CN103032081B - 一种过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道泥水盾构施工技术领域，具体为一种过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法，解决现有过江泥水盾构不能进行二衬施工、导致整个工期长、成本高的问题，包括铺设工字钢，提高后配套掘进轨道后施工仰拱；仰拱上重新安设盾构施工用进、排浆管，利用橡胶软管将其与盾构掘进的进、排浆管连接；在已施工仰拱上铺设二衬轨道，利用可移动简易台车和二衬台车进行钢筋绑扎、模板拼装；利用临时道岔动态进行混凝土浇筑。实现了在后配套轨道下施工仰拱，解决了泥水盾构掘进时进、排浆管挂在管片上无法进行二衬施工的难题，减少了衬砌台车洞内组装对盾构掘进的干扰，缩短工期，具有工艺简单、施工成本低、进度可控和工序调整灵活等优点。
Description
技术领域
本发明涉及隧道泥水盾构施工技术领域，具体为一种过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法。
背景技术
随着交通事业的快速发展，城市跨江越河采用泥水盾构施工技术越来愈成熟，在上海、广州、深圳、武汉、南京等穿江越洋隧道中得到广泛应用。从地铁向公路、水利、天然气管道拓展，而且开始向大直径、超浅埋、长距离、高水压方向发展。
国内盾构隧道中只有南水北调引水盾构隧道工程在盾构掘进完后进行二衬施工，其余盾构隧道工程均未进行二衬施工。根据上海几条过江盾构隧道运营情况来看，隧道开通运营后隧道变形严重，管片出现大量错台、渗水严重，每年需要花大量的费用去维修，其中有一条过江盾构隧道变形特别严重，只能采取停运营，在隧道内增加二衬措施。
由于泥水盾构需要从地面不断制浆通过泥浆罐输入开挖仓，然后携带开挖渣土输送到地面进行分离，盾构隧道管片上始终悬挂着两根较大的进浆管和排浆管、盾构施工的轨道、循环水管、施工排污管和高压电。如果需要二衬，必须拆除这些管道才能进行，特别是江底，非常有必要进行二衬施工，当掘进距离较长，掘进完后再进行二衬施工，工期较长，因此，目前还没有一种技术使泥水盾构在掘进中进行二衬施工。
发明内容
本发明为了解决现有过江泥水盾构在掘进中不能进行二衬施工而导致整个工期延长、成本增加的问题，提供一种过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法，包括以下步骤：
步骤一、铺设工字钢，提高后配套掘进轨道后施工仰拱
A、盾构设计时把后配套掘进轨道比设计仰拱面高20cm，管片内径比理论放大20cm；B、盾构一边掘进一边在成型隧道管片底铺设工字钢，然后在其上面延伸后配套掘进轨道和电瓶车运输轨道；C、通过电瓶车把地面加工好的仰拱钢筋运输到隧道内，在后配套掘进轨道下进行仰拱钢筋绑扎；D、采用滚轮式混凝土罐车跟随在盾构掘进车辆后面，运送混凝土进行仰拱浇筑；
步骤二、利用橡胶软管改移进浆管和排浆管
A、盾构维修保养时，在已施工好的仰拱段上安设后掘进施工车辆轨道，用过渡轨道与未施工段工字钢上的电瓶车运输轨道进行过渡；B、在仰拱上采用H架重新安设泥水盾构施工用进浆管和排浆管，当盾构拼装管片时，在重新铺设的进浆管和排浆管两端用橡胶软管与盾构掘进的进浆管和排浆管进行连接； C、边拆除原来挂在管片上的进、排浆管边运输到掘进位置进行安装；
步骤三、在已施工仰拱上铺设二衬轨道，利用可移动简易台车进行二衬钢筋绑扎；
步骤四：地面组装二衬台车后整体吊装下井，沿二衬轨道前移，进行二衬模板拼装；
步骤五：利用临时道岔动态进行混凝土浇筑
A、在进、排浆管未改移段仰拱上铺设临时道岔；B、在输送泵下焊接滚轮，与二衬台车、有轨混凝土罐车相互配合，进行二衬混凝土浇筑；C、当混凝土凝固后拆模，接续前移二衬台车进行下一循环施工；F、当施工到临时道岔时接续前移临时道岔，同时根据二衬施工进度和盾构掘进进度继续进行进、排浆管改移。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、通过提前优化盾构后配套设计，使后配套轨道抬高到设计仰拱面上方20cm，在隧道底安设工字钢，上方铺设后配套轨道，实现了在后配套轨道下施工仰拱，解决了传统盾构掘进后配套轨道铺设在隧道底无法施工仰拱的技术难题；
2、通过在施工好的仰拱上重新铺设进、排浆管后，两端采用橡胶软管与盾构掘进进、排浆管进行过渡，实现边拆除原来管片上进、排浆管边运输到掘进前方安设掘进所需进、排浆管，为二衬施工提供空间和时间，解决了泥水盾构掘进时进、排浆管挂在管片上无法进行二衬施工技术难题；
3、采用在地面上快速组装二衬台车后整体吊装下井，减少了衬砌台车洞内组装对盾构掘进的干扰，开创了衬砌台车地面组装整体吊装下井的先河；
4、通过在仰拱上安设临时道岔，在输送泵下焊接滚轮，利用有轨混凝土罐车跟随盾构掘进车辆动态进行混凝土浇筑，确保二衬施工对盾构掘进无干扰，施工灵活；
总之，采用本发明所述的过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法，解决了传统泥水盾构施工中不能进行二衬施工的难题，开创了可移动输送泵施工工艺，革新了二衬台车地面组装后整体吊装下井新技术，创造了采用有轨运输混凝土罐车和临时道岔快速浇筑混凝土对泥水盾构掘进零干扰的新纪录，缩短建设工期2年。具有工艺简单、施工成本低、进度可控和工序调整灵活等优点，采用该技术成功地完成了广深港客专狮子洋过江大直径泥水盾构隧道二衬施工，填补了我国过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工技术空白，取得了良好的经济效益和社会效益。本方法适用于泥水盾构需要进行二衬的工程。
附图说明
图1为本发明所述泥水盾构掘进与二衬平行施工平面示意图；
图2为本发明所述泥水盾构掘进与二衬平行施工剖面示意图；
图3为图1的左视图；
图4为图1的右视图；
图中：1-工字钢；2-后配套掘进轨道；3-仰拱；4-电瓶车运输轨道；5-电瓶车；6-橡胶软管；7-进浆管；8-排浆管；9-过渡轨道；10-H架；11-简易台车；12-循环水管；13-二衬轨道；14-二衬台车；15-电缆；16-临时道岔；17-输送泵；18-二衬混凝土；19-后配套。
具体实施方式
一种过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法，如图1、2、3、4所示，包括以下步骤：
步骤一、铺设工字钢1，提高后配套掘进轨道2后施工仰拱3
A、盾构设计时把后配套掘进轨道比设计仰拱面高20cm；B、管片内径比理论放大20cm，盾构一边掘进一边在成型隧道管片底铺设工字钢，然后在其上面延伸后配套掘进轨道和电瓶车运输轨道4；C、通过电瓶车5把地面加工好的仰拱钢筋运输到隧道内，在后配套掘进轨道下进行仰拱钢筋绑扎；D、采用滚轮式混凝土罐车跟随在盾构掘进车辆后面，运送混凝土进行仰拱浇筑；
步骤二、利用橡胶软管6改移进浆管7和排浆管8
A、盾构维修保养时，在已施工好的仰拱段上安设后掘进施工车辆轨道，用过渡轨道9与未施工段工字钢上的电瓶车运输轨道进行过渡；B、在仰拱上采用H架10重新安设泥水盾构施工用进浆管和排浆管，当盾构拼装管片时，在重新铺设的进浆管和排浆管两端用橡胶软管与盾构掘进的进浆管和排浆管进行连接； C、边拆除原来挂在管片上的进、排浆管边运输到掘进位置进行安装；
步骤三、利用可移动简易台车11进行二衬钢筋绑扎
A、在地面提前加工好环向钢筋，在掘进时把加工好的钢筋跟随盾构掘进车运输到隧道内放在轨道两侧；B、利用盾构维修保养时，把原来挂在盾构管片上的循环水管12改移到隧道仰拱上；C、在仰拱上铺设二衬轨道13，供可移动式简易台车和二衬台车14共用，然后利用盾构延长高压电停电时机，把挂在隧道管片上的电缆15改在简易台车内侧，最后在简易台车上从洞口进行钢筋绑扎；
步骤四：地面组装二衬台车后整体吊装下井，沿二衬轨道前移，进行二衬模板拼装，施工过程为：A、根据盾构掘进电瓶车运输高度和宽度把台车内部设计加工成门字形；B、在地面进行二衬台车组装，同时在盾构井铺设二衬台车轨道；C、采用盾构施工龙门吊把台车整体调入盾构18；D、把隧道施工通风管从台车上部穿过后与原在挂在隧道顶位置进行过渡；
步骤五：利用临时道岔16动态进行混凝土浇筑
A、在进、排浆管未改移段仰拱上铺设临时道岔；B、在输送泵17下焊接滚轮，并用电瓶车拉运到临时道岔上；C、二衬台车前移就位后封堵端头模，同时连接台车到输送泵的泵送管； D、采用有轨混凝土罐车运输混凝土并跟随在盾构掘进车辆后面进行二衬混凝土浇筑；E、当混凝土凝固后拆模，接续前移台车进行下一循环施工；F、当施工到临时道岔时接续前移临时道岔，同时根据二衬施工进度和盾构掘进进度继续进行进、排浆管改移。
工程实例：
狮子洋高铁盾构隧道，采用4台盾构相向掘进，地中对接接收技术施工，隧道三次穿江越洋，该隧道为我国第一条过江高速铁路大直径泥水盾构隧道，长度为10800米，为世界第二长大穿江盾构隧道。
由于隧道进出口均位于超浅埋富水砂层，开通速度为350Km/h,在世界上开通速度第一，为了开通安全，进出口2 Km盾构隧道设计为二衬，是我国第一次对盾构隧道进行二衬的工程，盾构才采用泥水盾构施工，在国内外无施工先例。
通过对盾构机后配套进行优化设计，实现了仰拱与盾构掘进同步施工。通过在仰拱上方重新铺设进、排浆管，采用边掘进边拆用原来进、排浆管，实现泥水盾构掘进与二衬平行作业；通过安设临时道岔和在输送泵下焊接滚轮创造了混凝土浇筑对盾构掘进零干扰。创新地面组装台车整体吊装技术大大缩短台车组装工期和减少盾构掘进干扰；整个施工缩短建设工期1年以上。证明该技术先进，缩短建设工期2年，该方法具有创新性。
通过进出口左右线工四个工作面施工，使泥水盾构掘进与二衬施工工序衔接越来越灵活可控。本发明所述的方法刚好解决过江铁路泥水盾构掘进与二衬平行施工方技术难题，因此，本发明所述的方法推广前景好。
Claims (1)
1.一种过江大直径泥水盾构掘进与二衬平行施工方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一、铺设工字钢（1），提高后配套掘进轨道（2）后施工仰拱（3）
A、盾构设计时把后配套掘进轨道比设计仰拱面高20cm，管片内径比理论放大20cm；B、盾构一边掘进一边在成型隧道管片底铺设工字钢，然后在其上面延伸后配套掘进轨道和电瓶车运输轨道（4）；C、通过电瓶车（5）把地面加工好的仰拱钢筋运输到隧道内，在后配套掘进轨道下进行仰拱钢筋绑扎；D、采用滚轮式混凝土罐车跟随在盾构掘进车辆后面，运送混凝土进行仰拱浇筑；
步骤二、利用橡胶软管（6）改移进浆管（7）和排浆管（8）
A、盾构维修保养时，在已施工好的仰拱段上安设后掘进施工车辆轨道，用过渡轨道（9）与未施工段工字钢上的电瓶车运输轨道进行过渡；B、在仰拱上采用H架（10）重新安设泥水盾构施工用进浆管和排浆管，当盾构拼装管片时，在重新铺设的进浆管和排浆管两端用橡胶软管与盾构掘进的进浆管和排浆管进行连接； C、边拆除原来挂在管片上的进、排浆管边运输到掘进位置进行安装；
步骤三、在已施工仰拱上铺设二衬轨道（13），利用可移动简易台车（11）进行二衬钢筋绑扎；
步骤四：地面组装二衬台车（14）后整体吊装下井，沿二衬轨道前移，进行二衬模板拼装；
步骤五：利用临时道岔（16）动态进行混凝土浇筑
A、在进、排浆管未改移段仰拱上铺设临时道岔；B、在输送泵（17）下焊接滚轮，并用电瓶车拉运到临时道岔上，与二衬台车、有轨混凝土罐车相互配合，进行二衬混凝土浇筑；C、当混凝土凝固后拆模，接续前移二衬台车进行下一循环施工；F、当施工到临时道岔时接续前移临时道岔，同时根据二衬施工进度和盾构掘进进度继续进行进、排浆管改移。
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