CN106948833B - 拼装式联络通道结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了拼装式联络通道结构及其施工方法,特点是包括盾构隧道混凝土管片、盾构隧道复合管片、管片间连接体系、联络通道钢管片和联络通道混凝土管片;盾构隧道复合管片包括复合管片钢管片段、复合管片混凝土管片段和预留加固体箱,复合管片钢管片段的外侧通过连接螺栓与所述的盾构隧道混凝土管片拼装连接且其内侧与复合管片混凝土管片段一体连接,复合管片混凝土管片段的内侧通过管片间连接体系与联络通道钢管片连接,其施工方法为采用顶管法始发,盾构法推进的方式,优点是具有质量可控、与盾构隧道整体性强以及接缝防水性能高,既解决了狭小空间始发问题又可以较容易地对联络通道施工轴线进行控制。

Description

拼装式联络通道结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种联络通道结构及其施工方法,尤其是涉及一种拼装式联络通道结构及其施工方法,属于地下工程领域。
背景技术
根据《地铁设计规范》GB50157-2003中19.1.22规定:两条单线区间隧道之间,当隧道连贯长度大于600m时,应设联络通道。因此大量地铁隧道上下行线之间均设置有联络通道。目前联络通道一般为马蹄形,并采用冻结法加固后采用矿山法施工的方式,但该方法存在以下不足:(1)由于结构形式约束,较难进行机械式开挖,人工开挖速度慢且施工质量不易控制;(2)冻结法施工准备期、施工期、稳定期较长;(3)冻结施工会对土体产生扰动,同时也会对结构受力造成不利影响;(4)施工完成后,后期冻融时间长对周边环境影响大;(5)施工成本较高。针对以上问题,部分技术人员提出了顶管法联络通道施工方法,详见发明专利《地铁盾构区间隧道联络通道的施工方法》。该方法虽然采用机械式开挖,适用于狭小空间掘进的优点,但仍然需要对土体进行预加固,施工成本较高,同时顶管法施工存在施工轴线控制难的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有质量可控、与盾构隧道整体性强以及接缝防水性能高的拼装式联络通道结构及其施工方法,该方法为顶推结合型施工方法,采用顶管法始发,盾构法推进的方式,既解决了狭小空间始发问题,又可以较容易地对联络通道施工轴线进行控制。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:
1、一种拼装式联络通道结构,包括盾构隧道混凝土管片、盾构隧道复合管片、管片间连接体系、联络通道钢管片和联络通道混凝土管片;
所述的盾构隧道复合管片包括复合管片钢管片段、复合管片混凝土管片段和预留加固体箱,所述的复合管片钢管片段的外侧通过连接螺栓与所述的盾构隧道混凝土管片拼装连接且其内侧与所述的复合管片混凝土管片段一体连接,所述的复合管片混凝土管片段的内侧通过管片间连接体系与所述的联络通道钢管片连接;所述的预留加固体箱设置在所述的复合管片钢管片段面向盾构隧道内侧的面内;
所述的管片间连接体系包括注浆密封加固体、刚性加固体、止水密封垫、密封板和密封螺栓,所述的注浆密封加固体位于所述的复合管片混凝土管片段、所述的刚性加固体和所述的联络通道钢管片三者之间;所述的刚性加固体通过焊接的方式一部分固定在所述的预留加固体箱内且其另一部分固定在所述的联络通道钢管片内;所述的止水密封垫的下表面密贴在所述的联络通道钢管片、所述的刚性加固体和所述的复合管片钢管片段面向盾构隧道内侧的面上且其上表面密贴在所述的密封板的底面,所述的密封板通过所述的密封螺栓整体式固定在所述的复合管片钢管片段、所述的刚性加固体和所述的联络通道钢管片上,所述的联络通道钢管片位于联络通道两端,所述的联络通道混凝土管片拼装于两端所述的联络通道钢管片之间。
所述的盾构隧道混凝土管片为预制结构,所述的盾构隧道混凝土管片的管片之间通过连接螺栓拼装连接;所述的盾构隧道复合管片为预制结构,所述的复合管片钢管片段的各管片之间、所述的复合管片混凝土管片段的各管片之间、所述的复合管片钢管片段、与所述的盾构隧道混凝土管片之间以及所述的复合管片混凝土管片段与所述的盾构隧道混凝土管片之间均采用连接螺栓连接;所述的联络通道钢管片为预制结构,所述的联络通道钢管片的各管片之间通过连接螺栓拼装连接成圆环形;所述的联络通道混凝土管片为预制结构,所述的联络通道混凝土管片的各管片之间通过连接螺栓拼装连接;所述的联络通道钢管片与所述的联络通道混凝土管片之间通过连接螺栓拼装连接。
所述的联络通道钢管片设置有联络通道钢管片注浆孔;所述的联络通道混凝土管片设置有联络通道混凝土管片注浆孔。
所述的注浆密封加固体为水泥浆加固体;所述的刚性加固体和所述的密封板均为表面涂有防火防锈涂层的钢铁材料;所述的止水密封垫为高分子橡胶材料;联络通道结构处每环盾构隧道包含两块盾构隧道复合管片。
2、上述拼装式联络通道结构的施工方法,步骤如下:
(1)联络通道轴线定位;
(2)移动式预应力支撑体系架设;
(3)始发密封舱与盾构主机同步安装;
(4)盾构机密封接收系统安装;
(5)始发侧顶推式反力架安装;
(6)盾构机顶管法始发掘进;
(7)始发侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵;
(8)联络通道盾构机盾构法掘进施工;
(9)盾构机进洞接收并进行接收侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵;
(10)始发密封舱、密封接收系统、盾构机拆除;
(11)接收侧多余联络通道钢管片切除并进行始发侧与接收侧刚性加固体焊接加固;
(12)止水密封垫和密封板安装,并撤离移动式预应力支撑体系,即完成拼装式联络通道结构的施工过程。
具体步骤如下:
(1)联络通道轴线定位
首先通过全站仪确定两条盾构隧道复合管片的三维坐标,进一步根据两条所述的盾构隧道复合管片的三维坐标确定联络通道轴线;
(2)移动式预应力支撑体系架设
所述的移动式预应力支撑体系包括门式钢支撑、若干个预应力施加装置和一对伸缩式滚轮,所述的一对伸缩式滚轮对称设置在所述的门式钢支撑的底部,若干个所述的预应力施加装置均布在所述的门式钢支撑的外壁,每个所述的预应力施加装置的底部固定设置有预应力撑靴,所述的预应力撑靴与盾构隧道内壁贴合抵接,将所述的移动式预应力支撑体系通过所述的伸缩式滚轮在盾构隧道内移动至预定位置后,由所述的预应力施加装置通过所述的预应力撑靴向盾构隧道内壁施加预应力;提高隧道的整体刚度减小联络通道施工引起的隧道变形;
(3)始发密封舱与盾构主机同步安装
将所述的盾构主机预先置于所述的始发密封舱内,然后将所述的始发密封舱固定在始发侧所述的盾构隧道复合管片上;
(4)盾构机密封接收系统安装
所述的盾构机密封接收系统包括接收密封桶、接收密封桶阀门和泥浆,接收密封桶阀门设置在接收密封桶的外壁,泥浆填充在接收密封桶内,先将接收密封桶通过焊接或者螺栓锚固的方式安装到接收侧所述的盾构隧道复合管片上,然后通过所述的接收密封桶阀门将所述的泥浆充满到所述的密封桶内;
(5)始发侧顶推式反力架安装
所述的顶推式反力架包括门式框架、前置顶推装置和后置顶推装置,前置顶推装置一端顶在所述的盾构主机上且其另一端固定在所述的门式框架上,所述的后置顶推装置一端顶在所述的门式钢支撑内壁且其另一端固定在所述的门式框架上,将所述的门式框架置于所述的门式钢支撑内,所述的门式框架通过所述的后置顶推装置提供反力,同时所述的门式框架通过所述的前置顶推装置的顶进使所述的盾构主机向前移动;
(6)盾构机顶管法始发掘进
所述的盾构机包括盾构主机、盾构铰接模块、盾构顶推模块、盾尾模块和管片拼装模块,所述的盾构铰接模块通过螺栓栓接在所述的盾构主机上,所述的盾构顶推模块固接在所述的盾构铰接模块上,所述的管片拼装模块固定安装在所述的盾构顶推模块上,所述的盾尾模块固定连接在所述的盾构顶推模块的尾部;将所述的盾构主机通过所述的前置顶推装置顶推向前始发运动,顶推过程中逐步安装所述的盾构铰接模块、所述的盾构顶推模块、所述的管片拼装模块、所述的盾尾模块,同时采用所述的管片拼装模块拼装所述的联络通道钢管片,所述的联络通道钢管片拼装完成后,所述的前置顶推装置通过所述的顶推联络通道钢管片进而顶推盾构机向前掘进施工,顶推一定距离后在所述的盾尾模块的尾部安装顶推用负环,然后所述的前置顶推装置通过顶推所述的顶推用负环进而顶推盾构机向前掘进施工直至所述的联络通道钢管片尾端与盾构隧道内弧面平齐,盾构顶管法始发过程中通过盾构刀盘直接切削复合管片混凝土管片段的方式破除盾构隧道;
(7)始发侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵
通过所述的盾构顶推模块的盾构顶推千斤顶顶推所述的联络通道钢管片使盾构机沿所述的联络通道轴线向前盾构法掘进施工直至所述的盾尾模块的尾端与盾构隧道外弧面平齐,而后通过联络通道钢管片注浆孔向始发侧所述的联络通道钢管片与所述的盾构隧道复合管片间间隙进行注浆封堵形成注浆密封加固体;
(8)联络通道盾构机盾构法掘进施工
通过所述的盾构顶推模块的盾构顶推千斤顶顶推所述的联络通道钢管片使盾构机沿所述的联络通道轴线向前盾构法掘进施工,同时采用所述的管片拼装模块拼装始发侧所述的联络通道钢管片,拼好后再采用所述的管片拼装模块拼装所述的联络通道混凝土管片,进一步通过所述的盾构顶推千斤顶顶推所述的联络通道混凝土管片使盾构机沿所述的联络通道轴线向前盾构法掘进施工,同时采用所述的管片拼装模块拼装所述的联络通道混凝土管片,拼好后再采用所述的管片拼装模块拼装接收侧所述的联络通道钢管片;
(9)盾构机进洞接收并进行接收侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵
继续通过盾构法使盾构机沿所述的联络通道轴线向前掘进施工,通过盾构机直接切削盾构隧道复合管片混凝土管片段,盾构机不断向前掘进进入所述的盾构机密封接收系统,直至所述的盾尾模块的尾端与盾构隧道内弧面平齐,而后通过联络通道钢管片注浆孔向接收侧所述的联络通道钢管片与所述的盾构隧道复合管片间间隙进行注浆封堵形成注浆密封加固体;
(10)所述的始发密封舱、所述的密封接收系统和所述的盾构机拆除;
(11)接收侧多余联络通道钢管片切除并进行始发侧与接收侧刚性加固体焊接加固
切除接收侧多余的所述的联络通道钢管片直至所述的联络通道钢管片末端与盾构隧道内弧面平齐,切割部分所述的联络通道钢管片直至所述的刚性加固体恰好可置入预留加固体箱和切割后的所述的联络通道钢管片内,而后将所述的刚性加固体焊接在所述的联络通道钢管片和所述的复合管片钢管片段上;
(12)止水密封垫和密封板安装,并撤离移动式预应力支撑体系
在所述的止水密封垫上涂抹胶水而后黏贴在所述的联络通道钢管片、所述的刚性加固体和所述的复合管片钢管片段上,然后将所述的密封板通过密封螺栓固定在所述的联络通道钢管片、所述的刚性加固体和所述的复合管片钢管片段上,通过不断拧紧所述的密封螺栓使所述的止水密封垫产生一定的闭合压缩量以产生较好的防水效果,最后撤离所述的移动式预应力支撑体系,即完成拼装式联络通道结构的施工工程。
步骤(3)所述的始发密封舱的尾部内壁设置有至少1道用于避免盾构始发后隧道外土体挤入隧道内的圆环状始发密封舱尾刷。
步骤(5)所述的前置顶推装置与所述的后置顶推装置均为液压千斤顶。
步骤(6)所述的盾构顶推千斤顶一端顶在所述的联络通道钢管片上且其另一端安装在所述的盾构顶推模块的固定件上,所述的盾尾模块的内壁设置有盾尾刷,所述的盾构顶推千斤顶为液压千斤顶。
与现有技术相比,本发明的优点在于:一种拼装式联络通道结构及其施工方法,包括盾构隧道混凝土管片、盾构隧道复合管片、管片间连接体系、联络通道钢管片、联络通道混凝土管片。所述盾构隧道混凝土管片、盾构隧道复合管片、联络通道钢管片、联络通道混凝土管片均为预制结构,联络通道管片间采用螺栓连接,联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间通过管片间连接体系连接,所述管片间连接体系包含注浆密封加固体、刚性加固体、止水密封垫、密封板、密封螺栓,通过管片间连接体系不仅可实现联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间的刚性联接,同时可保证联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间的防水性。本发明还公开了上述拼装式联络通道结构的施工方法,具体为顶管法与盾构法相结合顶推结合型施工方法,所述顶推结合型施工方法,在隧道内空间不足的情况下通过顶管法始发盾构机,始发完成后采用盾构法进行开挖施工。本发明的拼装式联络通道结构及其所采用的施工方法具有施工机械化程度高、质量可靠、速度快、无需进行土体预加固、造价低、环境扰动小的优点。
附图说明
图1为本发明的拼装式联络通道结构的示意图一;
图2为本发明的盾构隧道复合管片示意图;
图3为本发明的管片间连接体系示意图;
图4为本发明的拼装式联络通道结构的示意图二
图5为本发明的步骤一拼装式联络通道轴线定位示意图;
图6为本发明的步骤二移动式预应力支撑体系架设示意图;
图7为本发明的步骤三始发密封舱与盾构主机同步安装示意图;
图8为本发明的步骤四密封接收系统安装示意图;
图9为本发明的步骤五始发侧反力架安装示意图;
图10为本发明的步骤六盾构机顶管始发掘进示意图;
图11为本发明的步骤七始发侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵示意图;
图12为本发明的步骤八盾构法掘进施工示意图;
图13为本发明的步骤九盾构机进洞接收并进行接收侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵示意图;
图14为本发明的步骤十始发密封舱、密封接收系统、盾构机拆除示意图;
图15为本发明的步骤十一切除接收侧多余联络通道钢管片并进行刚性块体加固示意图;
图16为本发明的步骤十二进行止水密封垫和密封板安装并撤离移动式预应力支撑体系示意图;
各部件标号说明:
1盾构隧道混凝土管片 2盾构隧道复合管片
21复合管片钢管片段 22复合管片混凝土管片段
23预留加固体箱 3管片间连接体系
31注浆密封加固体 32刚性加固体
33止水密封垫 34密封板
35密封螺栓 4联络通道钢管片
41联络通道钢管片注浆孔 5联络通道混凝土管片
51联络通道混凝土管片注浆孔 6联络通道轴线
7移动式预应力支撑体系 71门式钢支撑
72预应力施加装置 73预应力撑靴
74伸缩式滚轮 8盾构主机
9始发密封舱 91始发密封舱尾刷
10盾构机密封接收系统 101接收密封桶
102接收密封桶阀门 103泥浆
11顶推式反力架 111门式框架
112前置顶推装置 113后置顶推装置
12盾构铰接模块 13盾构推进模块
131盾构顶推千斤顶 14盾尾模块
141盾尾刷 15管片拼装模块
16顶推用负环 17连接螺栓。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一
本发明拼装式联络通道结构如图1、图2和图4所示,主要由以下结构组成:盾构隧道混凝土管片1、盾构隧道复合管片2、管片间连接体系3、联络通道钢管片4和联络通道混凝土管片5;
盾构隧道复合管片2包括复合管片钢管片段21、复合管片混凝土管片段22和预留加固体箱23,复合管片钢管片段21的外侧通过连接螺栓17与盾构隧道混凝土管片1拼装连接且其内侧与复合管片混凝土管片段22一体连接,复合管片混凝土管片段22的内侧通过管片间连接体系3与联络通道钢管片4连接;预留加固体箱23设置在复合管片钢管片段21面向盾构隧道内侧的面内;
如图2和图3所示,管片间连接体系3包括注浆密封加固体31、刚性加固体32、止水密封垫33、密封板34和密封螺栓35,注浆密封加固体31位于复合管片混凝土管片段22、刚性加固体32和联络通道钢管片4三者之间;刚性加固体32通过焊接的方式一部分固定在预留加固体箱23内且其另一部分固定在联络通道钢管片4内;止水密封垫33的下表面密贴在联络通道钢管片4、刚性加固体32和复合管片钢管片段21面向盾构隧道内侧的面上且其上表面密贴在密封板34的底面,密封板34通过密封螺栓35整体式固定在复合管片钢管片段21、刚性加固体32和和联络通道钢管片4上,联络通道钢管片4位于联络通道两端,联络通道混凝土管片5拼装于两端的联络通道钢管片4之间。
在此具体实施例中,如图4所示,盾构隧道混凝土管片1为预制结构,盾构隧道混凝土管片1的各管片之间通过连接螺栓17拼装连接;盾构隧道复合管片2为预制结构,复合管片钢管片段21的各管片之间、复合管片混凝土管片段22的各管片之间、复合管片钢管片段21与盾构隧道混凝土管片1之间以及复合管片混凝土管片段22与盾构隧道混凝土管片1之间均采用连接螺栓17连接;联络通道钢管片4为预制结构,联络通道钢管片4的各管片之间通过连接螺栓17拼装连接成圆环形;联络通道混凝土管片5为预制结构,联络通道混凝土管片5的各管片之间通过连接螺栓17拼装连接;联络通道钢管片4与联络通道混凝土管片5之间通过连接螺栓17拼装连接。
在此具体实施例中,如图1和图2所示,联络通道钢管片4设置有联络通道钢管片注浆孔41;所述的联络通道混凝土管片5设置有联络通道混凝土管片注浆孔51。
在此具体实施例中,如图3所示,注浆密封加固体31为水泥浆加固体;刚性加固体32和密封板34均为表面涂有防火防锈涂层的钢铁材料;止水密封垫33为高分子橡胶材料,止水密封垫33在密封板34的作用下压缩密贴在联络通道钢管片4、刚性加固体32、复合管片钢管片段21上,具有较强的防水性能。
在此具体实施例中,联络通道两端与盾构隧道连接位置所用管片均为联络通道钢管片4,其中两侧联络通道钢管片4的环数需根据盾构隧道复合管片2的厚度、联络通道轴线6的长度、联络通道钢管片4环宽的实际情况进行确定;联络通道结构处每环盾构隧道包含两块盾构隧道复合管片2。
实施例二
本发明的一种拼装式联络通道结构的施工方法包括以下步骤:
a、步骤一,联络通道轴线6定位;
b、步骤二,移动式预应力支撑体系7架设;
c、步骤三,始发密封舱9与盾构主机8同步安装;
d、步骤四,盾构机密封接收系统10安装;
e、步骤五,始发侧顶推式反力架11安装;
f、步骤六,盾构机顶管法始发掘进;
g、步骤七,始发侧联络通道钢管片4与盾构隧道复合管片2间间隙的注浆封堵;
h、步骤八,联络通道盾构机盾构法掘进施工;
i、步骤九,盾构机进洞接收并进行接收侧联络通道钢管片4与盾构隧道复合管片2间间隙的注浆封堵;
j、步骤十,始发密封舱9、密封接收系统10和盾构机拆除;
k、步骤十一,接收侧多余联络通道钢管片4切除并进行始发侧与接收侧刚性加固体32焊接加固;
l、步骤十二,止水密封垫33和密封板34安装并撤离移动式预应力支撑体系。
图中显示包括:盾构隧道混凝土管片1、盾构隧道复合管片2、复合管片钢管片段21、复合管片混凝土管片段22、预留加固体箱23、管片间连接体系3、注浆密封加固体31、刚性加固体32、止水密封垫33、密封板34、密封螺栓35、联络通道钢管片4、联络通道钢管片注浆孔41、联络通道混凝土管片5、联络通道混凝土管片注浆孔51、联络通道轴线6、移动式预应力支撑体系7、门式钢支撑71、预应力施加装置72、预应力撑靴73、伸缩式滚轮74、盾构主机8、始发密封舱9、始发密封舱尾刷91、盾构机密封接收系统10、接收密封桶101、接收密封桶阀门102、泥浆103、顶推式反力架11、门式框架111、前置顶推装置112、后置顶推装置113、盾构铰接模块12、盾构推进模块13、盾构顶推千斤顶131、盾尾模块14、盾尾刷141、管片拼装模块15、顶推用负环16、连接螺栓17。拼装式联络通道结构的施工方法,具体步骤如下:
如图5所示,步骤一为联络通道轴线6定位:首先通过全站仪确定两条盾构隧道复合管片2的三维坐标,进一步根据两条盾构隧道复合管片2的三维坐标确定联络通道轴线6。
如图6所示,步骤二为移动式预应力支撑体系7架设:移动式预应力支撑体系7包括门式钢支撑71、若干个预应力施加装置72和一对伸缩式滚轮74,一对伸缩式滚轮74对称设置在门式钢支撑71的底部,若干个预应力施加装置72均布在门式钢支撑71的外壁,每个预应力施加装置72的底部固定设置有预应力撑靴73,预应力撑靴73与盾构隧道内壁贴合抵接,将移动式预应力支撑体系7通过伸缩式滚轮74在盾构隧道内移动至预定位置后,由预应力施加装置72通过预应力撑靴73向盾构隧道内壁施加预应力,提高隧道的整体刚度减小联络通道施工引起的隧道变形。
如图7所示,步骤三为始发密封舱9与盾构主机8同步安装:将盾构主机8预先置于始发密封舱9内,然后将始发密封舱9固定在始发侧盾构隧道复合管片2上,始发密封舱9的尾部内壁设置有至少1道圆环状始发密封舱尾刷91,始发密封舱尾刷91可以避免盾构始发后隧道外土体挤入隧道内。
如图8所示,步骤四为盾构机密封接收系统10安装:盾构机密封接收系统10包括接收密封桶101、接收密封桶阀门102和泥浆103,接收密封桶阀门102设置在接收密封桶101的外壁,泥浆103填充在接收密封桶101内,先将接收密封桶101通过焊接或者螺栓锚固的方式安装到接收侧盾构隧道复合管片2上,然后通过接收密封桶阀门102将泥浆103充满到密封桶101内。
如图9所示,步骤五为始发侧顶推式反力架11安装:顶推式反力架11包括门式框架111、前置顶推装置112和后置顶推装置113,前置顶推装置112一端顶在盾构主机8上且其另一端固定在门式框架111上,后置顶推装置113一端顶在门式钢支撑71内壁且其另一端固定在门式框架111上,将门式框架111置于门式钢支撑71内,门式框架111通过后置顶推装置113提供反力,同时门式框架111通过前置顶推装置112的顶进使盾构主机8向前移动,前置顶推装置112与后置顶推装置113均为液压千斤顶。
如图10所示,步骤六为盾构机顶管法始发掘进:盾构机包括盾构主机8、盾构铰接模块12、盾构顶推模块13、盾尾模块14和管片拼装模块15,盾构铰接模块12通过螺栓栓接在盾构主机8上,盾构顶推模块13固接在盾构铰接模块12上,管片拼装模块15固定安装在盾构顶推模块13上,盾尾模块14固定连接在盾构顶推模块13的尾部;将盾构主机8通过前置顶推装置112顶推向前始发运动,顶推过程中逐步安装盾构铰接模块12、盾构顶推模块13、管片拼装模块15、盾尾模块14,同时采用管片拼装模块15拼装联络通道钢管片4,联络通道钢管片4拼装完成后,前置顶推装置112通过顶推联络通道钢管片4进而顶推盾构机向前掘进施工,顶推一定距离后在盾尾模块14尾部安装顶推用负环16,然后前置顶推装置112通过顶推顶推用负环16进而顶推盾构机向前掘进施工直至联络通道钢管片4尾端与盾构隧道内弧面平齐,盾构顶管法始发过程中通过盾构刀盘直接切削复合管片混凝土管片段22的方式破除盾构隧道。盾构顶推模块13包括盾构顶推千斤顶131,盾构顶推千斤顶131一端顶在联络通道钢管片4上且其另一端安装在盾构顶推模块13的固定件上,盾尾模块14的内壁设置有盾尾刷141,盾构顶推千斤顶131为液压千斤顶。
如图11所示,步骤七为始发侧联络通道钢管片4与盾构隧道复合管片2间间隙的注浆封堵:通过盾构顶推模块13的盾构顶推千斤顶131顶推联络通道钢管片4使盾构机沿联络通道轴线6向前盾构法掘进施工直至盾尾模块14的尾端与盾构隧道外弧面平齐,而后通过联络通道钢管片注浆孔41向始发侧联络通道钢管片4与盾构隧道复合管片2间间隙进行注浆封堵形成注浆密封加固体31。
如图12所示,步骤八为联络通道盾构机盾构法掘进施工:通过盾构顶推模块13的盾构顶推千斤顶131顶推联络通道钢管片4使盾构机沿联络通道轴线6向前盾构法掘进施工,同时采用管片拼装模块14拼装始发侧联络通道钢管片4,拼好后再采用管片拼装模块14拼装联络通道混凝土管片5,进一步通过盾构顶推千斤顶131顶推联络通道混凝土管片5使盾构机沿联络通道轴线6向前盾构法掘进施工,同时采用管片拼装模块14拼装联络通道混凝土管片5,拼好后再采用管片拼装模块14拼装接收侧联络通道钢管片4。
如图13所示,步骤九为盾构机进洞接收并进行接收侧联络通道钢管片4与盾构隧道复合管片2间间隙的注浆封堵:同样通过盾构法使盾构机沿联络通道轴线6向前掘进施工,通过盾构机直接切削盾构隧道复合管片混凝土管片段22,盾构机不断向前掘进进入盾构机密封接收系统10,直至盾尾模块14的尾端与盾构隧道内弧面平齐,而后通过联络通道钢管片注浆孔41向接收侧联络通道钢管片4与盾构隧道复合管片2间间隙进行注浆封堵形成注浆密封加固体31。
如图14所示,步骤十为始发密封舱9、密封接收系统10、盾构机拆除。
如图15所示,步骤十一为接收侧多余联络通道钢管片4切除并进行始发侧与接收侧刚性加固体32焊接加固:切除接收侧多余的联络通道钢管片4直至联络通道钢管片4末端与盾构隧道内弧面平齐,切割部分联络通道钢管片4直至刚性加固体32恰好可置入预留加固体箱23和切割后的联络通道钢管片4内,而后将刚性加固体32焊接在联络通道钢管片4和复合管片钢管片段21上。
如图16所示,步骤十二为止水密封垫33和密封板34安装,并撤离移动式预应力支撑体系7:在止水密封垫33上涂抹胶水而后黏贴在联络通道钢管片4、刚性加固体32、复合管片钢管片段21上,然后将密封板34通过密封螺栓35固定在联络通道钢管片4、刚性加固体32和复合管片钢管片段21上,通过不断拧紧密封螺栓35使止水密封垫33产生一定的闭合压缩量以产生较好的防水效果,最后撤离移动式预应力支撑体系7,即完成拼装式联络通道结构的施工工程。
上述的对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种拼装式联络通道结构,其特征在于:包括盾构隧道混凝土管片、盾构隧道复合管片、管片间连接体系、联络通道钢管片和联络通道混凝土管片;
所述的盾构隧道复合管片包括复合管片钢管片段、复合管片混凝土管片段和预留加固体箱,所述的复合管片钢管片段的外侧通过连接螺栓与所述的盾构隧道混凝土管片拼装连接且其内侧与所述的复合管片混凝土管片段一体连接,所述的复合管片混凝土管片段的内侧通过管片间连接体系与所述的联络通道钢管片连接;所述的预留加固体箱设置在所述的复合管片钢管片段面向盾构隧道内侧的面内;所述的管片间连接体系包括注浆密封加固体、刚性加固体、止水密封垫、密封板和密封螺栓,所述的注浆密封加固体位于所述的复合管片混凝土管片段、所述的刚性加固体和所述的联络通道钢管片三者之间;所述的刚性加固体通过焊接的方式一部分固定在所述的预留加固体箱内且其另一部分固定在所述的联络通道钢管片内;所述的止水密封垫的下表面密贴在所述的联络通道钢管片、所述的刚性加固体和所述的复合管片钢管片段面向盾构隧道内侧的面上且其上表面密贴在所述的密封板的底面,所述的密封板通过所述的密封螺栓整体式固定在所述的复合管片钢管片段、所述的刚性加固体和所述的联络通道钢管片上,所述的联络通道钢管片位于联络通道两端,所述的联络通道混凝土管片拼装于两端所述的联络通道钢管片之间,所述的盾构隧道混凝土管片为预制结构,所述的盾构隧道混凝土管片的管片之间通过连接螺栓拼装连接;所述的盾构隧道复合管片为预制结构,所述的复合管片钢管片段的各管片之间、所述的复合管片混凝土管片段的各管片之间、所述的复合管片钢管片段与所述的盾构隧道混凝土管片之间以及所述的复合管片混凝土管片段与所述的盾构隧道混凝土管片之间均采用连接螺栓连接;所述的联络通道钢管片为预制结构,所述的联络通道钢管片的各管片之间通过连接螺栓拼装连接成圆环形;所述的联络通道混凝土管片为预制结构,所述的联络通道混凝土管片的各管片之间通过连接螺栓拼装连接;所述的联络通道钢管片与所述的联络通道混凝土管片之间通过连接螺栓拼装连接,所述的联络通道钢管片设置有联络通道钢管片注浆孔;所述的联络通道混凝土管片设置有联络通道混凝土管片注浆孔。
2.根据权利要求1所述的拼装式联络通道结构,其特征在于:所述的注浆密封加固体为水泥浆加固体;所述的刚性加固体和所述的密封板均为表面涂有防火防锈涂层的钢铁材料;所述的止水密封垫为高分子橡胶材料;联络通道结构处每环盾构隧道包含两块盾构隧道复合管片。
3.一种权利要求1-2中任一项所述的拼装式联络通道结构的施工方法,其特征在于步骤如下:
(1)联络通道轴线定位;
(2)移动式预应力支撑体系架设;
(3)始发密封舱与盾构主机同步安装;
(4)盾构机密封接收系统安装;
(5)始发侧顶推式反力架安装;
(6)盾构机顶管法始发掘进;
(7)始发侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵;
(8)联络通道盾构机盾构法掘进施工;
(9)盾构机进洞接收并进行接收侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵;
(10)始发密封舱、密封接收系统、盾构机拆除;
(11)接收侧多余联络通道钢管片切除并进行始发侧与接收侧刚性加固体焊接加固;
(12)止水密封垫和密封板安装,并撤离移动式预应力支撑体系,即完成拼装式联络通道结构的施工过程。
4.权利要求3所述的拼装式联络通道结构的施工方法,其特征在于具体步骤如下:
(1)联络通道轴线定位
首先通过全站仪确定两条盾构隧道复合管片的三维坐标,进一步根据两条所述的盾构隧道复合管片的三维坐标确定联络通道轴线;
(2)移动式预应力支撑体系架设
所述的移动式预应力支撑体系包括门式钢支撑、若干个预应力施加装置和一对伸缩式滚轮,所述的一对伸缩式滚轮对称设置在所述的门式钢支撑的底部,若干个所述的预应力施加装置均布在所述的门式钢支撑的外壁,每个所述的预应力施加装置的底部固定设置有预应力撑靴,所述的预应力撑靴与盾构隧道内壁贴合抵接,将所述的移动式预应力支撑体系通过所述的伸缩式滚轮在盾构隧道内移动至预定位置后,由所述的预应力施加装置通过所述的预应力撑靴向盾构隧道内壁施加预应力;提高隧道的整体刚度减小联络通道施工引起的隧道变形;
(3)始发密封舱与盾构主机同步安装
将所述的盾构主机预先置于所述的始发密封舱内,然后将所述的始发密封舱固定在始发侧所述的盾构隧道复合管片上;
(4)盾构机密封接收系统安装
所述的盾构机密封接收系统包括接收密封桶、接收密封桶阀门和泥浆,接收密封桶阀门设置在接收密封桶的外壁,泥浆填充在接收密封桶内,先将接收密封桶通过焊接或者螺栓锚固的方式安装到接收侧所述的盾构隧道复合管片上,然后通过所述的接收密封桶阀门将所述的泥浆充满到所述的密封桶内;
(5)始发侧顶推式反力架安装
所述的顶推式反力架包括门式框架、前置顶推装置和后置顶推装置,前置顶推装置一端顶在所述的盾构主机上且其另一端固定在所述的门式框架上,所述的后置顶推装置一端顶在所述的门式钢支撑内壁且其另一端固定在所述的门式框架上,将所述的门式框架置于所述的门式钢支撑内,所述的门式框架通过所述的后置顶推装置提供反力,同时所述的门式框架通过所述的前置顶推装置的顶进使所述的盾构主机向前移动;
(6)盾构机顶管法始发掘进
所述的盾构机包括盾构主机、盾构铰接模块、盾构顶推模块、盾尾模块和管片拼装模块,所述的盾构铰接模块通过螺栓栓接在所述的盾构主机上,所述的盾构顶推模块固接在所述的盾构铰接模块上,所述的管片拼装模块固定安装在所述的盾构顶推模块上,所述的盾尾模块固定连接在所述的盾构顶推模块的尾部;将所述的盾构主机通过所述的前置顶推装置顶推向前始发运动,顶推过程中逐步安装所述的盾构铰接模块、所述的盾构顶推模块、所述的管片拼装模块、所述的盾尾模块,同时采用所述的管片拼装模块拼装所述的联络通道钢管片,所述的联络通道钢管片拼装完成后,所述的前置顶推装置通过所述的顶推联络通道钢管片进而顶推盾构机向前掘进施工,顶推一定距离后在所述的盾尾模块的尾部安装顶推用负环,然后所述的前置顶推装置通过顶推所述的顶推用负环进而顶推盾构机向前掘进施工直至所述的联络通道钢管片尾端与盾构隧道内弧面平齐,盾构顶管法始发过程中通过盾构刀盘直接切削复合管片混凝土管片段的方式破除盾构隧道;
(7)始发侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵
通过所述的盾构顶推模块的盾构顶推千斤顶顶推所述的联络通道钢管片使盾构机沿所述的联络通道轴线向前盾构法掘进施工直至所述的盾尾模块的尾端与盾构隧道外弧面平齐,而后通过联络通道钢管片注浆孔向始发侧所述的联络通道钢管片与所述的盾构隧道复合管片间间隙进行注浆封堵形成注浆密封加固体;
(8)联络通道盾构机盾构法掘进施工
通过所述的盾构顶推模块的盾构顶推千斤顶顶推所述的联络通道钢管片使盾构机沿所述的联络通道轴线向前盾构法掘进施工,同时采用所述的管片拼装模块拼装始发侧所述的联络通道钢管片,拼好后再采用所述的管片拼装模块拼装所述的联络通道混凝土管片,进一步通过所述的盾构顶推千斤顶顶推所述的联络通道混凝土管片使盾构机沿所述的联络通道轴线向前盾构法掘进施工,同时采用所述的管片拼装模块拼装所述的联络通道混凝土管片,拼好后再采用所述的管片拼装模块拼装接收侧所述的联络通道钢管片;
(9)盾构机进洞接收并进行接收侧联络通道钢管片与盾构隧道复合管片间间隙的注浆封堵
继续通过盾构法使盾构机沿所述的联络通道轴线向前掘进施工,通过盾构机直接切削盾构隧道复合管片混凝土管片段,盾构机不断向前掘进进入所述的盾构机密封接收系统,直至所述的盾尾模块的尾端与盾构隧道内弧面平齐,而后通过联络通道钢管片注浆孔向接收侧所述的联络通道钢管片与所述的盾构隧道复合管片间间隙进行注浆封堵形成注浆密封加固体;
(10)所述的始发密封舱、所述的密封接收系统和所述的盾构机拆除;
(11)接收侧多余联络通道钢管片切除并进行始发侧与接收侧刚性加固体焊接加固
切除接收侧多余的所述的联络通道钢管片直至所述的联络通道钢管片末端与盾构隧道内弧面平齐,切割部分所述的联络通道钢管片直至所述的刚性加固体恰好可置入预留加固体箱和切割后的所述的联络通道钢管片内,而后将所述的刚性加固体焊接在所述的联络通道钢管片和所述的复合管片钢管片段上;
(12)止水密封垫和密封板安装,并撤离移动式预应力支撑体系在所述的止水密封垫上涂抹胶水而后黏贴在所述的联络通道钢管片、所述的刚性加固体和所述的复合管片钢管片段上,然后将所述的密封板通过密封螺栓固定在所述的联络通道钢管片、所述的刚性加固体和所述的复合管片钢管片段上,通过不断拧紧所述的密封螺栓使所述的止水密封垫产生一定的闭合压缩量以产生较好的防水效果,最后撤离所述的移动式预应力支撑体系,即完成拼装式联络通道结构的施工工程。
5.根据权利要求4所述的拼装式联络通道结构的施工方法,其特征在于:步骤(3)所述的始发密封舱的尾部内壁设置有至少1道用于避免盾构始发后隧道外土体挤入隧道内的圆环状始发密封舱尾刷。
6.根据权利要求4所述的拼装式联络通道结构的施工方法,其特征在于:步骤(5)所述的前置顶推装置与所述的后置顶推装置均为液压千斤顶。
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