CN104329096A - 一种盾构过站始发平移施工工艺 - Google Patents

Abstract

一种盾构过站始发平移施工工艺，包括步骤，在基层钢板上设置船式构造钢板，船式构造钢板下部对称设置8块聚四氟乙烯板，基层钢板与船式构造钢板之间涂抹黄油，将始发托架与船式构造钢板焊接固定，再利用液压油缸顶推始发托架带动盾构主体整体平移。确保在施工场地受限的情况下快速、安全、有效的完成盾构机平移施工，具有施工工艺简单、流程单一的特点，且盾构机平移组装和后配套系统过站可同时作业，节省工期，减少投入，即解决了工期要求又能避免对地面交通产生影响。

Description

一种盾构过站始发平移施工工艺

技术领域

本发明涉及一种盾构过站始发平移施工工艺。

背景技术

盾构法隧道掘进已有上百年历史，经过近半个世纪的快速发展已日臻成熟。在国内的地下工程施工中，盾构法以其安全、优质、高效、环保、劳动强度低等优点在城市地下轨道和地下管线等工程得到广泛的应用。但随着城市轨道交通的发展、城市密集度的提高和城市拥堵不断增加，地面可用空间越来越少，为解决由于轨道交通建设所带来的交通拥堵等问题，综合平衡成本、进度、管线搬迁等诸方面因素，特别是在城市交通的主干道上，人员、车辆出入频繁，如果对城市主干道全封闭势必会对地面交通造成重大影响，因此越来越多的盾构施工采用了全封闭井或半封闭井形式（即顶板封闭形式），现在大部分车站在主体施工结束后会对车站顶板进行回填并对地面进行恢复以缓解地面交通压力。

为了满足盾构始发从而不影响整个区间的贯通要求，往往我们会采用半封闭形式，即对封闭区域地面、顶板、中板进行破除以满足盾构机吊装下井的要求，同时对道路进行交通疏解，半幅车道通行；盾构始发井半幅吊装，盾构机主体吊装下井后采用平移的形式将盾构机在端头井内先平移到邻线进行始发，由于车站空间狭窄，一般盾构机和后配套台车进行分离，盾构机采用始发井半幅吊装下井然后平移，台车从另一个端头井吊装下井然后铺轨平推过站；同时对地面交通进行疏解，这样既满足盾构始发的要求又不对地面交通造成影响，同时节约了施工成本，最终解决道路通行以及工程工期矛盾的问题。

目前国内已有的盾构过站平移技术为，在始发托架下垫滚动杆、卷扬机牵引式或者利用千斤顶顶推式施工，即在始发架下放置好钢板和滚柱，利用卷扬机的牵引力或者借助于底座钢板上焊接的反力支座，用两侧的千斤顶同步作用将盾构机主体和始发托架推向前进，同时将地面上的钢板、反力支座和滚柱向前翻转，实现盾构机主体和始发架的不断前进。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种盾构过站始发平移施工工艺，具有施工工艺简单、流程单一的特点，且盾构机平移组装和后配套系统过站可同时作业，节省工期，减少投入，即解决了工期要求又能避免对地面交通产生影响。

实现上述目的而采取的技术方案，包括步骤，在基层钢板上设置船式构造钢板，船式构造钢板下部对称设置8块聚四氟乙烯板，基层钢板与船式构造钢板之间涂抹黄油，将始发托架与船式构造钢板焊接固定，再利用液压油缸顶推始发托架带动盾构主体整体平移。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。

本发明采用一种新型的船式滑移构造，再利用液压油缸顶推始发托架带动盾构机主体整体平移的方式，这种新型的平移施工工艺安全、有效、合理的解决了盾构过站始发问题，避免了现有施工技术中的安全性及施工难度大、工序复杂等难题，此外为了提高盾构机平移施工的效率以及减少滑移过程中的摩擦阻力，本发明还采用了新材料：聚四氟乙烯板，即在滑移钢板下部对称设置8块聚四氟乙烯板（聚四氟乙烯板与滑移钢板间采用植筋胶粘接牢固）。最后再利用液压油缸顶推始发托架带动盾构机主体整体平移的方式。这种新型的平移施工工艺安全、快捷、有效的解决了盾构过站始发问题。

本发明施工工艺简单，流程单一，盾构机平移组装和后配套系统过站可同时作业，节省工期，减少投入；即解决了工期要求又能避免对地面交通产生影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1为施工工艺流程图；

图2为盾构平移构造主视图；

图3为盾构平移构造侧视图；

图4为盾构机始发托架及顶推装置结构示意图；

图5为施工现场盾构平移平面图；

图6为盾构机顶升施工侧视图。

图中标号：1端头井底板；2底板细砂垫层；3基层钢板；4聚四氟乙烯板；5船式构造钢板；6始发托架；7油压油缸；8传力钢圆桶；9反力三角钢板；10始发洞门；11始发端头井；12盾构机主体；13手摇式液压千斤顶；14工字钢25a。

具体实施方式

如图1所示，包括步骤，在基层钢板3上设置船式构造钢板5，船式构造钢板5下部对称设置聚四氟乙烯板4，基层钢板3与船式构造钢板5之间涂抹黄油，将始发托架6与船式构造钢板5焊接固定，再利用液压油缸7顶推始发托架6带动盾构主体4整体平移,盾构机主体12水平位置平移到位后再利用手摇式液压千斤顶13将盾构机12和始发托架6顶升到规定标高位置。

    所述基层钢板3上焊接传力三角钢板9，传力三角钢板9经传力钢圆桶8连接液压油缸7。

实施例

本工艺采用船式构造钢板5带动始发托架6上的盾构机主体12移动的形式。根据力学原理，建立一种船式构造新工艺即在始发托架6下部两侧铺设2m宽20mm厚的船式构造钢板55并与始发托架6焊接牢固，为了提高盾构机平移施工的效率以及减少滑移过程中的摩擦阻力，本工艺采取新材料：聚四氟乙烯板4，即在船式构造钢板5下部对称设置8块聚四氟乙烯板4（聚四氟乙烯板与滑移钢板间采用植筋胶粘接牢固）。再将船式构造钢板5一端弯折30cm与基层钢板3形成30°夹角并在下部涂抹黄油，然后利用船式构造钢板5采用液压油缸7顶推始发托架6沿着基层钢板3滑行前进，如图2、图3、图4、图5所示，减小了始发托架6与底板基层钢板3的静摩擦力和动摩擦力，即节省了由于地铁施工占用的地面用地，不影响路面交通及其它建筑设施，又能安全有效的完成盾构机始发工作。

图1为本专利的施工工艺流程图，主要工序为：始发托架安装固定、盾构机吊装、盾构机主体平移、后配套系统过站、盾构组装。

   (1)前期准备工作

目前地铁施工大多都在城市交通的主干道上，人员、车辆出入频繁，大部分车站在主体施工结束后会对车站顶板进行回填并对地面进行恢复以缓解地面交通压力，现结合施工现场实际情况，为了满足发射架、盾构机等的吊装需求，提供一个吊装井，需对车站结构进行破除施工，利用镐头机和人工结合的方法对端头井右线地面、顶板、中板进行破除以满足吊装需求，为了满足发射架和盾构机的平移施工，需采取对发射架6进行重新选型优化、对Y型上翻梁及中隔柱进行破除并对底板平移区域进行清理等技术措施，确保盾构机平移施工安全有效。

(2)车站底板处理、改造技术：采用盾构平移方法而进行邻线隧道施工时，先对端头井11进行处理，在端头井车站底板1上铺设细砂垫层2（如厚度较大则下部先垫碎石，然后在碎石上再垫砂层），砂层2上面铺设基层钢板3，钢板间采用焊接连接，基层钢板3与端头井11间采用钢板垫实。然后确定端头井11、始发洞门10、始发托架6之间的相对关系后，确定端头井底板1上所垫碎石和砂层2的厚度、始发托架6高度进行优化，并确定盾构机顶推工具-液压油缸7，进行顶推时，反力全部由盾构机下方的基层钢板3与细砂层2之间的摩擦力提供，摩擦系数大，将反力全部与摩擦力相互抵消，减少对车站墙体损坏，从而达到盾构顶推的效果。

(3)钢板铺设：清理盾构机平移场地并用细砂找平确保场地平整，再在细砂垫层面2上铺设20mm厚基层钢板3（2m*6m），在端头井底板1形成两条两米宽基础；基层钢板3与地面锚固必须牢固，接缝焊接打磨平整；基层钢板3为盾构平移施工的直接载体，钢板铺设过程中必须有技术人员随时抄平，其整体高差不得大于1cm，相邻钢板必须保证顶部平整，钢板与地面锚固必须牢固，钢板与钢板的接缝必须进行焊接打磨平整，钢板与车站内衬墙之间必须连接紧密，不得错动。

(4)始发托架的安装: 始发托架6的中心轴线应与隧道设计轴线一致，同时还需兼顾盾构机始发姿态。对始发托架进行加固，在始发端头井11上将始发托架与船式构造钢板5焊接牢固，同时为了保证盾构机主体12在始发滑移过程中不发生侧滚和位移，因此在盾构外壳焊接防滚动的限位钢板，同时焊接防止铰接活动钢板以固定盾构机，并用钢丝绳将盾构机与始发架固定，保证盾构机滑移过程中安全平稳。再整体平移到邻线，定位平面和高程位置后，并利用膨胀螺栓、工字钢等材料将始发托架支撑在始发井的混凝土结构上，尤其要加强纵向加固，保证盾构机始发过程中不会造成始发托架发生位移。

(5)盾构机井内平移施工

①盾构机吊装及组装固定：依次吊装盾构前盾、刀盘、中盾、尾盾、螺旋机，再利用液压千斤顶将盾体往前推动直至盾体完全处于始发托架6上；在盾体外壳焊接防止盾构机主体12转动的限位钢板，同时焊接防止铰接活动的钢板；在管片车上焊接支架，支架将牵引杆、连接桥、皮带机前端支撑，利用电瓶车将后配套台车系统通过车站铺轨运至始发井；盾构主体吊装下井完成后进行盾构机主体组装并安装支撑装置，然后进行盾构机的固定，防止其在平移过程中发生位移或侧滚。 

②盾构机平移施工

如图2、图3所示，盾构平移施工前在基层钢板3上设置船式移动构造，既在基层钢板3上涂抹黄油后铺设两块2m*5m船式构造钢板5并与始发托架6焊接牢固，船式构造钢板5一端弯折30cm与基层钢板形成30°夹角，便于平移过程中涂抹黄油以减少移动的船式构造钢板5和基层钢板3之间的摩擦阻力；为了提高盾构机平移施工的效率以及更有效的减少滑移过程中的摩擦阻力，本发明采用新材料：聚四氟乙烯板4，即在船式构造钢板5下部对称设置8块聚四氟乙烯板4（聚四氟乙烯板与滑移钢板间采用植筋胶粘接牢固）。

如图4、图5所示，平移施工前先在基层钢板3上设置船式构造钢板5，并在基层钢板3上安装并固定始发托架6，始发托架6底部与船式构造钢板5接触处焊接密实使之成为一个整体，盾构机主体12上始发托架6后，再利用液压油缸7顶推托架带动盾构机主体12整体平移，在顶推过程中我们将反力三角钢板9焊接在基层钢板3上（反力三角钢板的位置随着平移的移动而移动），再利用传力钢圆桶8给液压油缸7提供足够的顶推反力，从而带动始发托架6上的盾构机主体12完成平移施工。平移施工过程中应缓慢平稳进行，并且对称的两组油缸顶推时应保证同步进行，确保盾构机平稳前行。

如图6所示，测量人员须在盾构平移到达邻线始发位置前对控制坐标点、水准点、洞门中心进行复核并比较分析，最后得出盾构机进洞的方向和标高。盾构机主体12平移到达指定水平位置后在盾构机外壳四个侧面上焊接25a工字钢14，并用钢板垫平，再利用手摇式液压千斤顶13将盾构机主体12和始发托架6顶升到规定标高位置（一般规定标高比设计标高高1cm）。顶升过程中4个手摇式千斤顶同时作业以保证盾构机整体稳定性。

③后配套系统过站及盾构机整体组装调试：将盾构机后配套系统按照5#台车、4#台车、3#台车、2#台车、1#台车、后连接桥、前连接桥等吊装下井并连接好，再用电瓶车将后配套系统沿着车站底板已经铺设好的轨道推至始发井10；再对盾构机和后配套系统进行整体组装并调试。至此整个盾构平移施工完成。

Claims (2)

1.一种盾构过站始发平移施工工艺，其特征在于，包括步骤，在基层钢板（3）上设置船式构造钢板（5），船式构造钢板（5）下部对称设置8块聚四氟乙烯板（4），基层钢板（3）与船式构造钢板（5）之间涂抹黄油，将始发托架（6）与船式构造钢板（5）焊接固定，再利用液压油缸（7）顶推始发托架（6）带动盾构主体（12）整体平移。

2.根据权利要求1所述的一种盾构过站始发平移施工工艺，其特征在于，所述基层钢板（3）上焊接传力三角钢板（9），传力三角钢板（9）经传力钢圆桶（8）连接液压油缸（7）。