CN109882192A - Tbm始发井竖井施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了TBM始发井竖井施工方法，包括：竖井锁口圈梁施工、竖井井身施工以及竖井衬砌施工。本发明中的TBM始发井竖井施工方法，通过设计竖井锁口圈梁施工、竖井井身施工以及竖井衬砌施工三大步骤，提高了TBM始发井的挖掘施工效率和安全性，降低了施工成本，提高了施工的可行性，本发明的TBM始发井竖井施工方法具有广泛的实用性。

Description

TBM始发井竖井施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及TBM始发井竖井施工方法。

背景技术

TBM是一种用于硬岩隧道施工的掘进机，TBM施工是施工、掘进、出渣、衬砌、灌浆等一次完工的隧道施工方法，具有高效、快速、优质、安全等特点，越来越多地应用到隧道等地下工程领域中。TBM施工时，需要在挖掘地层形成竖井作为TBM的始发井，目前的竖井一般都是人工自上而下掘进，当够一定深度以后，再由下向上砌壁，掘进和砌壁交替进行，有时在砌壁之前还需要向井壁上喷浆，工序众多，施工繁琐，并且效率极低。

发明内容

为解决现有技术中，TBM始发井存在的工序众多、施工繁琐、效率极低的技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明中的TBM始发井竖井施工方法，包括以下步骤：

步骤S01，竖井锁口圈梁施工；

步骤S02，竖井井身施工；

步骤S03，竖井衬砌施工。

进一步，步骤S01中包括如下步骤：

步骤S011，施工准备，测量放线，人工开挖探沟探明竖井周围地下管线，地下管线改迁；

步骤S012，井口开挖，锁口圈基坑开挖时采取拉槽开挖，并在小里程侧设一临时积水坑，防止地基受雨水侵泡，按照设计尺寸在地面画出竖井开挖轮廓线，按照轮廓线采用机械开挖，人工配合修整，开挖成型后及时封闭底部和侧壁；

步骤S013，锁口圈梁钢筋绑扎，主筋接头采用直螺纹连接，其他钢筋采用焊接搭接，焊接采用单焊；

步骤S014，锁口圈梁模板支撑，模板采用木模板，支撑采用脚手架支撑体系；

步骤S015，锁口圈梁混凝土浇注，混凝土浇注采用振捣棒进行振捣，锁口圈梁浇注一次完成，分层浇注，两侧混凝土浇注面高差不超过0.5米；

进一步，步骤S02中包括如下步骤：

步骤S021，施工准备，进行测量控制，将测量控制网布设到竖井附近，合理布设趋近控制导线，根据施工进度，及时进行测量控制点的测放；

步骤S022，平面控制，以趋近导线为依据，根据设计图纸测放出竖井控制点和线，包括竖井边线、竖井中心点，并测设护桩，用水泥钢钉桩将控制点位置标识出；

步骤S023，高程控制，对锁口圈梁高程控制和竖井格栅竖向进尺的控制；

步骤S024，竖井爆破开挖；

步骤S025，砂浆锚杆施工；

步骤S026，格栅钢架施工，首先制作格栅钢架，格栅钢架主筋在加工厂用分段焊接加工成型，加工后在地面进行试拼，然后送至现场完成格栅钢架安装；

步骤S027，钢筋网施工，钢筋进场后首先应进行调直，然后按所需长度下料，把下好料的钢筋加工成钢筋网片，节点处全部采用电焊焊接，将钢筋网按照要求绑扎在锚杆上，钢筋网挂设完毕后进行自检；

步骤S028，喷射混凝土施工，混凝土材料在拌和站集中拌和，由运输车运输通过溜管到作业面，竖井开挖完成后检查断面合格后，再进行喷射混凝土。

进一步，步骤S024中包括如下步骤：

步骤S0241，布孔，根据设计方案的孔网参数进行布孔；

步骤S0242，钻孔，按布孔位置、钻孔方向和钻孔深度进行钻孔；

步骤S0243，验孔，用炮杆或卷尺逐孔检查孔排距、孔向及孔深，若不合要求应及时修正；

步骤S0244，装药，按单孔装药量进行每次爆破作业的炮孔装药，深孔爆破的主爆孔和浅孔爆破的炮孔，采用耦合装药结构，装药过程中，应随时用炮棍测量孔深，防止装药卡孔而造成填塞长度不足；

步骤S0245，填塞，利用钻孔所排出的岩屑混合部分黄泥进行填塞；

步骤S0246，联网，根据爆破方案所确定的网络联接方式进行联接；

步骤S0247，起爆；

步骤S0248，出渣，将爆破后的渣土从竖井内清除。

进一步，步骤S025中包括如下步骤：

步骤S0251，锚杆安装孔钻孔，钻孔方法采用钻机直接钻至规定深度，然后退出钻孔，采用高压风将孔内沙石清理干净，安设锚杆并进行孔口密封止浆处理，配置浆液进行注浆施工；

步骤S0252，锚杆的制作，锚杆采用断筋机进行加工，少量制作采用砂轮切割机，不允许采用电焊或氧焊切锚杆，制作好的锚杆清除油污，不得有锈蚀；

步骤S0253，检查钻孔，测量钻孔的深度是否达到设计规定的深度，检查钻孔内是否存在钻屑，钻孔是否平直；

步骤S0254，安装锚杆，锚杆杆体插入孔体深度不应小于锚杆设计长度的95％，安装角度与钻孔角度保持一致；

步骤S0255，锚杆注浆，将锚杆接好，开动注浆机，先进行注水试验，检查管路是否堵塞或漏浆，然后正式开始注水泥单液浆，当注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计注浆终压时可结束注浆。

进一步，步骤S03中包括如下步骤：

步骤S031，施工准备，测量组准确放出竖井结构轴线和内净空边线，并对施工班组、现场领工员及值班技术员进行详细交底，施工班组严格按测量放样成果及测量交底进行施工；

步骤S032，底板浇筑，各层浇筑采用满堂架木模浇筑，立模高度以每层层高和每层环圈梁高度控制，环圈梁留出预留孔楼板的钢筋接头；

步骤S033，竖井防水，防水卷材铺设前进行基面处理，割除初支面上的钢筋头并用砂浆抹平、初支面上阴阳角抹平处理、欠挖部位处理和超挖部位回填平整；

步骤S034，墙体和环圈梁钢筋绑扎；

步骤S035，墙体和环圈梁钢筋绑扎立模；

步骤S036，墙体和环圈梁浇筑；

步骤S037，顶板环圈梁钢筋绑扎；

步骤S038，顶板环圈梁和龙门吊轨道基础浇筑。

本发明中的TBM始发井竖井施工方法，与现有技术相比，其有益效果为：

本发明中的TBM始发井竖井施工方法，通过设计竖井锁口圈梁施工、竖井井身施工以及竖井衬砌施工三大步骤，提高了TBM始发井的挖掘施工效率和安全性，降低了施工成本，提高了施工的可行性，本发明的TBM始发井竖井施工方法具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明中TBM始发井竖井施工方法的流程图；

图2是本发明中竖井锁口圈梁施工的流程图；

图3是本发明中竖井井身施工的流程图；

图4是本发明中竖井衬砌施工的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明中的TBM始发井竖井施工方法，包括以下步骤：

步骤S01，竖井锁口圈梁施工。

步骤S02，竖井井身施工。

步骤S03，竖井衬砌施工。

如图2所示，步骤S01中包括如下步骤：

步骤S011，施工准备，测量放线，人工开挖探沟探明竖井周围地下管线，地下管线改迁。

步骤S012，井口开挖，锁口圈基坑开挖时采取拉槽开挖，并在小里程侧设一临时积水坑，防止地基受雨水侵泡。土方开挖时采用挖掘机开挖，开挖面预留30cm左右，采用人工修整保证成形质量及侧壁稳定。按照设计尺寸在地面画出竖井开挖轮廓线，严格按照轮廓线进行开挖，避免欠挖，也不得大锅底开挖。采用机械开挖，人工配合修整，开挖成型后及时及时封闭底部和侧壁，绑扎锁口圈梁钢筋进行混凝土浇筑。

步骤S013，锁口圈梁钢筋绑扎，钢筋绑扎严格按照设计图纸及规范要求进行施工。Φ18、Φ22的主筋接头采用直螺纹连接，其他钢筋采用焊接搭接，焊接采用单焊，焊接长度不小于10d。且位于同一连接区段内的纵向受力钢筋接头面积百分率不应大于50％。接头位置受力点相互错开35d且不小于500mm，同一截面接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总面积的百分率不大于50％。

步骤S014，锁口圈梁模板支撑，模板采用木模板，支撑采用脚手架支撑体系，以拉杆为主要支撑反力。

步骤S015，锁口圈梁混凝土浇注，钢筋绑扎、立模及支撑经检查合格后，进行锁口圈混凝土浇注，锁口圈梁混凝土一次性浇注完成。对每一批混凝土做试块，进行试验，并对试验单存档，对检测不合格的混凝土及时进行处理。混凝土浇注采用φ50mm振捣棒进行振捣，振捣遵从快插慢拔的原则。锁口圈梁浇注一次完成，分层浇注，每层浇注厚度控制在500mm左右，层间尽量缩短时间，不得出现冷缝。浇注混凝土过程中，保证两侧混凝土浇注面高差不超过0.5米，避免偏差过大引起脚手架支撑体系整体偏移。

如图3所示，步骤S02中包括如下步骤：

步骤S021，施工准备，进行测量控制，将测量控制网布设到竖井附近，合理布设趋近控制导线，根据施工进度，及时进行测量控制点的测放。

步骤S022，平面控制，以趋近导线为依据，根据设计图纸测放出竖井控制点和线，包括竖井边线、竖井中心点，并测设护桩，用水泥钢钉桩将控制点位置标识出。

步骤S023，高程控制，对锁口圈梁高程控制和竖井格栅竖向进尺的控制。

步骤S024，竖井爆破开挖。

步骤S025，砂浆锚杆施工。

步骤S026，格栅钢架施工，首先制作格栅钢架，格栅钢架主筋用Φ25的钢筋制作，按设计要求在加工厂用分段焊接加工成型，然后送至现场完成格栅钢架安装。

步骤S027，钢筋网施工，钢筋进场后首先应进行调直，然后按所需长度下料。把下好料的钢筋加工成每片为1000×1500mm钢筋网片，网格为150×150mm，节点处全部采用电焊焊接，网片应有较好的整体性，不得变形松脱。将钢筋网按照要求绑扎在锚杆上，分别紧贴在格栅拱架主筋的内侧、外侧，网片铺设平整、牢固，网片间搭接长度不小于1个网格尺寸(且不小于200mm)。钢筋网挂设完毕后进行自检，并向监理工程师报检合格后，及时喷射混凝土。

步骤S028，喷射混凝土施工，混凝土材料在拌和站集中拌和，由运输车运输通过溜管到作业面，竖井开挖完成后检查断面合格后，再进行喷射混凝土。

进一步，步骤S024中包括如下步骤：

步骤S0241，布孔，根据设计方案的孔网参数进行布孔。

步骤S0242，钻孔，按布孔位置、钻孔方向和钻孔深度进行钻孔。

步骤S0243，验孔，用炮杆或卷尺逐孔检查孔排距、孔向及孔深，若不合要求应及时修正。

步骤S0244，装药，按单孔装药量进行每次爆破作业的炮孔装药，深孔爆破的主爆孔和浅孔爆破的炮孔，采用耦合装药结构，装药过程中，应随时用炮棍测量孔深，防止装药卡孔而造成填塞长度不足。

步骤S0245，填塞，利用钻孔所排出的岩屑混合部分黄泥进行填塞。

步骤S0246，联网，根据爆破方案所确定的网络联接方式进行联接。

步骤S0247，起爆。

步骤S0248，出渣，将爆破后的渣土从竖井内清除。

进一步，步骤S025中包括如下步骤：

步骤S0251，锚杆安装孔钻孔，钻孔方法采用钻机直接钻至规定深度，然后退出钻孔，采用高压风将孔内沙石清理干净，安设锚杆并进行孔口密封止浆处理，配置浆液进行注浆施工；

步骤S0252，锚杆的制作，锚杆采用φ22螺纹钢现场制作，由于锚杆尾部要求和拱架连接，杆尾不进行套丝；锚杆应该采用断筋机进行加工，少量制作采用砂轮切割机，不允许采用电焊或氧焊切锚杆，制作好的锚杆必须清除油污，不得有锈蚀。每300根锚杆需留一组作为拉拔检查，检查的锚杆不能和拱架焊接，其尾部外露长度不小于22cm。

步骤S0253，检查钻孔，测量钻孔的深度是否达到设计规定的深度，检查钻孔内是否存在钻屑，钻孔是否平直。

步骤S0254，安装锚杆，锚杆安装前，检查钻孔的深度是否达到设计规定的深度，检查钻孔内是否存在钻屑，钻孔是否平直等。若钻孔深度不符合设计要求，则需进一步进行补钻以达到设计深度；若钻孔内存在钻屑，则采用高压风清理干净。直至合格后施做孔口密封止浆处理。安装锚杆时，采取必要的措施防止锚杆扭转、弯曲，锚杆杆体插入孔体深度不应小于锚杆设计长度的95％，安装角度与钻孔角度保持一致，安装后不能随意敲击、插拔及不得悬挂重物，并且安装后及时组织注浆。

步骤S0255，锚杆注浆，注浆机采用KBY50-70型注浆机。注浆浆液采用M20水泥浆，水泥宜用普通硅酸盐水泥，其标号不低于32.5，不得使用高铝水泥，不得使用污水，注浆压力为0.5Mpa。将注浆管按要求接好，开动注浆机，先进行注水试验，检查管路是否堵塞或漏浆，然后正式开始注M20水泥浆。当注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计注浆终压(0.5～1.0Mpa)时可结束注浆。

如图4所示，步骤S03中包括如下步骤：

步骤S031，施工准备，测量组准确放出竖井结构轴线和内净空边线，并对施工班组、现场领工员及值班技术员进行详细交底，施工班组严格按测量放样成果及测量交底进行施工；

步骤S032，底板浇筑，各层浇筑采用满堂架木模浇筑，立模高度以每层层高和每层环圈梁高度控制，环圈梁留出预留孔楼板的钢筋接头；

步骤S033，竖井防水，防水卷材铺设前进行基面处理，割除初支面上的钢筋头并用砂浆抹平、初支面上阴阳角抹平处理、欠挖部位处理和超挖部位回填平整；

步骤S034，墙体和环圈梁钢筋绑扎；

步骤S035，墙体和环圈梁钢筋绑扎立模；

步骤S036，墙体和环圈梁浇筑；

步骤S037，顶板环圈梁钢筋绑扎；

步骤S038，顶板环圈梁和龙门吊轨道基础浇筑。

步骤S03中，测量组准确放出竖井结构轴线和内净空边线，并对施工班组、现场领工员及值班技术员进行详细交底，施工班组严格按测量放样成果及测量交底进行施工。

竖井衬砌首先进行底板浇筑，各层浇筑采用满堂架木模浇筑，立模高度以每层层高和每层环圈梁高度控制，环圈梁留出预留孔楼板的钢筋接头。满堂架的设置，通过专项设计并验算合格后进行实施，在混凝土浇筑前通过项目部验收后方能进行浇筑施工。竖井衬砌相关验算详见附件：竖井模板计算书。

防水卷材铺设前必须进行基面处理，即割除初支面上的钢筋头并用砂浆抹平、初支面上阴阳角抹平处理、欠挖部位处理和超挖部位回填平整等，确保防水卷材铺设平顺、无褶皱、无污渍、无破损，严格控制防水卷材铺设的松弛度。底板防水施工前，完成保护层混凝土的浇筑。

相邻两幅防水卷材间利用材料的自粘性搭接(或采用爬模焊机焊接)，搭接宽度不小于10cm。在绑扎衬砌钢筋之前仔细撕除防水卷材及封口条上的塑料薄膜，确保防水层与二衬混凝土的粘合性。

施做衬砌钢筋时，直径大于22mm的主筋采用机械连接，连接等级不低与Ⅱ级，其余采用单面搭接焊接，焊接长度不小于10d。钢筋接头在同一连接区段内的纵向受力钢筋接头面积百分率不应大于50％，且不宜放置在拱顶、拱脚及墙角等弯矩较大处。钢筋质量检测详见表4-5钢筋安装位置的允许偏差和检验方法。

受拉区钢筋锚固长度不小于15d，受力钢筋的接头位置应相互错开50d且不小于50cm，同一截面接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率不大于50％。

纵、环向施工缝处设置水泥基渗透结晶型涂料和安装遇水膨胀止水胶(条)，并预埋可重复注浆管注浆止水。仰拱施工缝采用水泥渗透结晶涂料、遇水膨胀止水胶止水及环向的注浆管。

竖井与区间隧道A型相交1.0m左右处在施做二次衬砌时设置一道变形缝，宽度为20mm。

二衬混凝土浇注时加强振捣，规范振捣，确保混凝土平整密实，无气泡、空洞、蜂窝、麻面等。振捣时注意预埋构件的保护。竖井衬砌采用满堂架进行，由于中板全部作为预留孔在封堵时浇筑，分层高度按单层的墙高和顶部的环圈梁高度之和进行控制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.TBM始发井竖井施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01，竖井锁口圈梁施工；

步骤S02，竖井井身施工；

步骤S03，竖井衬砌施工。

2.根据权利要求1所述的TBM始发井竖井施工方法，其特征在于，步骤S01中包括如下步骤：

步骤S011，施工准备，测量放线，人工开挖探沟探明竖井周围地下管线，地下管线改迁；

步骤S012，井口开挖，锁口圈基坑开挖时采取拉槽开挖，并在小里程侧设一临时积水坑，防止地基受雨水侵泡，按照设计尺寸在地面画出竖井开挖轮廓线，按照轮廓线采用机械开挖，人工配合修整，开挖成型后及时封闭底部和侧壁；

步骤S013，锁口圈梁钢筋绑扎，主筋接头采用直螺纹连接，其他钢筋采用焊接搭接，焊接采用单焊；

步骤S014，锁口圈梁模板支撑，模板采用木模板，支撑采用脚手架支撑体系；

步骤S015，锁口圈梁混凝土浇注，混凝土浇注采用振捣棒进行振捣，锁口圈梁浇注一次完成，分层浇注，两侧混凝土浇注面高差不超过0.5米。

3.根据权利要求1所述的TBM始发井竖井施工方法，其特征在于，步骤S02中包括如下步骤：

步骤S021，施工准备，进行测量控制，将测量控制网布设到竖井附近，合理布设趋近控制导线，根据施工进度，及时进行测量控制点的测放；

步骤S022，平面控制，以趋近导线为依据，根据设计图纸测放出竖井控制点和线，包括竖井边线、竖井中心点，并测设护桩，用水泥钢钉桩将控制点位置标识出；

步骤S023，高程控制，对锁口圈梁高程控制和竖井格栅竖向进尺的控制；

步骤S024，竖井爆破开挖；

步骤S025，砂浆锚杆施工；

步骤S026，格栅钢架施工，首先制作格栅钢架，格栅钢架主筋在加工厂用分段焊接加工成型，加工后在地面进行试拼，然后送至现场完成格栅钢架安装；

步骤S027，钢筋网施工，钢筋进场后首先应进行调直，然后按所需长度下料，把下好料的钢筋加工成钢筋网片，节点处全部采用电焊焊接，将钢筋网按照要求绑扎在锚杆上，钢筋网挂设完毕后进行自检；

步骤S028，喷射混凝土施工，混凝土材料在拌和站集中拌和，由运输车运输通过溜管到作业面，竖井开挖完成后检查断面合格后，再进行喷射混凝土。

4.根据权利要求3所述的TBM始发井竖井施工方法，其特征在于，步骤S024中包括如下步骤：

步骤S0241，布孔，根据设计方案的孔网参数进行布孔；

步骤S0242，钻孔，按布孔位置、钻孔方向和钻孔深度进行钻孔；

步骤S0243，验孔，用炮杆或卷尺逐孔检查孔排距、孔向及孔深，若不合要求应及时修正；

步骤S0244，装药，按单孔装药量进行每次爆破作业的炮孔装药，深孔爆破的主爆孔和浅孔爆破的炮孔，采用耦合装药结构，装药过程中，应随时用炮棍测量孔深，防止装药卡孔而造成填塞长度不足；

步骤S0245，填塞，利用钻孔所排出的岩屑混合部分黄泥进行填塞；

步骤S0246，联网，根据爆破方案所确定的网络联接方式进行联接；

步骤S0247，起爆；

步骤S0248，出渣，将爆破后的渣土从竖井内清除。

5.根据权利要求3所述的TBM始发井竖井施工方法，其特征在于，步骤S025中包括如下步骤：

步骤S0251，锚杆安装孔钻孔，钻孔方法采用钻机直接钻至规定深度，然后退出钻孔，采用高压风将孔内沙石清理干净，安设锚杆并进行孔口密封止浆处理，配置浆液进行注浆施工；

步骤S0252，锚杆的制作，锚杆采用断筋机进行加工，少量制作采用砂轮切割机，不允许采用电焊或氧焊切锚杆，制作好的锚杆清除油污，不得有锈蚀；

步骤S0253，检查钻孔，测量钻孔的深度是否达到设计规定的深度，检查钻孔内是否存在钻屑，钻孔是否平直；

步骤S0254，安装锚杆，锚杆杆体插入孔体深度不应小于锚杆设计长度的95％，安装角度与钻孔角度保持一致；

步骤S0255，锚杆注浆，将锚杆接好，开动注浆机，先进行注水试验，检查管路是否堵塞或漏浆，然后正式开始注水泥单液浆，当注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计注浆终压时可结束注浆。

6.根据权利要求1所述的TBM始发井竖井施工方法，其特征在于，步骤S03中包括如下步骤：

步骤S031，施工准备，测量组准确放出竖井结构轴线和内净空边线，并对施工班组、现场领工员及值班技术员进行详细交底，施工班组严格按测量放样成果及测量交底进行施工；

步骤S032，底板浇筑，各层浇筑采用满堂架木模浇筑，立模高度以每层层高和每层环圈梁高度控制，环圈梁留出预留孔楼板的钢筋接头；

步骤S033，竖井防水，防水卷材铺设前进行基面处理，割除初支面上的钢筋头并用砂浆抹平、初支面上阴阳角抹平处理、欠挖部位处理和超挖部位回填平整；

步骤S034，墙体和环圈梁钢筋绑扎；

步骤S035，墙体和环圈梁钢筋绑扎立模；

步骤S036，墙体和环圈梁浇筑；

步骤S037，顶板环圈梁钢筋绑扎；

步骤S038，顶板环圈梁和龙门吊轨道基础浇筑。