度与基坑围护桩7深度相同一致，并且承台桩顶面的承台与冠梁13之间采用聚苯板进行隔离。

Claims (10)

1.一种盾构机超早接收支护结构，其特征在于：包括接收井基坑壁支护、底板支护和出洞口支护，

所述接收井基坑壁支护包括绕基坑内壁设置的基坑围护桩（7），至少两道锚索以及设置在基坑壁相邻面夹角处的钢管角支撑（10），所述锚索斜向伸入基坑周围土体（17）内，所述基坑围护桩（7）顶面设置有一圈冠梁（13），第一道锚索与冠梁锚固连接，所述基坑围护桩（7）上间隔设置有腰梁，所述钢管角支撑（10）两端与最后一道腰梁（16）连接，其余道锚索与腰梁依次连接； 

所述出洞口支护为洞口顶部的基坑壁相对面之间的临时水平支撑（9），所述临时水平支撑（9）两端与腰梁固定连接；

所述底板支护包括打入接收井基坑底部土体（19）的抗拔桩（18）和铺设在基坑底部土体（19）上的混凝土底板（2），所述混凝土底板（2）的四边延伸至基坑围护桩（7）的内表面。

2.根据权利要求1所述的盾构机超早接收支护结构，其特征在于：所述每道锚索每隔一根或两根基坑围护桩（7）设置一根。

3.根据权利要求1所述的盾构机超早接收支护结构，其特征在于：任意相邻两道锚索之间平行，每道锚索与水平向的夹角为15°。

4.根据权利要求1所述的盾构机超早接收支护结构，其特征在于：所述混凝土底板（2）具有2%的坡度坡向基坑围护桩（7）。

5.一种采用权利要求1～4任意一项所述的支护结构进行盾构机超早接收的方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一，绕接收井设计位置周边间隔打一圈基坑围护桩（7）；

步骤二，挖除接收井内土体至基坑围护桩（7）顶面，绕接收井内壁设置一圈冠梁（13）并通过第一道锚索（4）锚固；

步骤三，继续挖接收井内土体至第二道锚索设计位置，绕接收井内壁一圈设置第一道腰梁（14），并通过在基坑围护桩（7）之间的土体内打第二道锚索（5）进行锚固；

步骤四，继续挖接收井内土体至最后一道锚索设计位置，绕接收井内壁一圈设置倒数第二道腰梁（14），并通过在基坑围护桩（7）之间的土体内打最后一道锚索（6）进行锚固，所述最后一道锚索（6）在距隧道（8）两侧停止；

步骤五，将盾构机推进的同时继续挖除接收井内土体至形成接收井基坑（1），当盾构机推进至基坑围护桩（7）的外皮时，通过在出洞口（3）设置临时水平支撑（9）和对出洞口端头土体水平注浆加固出洞口周围土体；

步骤六，完成隧道两侧剩余部分的最后一道锚索（6）；

步骤七，在接收井基坑底部土体（19）内打入抗拔桩（18），并在基坑底部土体（19）上施作混凝土底板（2）；

步骤八，混凝土底板（2）完成后在与盾构机轨道面（11）平行位置安装盾构接收基座；

步骤九，当混凝土底板（2）的强度达到设计强度的90%时，开始剔凿盾构机出洞口范围的基坑围护桩（7）；

步骤十，出洞口范围的基坑围护桩（7）凿除完成后，清理渣土，盾构机直接顶进出洞；

步骤十一，盾构机出洞从盾构机轨道面（11）步上盾构接收基座后，进行盾构机解体、并分别吊装肢解件。

6.根据权利要求5所述的进行盾构机超早接收的方法，其特征在于：所述步骤九中，凿除时在出洞口（3）外搭设施工平台。

7.根据权利要求5所述的进行盾构机超早接收的方法，其特征在于：所述步骤九中，剔凿盾构机出洞门范围的基坑围护桩时，采用高压风镐人工凿除，凿除作业分两层进行，从上至下凿除，第一层先凿除基坑围护桩内层混凝土，并割除第一层范围钢筋，在出洞门周围基坑围护桩上安装膨胀螺栓固定洞门止水装置和临时钢环，安装完毕后再凿除第二层混凝土及钢筋。

8.根据权利要求5所述的进行盾构机超早接收的方法，其特征在于：所述步骤十，在盾构机到达盾构接收基座前在盾构接收基座上表面涂抹黄油。

9.根据权利要求5所述的进行盾构机超早接收的方法，其特征在于：所述步骤十一中，吊装肢解件时按吊车支承点的平面位置在接收井周围土体打设承台桩（12），并在其表面设置承台，承台周边吊装范围内地面采用混凝土填实。

10.根据权利要求9所述的进行盾构机超早接收的方法，其特征在于：所述承台桩（12）的深度与基坑围护桩（7）深度相同一致，并且承台桩顶面的承台与冠梁（13）之间采用聚苯板进行隔离。

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