CN109183841A - 基于u型盾构机的预制管廊拼装施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法，将管廊安装机、运管车、U型盾构机以及挖掘机进行一体配合作业，所述管廊安装机的长度方向上的两端分别设置有前支腿和后支腿，所述前支腿和后支腿的顶端分别支撑有主梁的两端，所述管廊安装机前支腿设置在盾构机上，两者通过柱铰连接，所述主梁上滑动设置有至少一个天车，该施工方法包含盾构机前盾土方开挖、预制管廊安装、基坑回填的三大步骤，本发明在基坑开挖方面能有效减少土方开挖量、简化支护工序，提高作业效率，降低施工成本；在运架管廊方面：降低对运输路面要求，加大管廊拼装管廊吨位，提高拼装质量和拼装速度，从而安全高效进行管廊运架施工。
Description
技术领域
本发明涉及预制管廊现场拼装施工的技术领域，尤其涉及一种基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法。
背景技术
目前城市地下综合管廊的建设大多采用放坡开挖和支架现浇的施工方式，这种方式存在着现场工作量大、管廊现场浇筑质量难以保证、管廊养护时间、对周边环境影响很大等劣势；最近兴起厂内预制、管廊运输、现场拼装张拉的施工方式，这种方式现场采用挖掘机放坡开挖、管廊采用常规挂车运输、汽车吊或者履带吊等吊装形式。由于管廊基坑旁边附坡大、附坡上承载问题，导致吊车站位远，只能起吊小吨位管廊拼装。另外由于采用吊装钢丝绳较长，影响管廊拼装精度。随着盾构机挖掘技术和高铁预制箱梁运架技术的日益成熟，如何综合应用成熟技术，进行安全、经济、高效的预制管廊建设，是亟待解决的问题。
为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法，在基坑开挖方面减少土方开挖量、简化支护工序，提高作业效率，降低施工成本；在运架管廊方面：降低对运输路面要求，加大管廊拼装管廊吨位，提高拼装质量和拼装速度，从而安全高效进行管廊运架施工。
为解决上述问题，本发明公开了一种基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法，将管廊安装机、运管车、U型盾构机以及挖掘机进行一体配合作业，所述管廊安装机的长度方向上的两端分别设置有前支腿和后支腿，所述前支腿和后支腿的顶端分别支撑有主梁的两端，所述管廊安装机前支腿设置在盾构机上，两者通过柱铰连接，所述主梁上滑动设置有至少一个天车，其特征在于该施工方法包含如下步骤：
步骤一：盾构机前盾土方开挖，U型盾构机的前盾土方采用挖掘机开挖，开挖出的土方用自卸车运至弃土场或运至现场回填；
步骤二：预制管廊安装，通过运管车将预制管廊运入，并通过管廊安装机进行预制管廊的定位并进行预制管廊的准确安装；
步骤三：基坑回填，根据预制管廊拼装速度及时回填基坑。
其中：在步骤一中，所述挖掘机在纵向分2层同时开挖，且开挖面形成圆弧状，开挖至距基底顶一定厚度停止，基底预留土方利用U型盾构机前盾底部推板推平。
其中：在步骤一中，所述U型盾构机前盾土方开挖的同时操控U型盾构机从上至下依次前部插板，对前部开挖区域形成临时支撑，将底部推板依次推平，操控U型盾构机低速低压伸出顶推油缸，调节顶推参数，推动设备前移，至顶推油缸行程接近完全伸出，操控U型盾构机低速低压伸出顶推油缸与预制管廊的端头接触，操控U型盾构机的动力系统并根据设备整体移动情况调整操控参数，推动U型盾构机和管廊安装机前移，在盾尾形成管廊安装空间后，浇筑素混凝土垫层。
其中：在步骤二中包括如下子步骤：
子步骤A：运管车运输预制管廊驶入管廊安装机内采用卧式方式运输的，运管车将其翻转90°，将管廊竖立；
子步骤B：管廊安装机天车吊起预制管廊，运管车驶出；
子步骤C：管廊安装机天车吊起预制管廊后旋转90度；
子步骤D：所述天车吊起预制管廊走行到位；
子步骤E：预制管廊降低、对位，横向对位采用辅助油缸辅助对位，纵向对位采用U型盾构机的尾盾顶推油缸顶推顶紧管廊；
子步骤F：所述管廊安装机走行到下一管位；
子步骤G：预制管廊节段间涂刷强力结构胶粘结，拼缝间设一道遇水膨胀橡胶止水条。预制管廊多个节段组成一个大管廊节，单个大管廊节内部多个节段整体张拉，相连大管廊节段间再张拉，张拉采用预应力筋对称张拉。
其中：在步骤三中，预制管廊拼装完成后，盾构机向前推进过程中，混凝土回填至管廊顶部位置，其上面采用适宜回填的开挖土方回填，分层、分段回填夯实。
其中：还能适用于倒虹段、交叉口的特殊节点施工工况，在进行倒虹段、交叉口等特殊节点的施工包含如下步骤：
步骤一：管廊安装机完成倒虹段、交叉口后方预制管廊安装；
步骤二：U型盾构机利用型钢反力架、架管机利用钢便桥通过倒虹段、交叉口；
步骤三：管廊安装机完成倒虹段、交叉口前方预制管廊安装；
步骤四：管廊模板支架现浇方案完成倒虹段、交叉口施工。
通过上述结构可知，本发明的基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法具有如下效果：
1、能够快速、安全的建设地下管廊，从而加快施工进度和节约成本投入，安装的过程和装置更为简单方便，成本更为可控，且在后面喂梁无需侧方地面硬化，进一步节约费用；
2、该施工方法适用于基坑深度＞7m的情况，U型盾构+管廊安装机适用坡度小于3％、最小转弯半径800米，根据管廊设计曲线半径，调整预制厂预制管廊尺寸，实现管廊满足曲线要求。
3、该施工方法可适用于管廊安装倒虹段、交叉口等特殊节点施工节段，适应施工现场复杂工况；
4、该施工方法将盾构机放坡开挖和基坑底部进行混凝土垫层工作一体化施工，极高了施工效率，避免了大规模封路、开挖，极大地节约了施工成本。
本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1显示了本发明的基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法的示意图；
图2为U型盾构机前盾土方开挖平面示意图；
图3A为盾构机和管廊安装机前移就位示意图；
图3B为运管车驶入管廊安装机内示意图；
图3C为管廊安装机吊起管廊示意图；
图3D为管廊安装机旋转管廊90°示意图；
图3E为管廊安装机天车走行到位示意图；
图3F为管廊对位安装示意图。
具体实施方式
参见图1和2，显示了本发明的基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法。
所述基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法包含了将管廊安装机1、运管车3、U型盾构机4以及挖掘机5进行一体配合作业，其中如图1所示，所述管廊安装机1的长度方向上的两端分别设置有前支腿1-1和后支腿1-2，所述前支腿1-1和后支腿1-2的顶端分别支撑有主梁1-3的两端，所述前支腿1-1和后支腿1-2的下端皆设有滚轮与液压支腿，所述管廊安装机的前支腿1-1设置在U型盾构机4上，两者通过柱铰连接，所述主梁1-3上滑动设置有至少一个天车1-4。
其中，本发明的预制管廊拼装施工方法主要包含如下步骤：
步骤一：盾构机前盾土方开挖，参见图2所示，U型盾构机4的前盾土方采用挖掘机5开挖，开挖出的土方用自卸车运至弃土场或运至现场回填，并通过U型盾构机4形成管廊安装空间，其中，先确定好施工点，对管廊安装机周围及走行前方的土体进行盾构机放坡开挖，开挖一段锚喷一段，且优选的是，所述挖掘机5在纵向分为2层同时开挖，且开挖面形成圆弧状，从而有效提高了效率，所述U型盾构机4前盾土方开挖的同时操控U型盾构机4从上至下依次前部插板，对前部开挖区域形成临时支撑，将底部推板依次推平，操控U型盾构机4低速低压伸出顶推油缸，调节顶推参数，推动设备前移，至顶推油缸行程接近完全伸出，操控U型盾构机4低速低压伸出顶推油缸与预制管廊的端头接触，操控U型盾构机4的动力系统并根据设备整体移动情况调整操控参数，推动设备前移，在盾尾形成管廊安装空间后，浇筑素混凝土垫层。
步骤二：预制管廊安装，如图3A～3F所示，通过运管车将预制管廊运入，并通过管廊安装机进行预制管廊的定位并进行预制管廊2的准确安装，其中该步骤可包括如下子步骤：
子步骤A：如图3A所示，运管车3运输预制管廊2驶入管廊安装机1内；
子步骤B：如图3B所示，管廊安装机1的其中一天车1-4吊起预制管廊2，运管车3驶出；
子步骤C：如图3C所示，管廊安装机1的其中一天车1-4吊起预制管廊2后旋转90度；
子步骤D：如图3D所示，所述其中一天车1-4起吊预制管廊2走行到位；
子步骤E：如图3E所示，预制管廊2降低、对位，纵向对位采用辅助油缸辅助对位，利用U型盾构机4的尾盾顶推油缸顶推顶紧管廊；
子步骤F：如图3F所示，所述管廊安装机1走行到下一管位；
子步骤G：预制管廊节段间涂刷强力结构胶粘结，拼缝间设一道遇水膨胀橡胶止水条。预制管廊多个节段组成一个大管廊节，单个大管廊节内部多个节段整体张拉，相连大管廊节段间再张拉，张拉采用预应力筋对称张拉。
步骤三：基坑回填，根据预制管廊2拼装速度及时回填基坑6，基坑6侧壁回填混凝土、顶面以上回填土，回填面与预制管廊2顶面运输道路坡度不大于4％。预制管廊2拼装完成后，盾构机3向前推进过程中，采用混凝土填塞管廊外壁与土体间空隙。
其中，本发明的预制管廊拼装施工方法可以适用于倒虹段、交叉口等特殊节点施工工况，在进行倒虹段、交叉口等特殊节点的施工可包含如下步骤：
步骤一：管廊安装机1完成倒虹段、交叉口后方预制管廊2安装；
步骤二：U型盾构机4利用型钢反力架、架管机利用钢便桥通过倒虹段、交叉口；
步骤三：管廊安装机完成倒虹段、交叉口前方预制管廊安装；
步骤四：管廊模板支架现浇方案完成倒虹段、交叉口施工。
通过上述描述可知，本发明的预制管廊拼装施工方法具有如下优点：
1、能够快速、安全的建设地下管廊，从而加快施工进度和节约成本投入，安装的过程和装置更为简单方便，成本更为可控，且在后面喂梁无需侧方地面硬化，进一步节约费用；
2、该施工方法适用于基坑深度＞7m的情况，U型盾构+管廊安装机适用坡度小于3％、最小转弯半径800米，根据管廊设计曲线半径，调整预制厂预制管廊尺寸，实现管廊满足曲线要求。
3、该施工方法可适用于管廊安装倒虹段、交叉口等特殊节点施工节段，适应施工现场复杂工况；
4、该施工方法将盾构机放坡开挖和基坑底部进行混凝土垫层工作一体化施工，极高了施工效率，避免了大规模封路、开挖，极大地节约了施工成本。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
Claims (6)
1.一种基于U型盾构机的预制管廊拼装施工方法，将管廊安装机、运管车、U型盾构机以及挖掘机进行一体配合作业，所述管廊安装机的长度方向上的两端分别设置有前支腿和后支腿，所述前支腿和后支腿的顶端分别支撑有主梁的两端，所述管廊安装机前支腿设置在盾构机上，两者通过柱铰连接，所述主梁上滑动设置有至少一个天车，其特征在于该施工方法包含如下步骤：
步骤一：盾构机前盾土方开挖，U型盾构机的前盾土方采用挖掘机开挖，开挖出的土方用自卸车运至弃土场或运至现场回填；
步骤二：预制管廊安装，通过运管车将预制管廊运入，并通过管廊安装机进行预制管廊的定位并进行预制管廊的准确安装；
步骤三：基坑回填，根据预制管廊拼装速度及时回填基坑。
2.如权利要求1所述的预制管廊拼装施工方法，其特征在于：在步骤一中，所述挖掘机在纵向分2层同时开挖，且开挖面形成圆弧状，开挖至距基底顶一定厚度停止，基底预留土方利用U型盾构机前盾底部推板推平。
3.如权利要求1所述的预制管廊拼装施工方法，其特征在于：在步骤一中，所述U型盾构机前盾土方开挖的同时操控U型盾构机从上至下依次前部插板，对前部开挖区域形成临时支撑，将底部推板依次推平，操控U型盾构机低速低压伸出顶推油缸，调节顶推参数，推动设备前移，至顶推油缸行程接近完全伸出，操控U型盾构机低速低压伸出顶推油缸与预制管廊的端头接触，操控U型盾构机的动力系统并根据设备整体移动情况调整操控参数，推动U型盾构机和管廊安装机前移，在盾尾形成管廊安装空间后，浇筑素混凝土垫层。
4.如权利要求1所述的预制管廊拼装施工方法，其特征在于：在步骤二中包括如下子步骤：
子步骤A：运管车运输预制管廊驶入管廊安装机内采用卧式方式运输的，运管车将其翻转90°，将管廊竖立；
子步骤B：管廊安装机天车吊起预制管廊，运管车驶出；
子步骤C：管廊安装机天车吊起预制管廊后旋转90度；
子步骤D：所述天车吊起预制管廊走行到位；
子步骤E：预制管廊降低、对位，横向对位采用辅助油缸辅助对位，纵向对位采用U型盾构机的尾盾顶推油缸顶推顶紧管廊；
子步骤F：所述管廊安装机走行到下一管位；
子步骤G：预制管廊节段间涂刷强力结构胶粘结，拼缝间设一道遇水膨胀橡胶止水条，预制管廊多个节段组成一个大管廊节，单个大管廊节内部多个节段整体张拉，相连大管廊节段间再张拉，张拉采用预应力筋对称张拉。
5.如权利要求1所述的预制管廊拼装施工方法，其特征在于：在步骤三中，预制管廊拼装完成后，盾构机向前推进过程中，混凝土回填至管廊顶部位置，其上面采用适宜回填的开挖土方回填，分层、分段回填夯实。
6.如权利要求1所述的预制管廊拼装施工方法，其特征在于：还能适用于倒虹段、交叉口的特殊节点施工工况，在进行倒虹段、交叉口等特殊节点的施工包含如下步骤：
步骤一：管廊安装机完成倒虹段、交叉口后方预制管廊安装；
步骤二：U型盾构机利用型钢反力架、架管机利用钢便桥通过倒虹段、交叉口；
步骤三：管廊安装机完成倒虹段、交叉口前方预制管廊安装；
步骤四：管廊模板支架现浇方案完成倒虹段、交叉口施工。
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