CN110439574B - 用于盾构侧向平移始发与出渣运料的隧道结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于盾构侧向平移始发及出渣运料的隧道结构及施工方法,所述隧道结构包括:始发井,平移横通道,弧形出渣导洞、弧形出渣导洞扩大段,弧形出渣导洞左支洞,弧形出渣导洞右支洞,出渣联络导洞,后盲洞,出渣竖井,始发井与竖井联络通道,区间左线始发导洞,区间右线始发导洞;所述施工方法包括:步骤1,选择始发井的施工位置;步骤2,施做做始发井;步骤3,开挖平移横通道;步骤4,开挖与平移横通道连通的区间左线始发导洞、区间右线始发导洞等;步骤5,开挖与弧形出渣导洞末端连通的弧形出渣导洞扩大段及弧形出渣导洞左右支洞;本发明所述隧道结构及其施工方法的优越效果在于能够满足盾构/TBM侧向平移始发及出渣运料。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道施工结构及其施工方法,具体地说,涉及用于盾构侧向平移始发及出渣运料的隧道结构及施工方法。
背景技术
目前盾构机械化掘进因其快速、安全、环保等优势,在地下工程领域应用越来越广泛。
现有技术,为方便始发及出渣运料,盾构一般采用正线始发及正线出渣运料方式,但如果地面条件受限,盾构无法在正线组装始发或从正线隧道出渣运料,则将大大降低盾构的适用性。
中国专利申请号201710331566.6涉及一种基于暗挖区间盾构侧向分体始发施工结构,用于所述的基于暗挖区间盾构侧向分体始发施工方法,还包括:电瓶车出土运输停车隧道、盾构组装与出土竖井、盾构平移横通道、分体始发台车布置暗挖隧道、盾构转向暗挖隧道、盾构始发位置暗挖隧道、盾构隧道。该发明提供的一种基于暗挖区间盾构侧向分体始发施工方法。该专利申请技术只适用于施工地面能够直接开挖的场所,不适用于地面具有交通设施,例如火车站、地铁站、桥梁,以及地面上存在重要设施不宜施工的复杂地面情况。
又如,中国专利申请号201811133407.6涉及大直径盾构机分体始发的方法,包括如下步骤:①设备改进,将液压系统、注浆系统、控制柜、变频柜、泡沫系统、气压系统分布安装在先下井的1#台车(12)、2#台车(13)和3#台车上(14),1#台车(12)内预存放置管片(30);膨润土系统安装在后下井的4#台车(15)、5#台车(16)、6#台车(17)和7#台车(18)上,循环水系统通过延长管线与井下台车连接;井底并行设置台车轨道(31)和侧向出渣轨道(32);②盾构分体下井,盾构机(10)、连接桥(11)、1#台车(12)、2#台车(13)和3#台车(14)依序下井;③安装始发基座、负环;④在3#台车上(14)安装主皮带机(20)和侧向皮带机(22),主皮带(21)向前延伸至盾构机(10)出渣口下方,侧向皮带(23)向外且倾斜向下延伸至侧向出渣轨道(32)上方;⑤盾构机(10)掘进,用预存放置于1#台车(12)内的管片(30)进行管片拼装;⑥盾构机(10)继续掘进,利用侧向出渣轨道(32)将管片运输至2#台车(13)位置,通过横向平移装置将管片移送至2#台车(13)内;⑦通过1#台车(12)、2#台车(13)和3#台车(14)内的电瓶车轨道(33)将管片移送到拼装位置进行拼装;⑧重复循环步骤⑥、⑦至隧道掘进120m,4#台车(15)、5#台车(16)、6#台车(17)和7#台车(18)依序下井,进入常规掘进。该专利申请公开的大直径盾构机分体始发的方法,施工需要的设备庞杂,施工方法繁琐,尤其不适用于地面上存在铁路、桥梁、建筑物等重要设施,不允许在地下直接施工开挖隧道的场地。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供用于盾构侧向平移始发与出渣运料的隧道结构及施工方法。
本发明所述盾构侧向平移始发与出渣运料的隧道结构包括:始发井,平移横通道,弧形出渣导洞、弧形出渣导洞扩大段,弧形出渣导洞左支洞,弧形出渣导洞右支洞,出渣联络导洞,后盲洞,出渣竖井,始发井与竖井联络通道,区间左线始发导洞,区间右线始发导洞;其中,始发井与竖井间联络通道、出渣竖井、后盲洞依次设置在始发井左侧,始发井用于盾构吊装组装井以及后续出渣运料垂直提升通道,平移横通道设置成垂直于始发井,平移横通道与区间左线始发导洞、区间右线始发导洞联通,平移横通道用于盾构及后配套编组台车组装后,平移至区间左线始发导洞、区间右线始发导洞;弧形出渣导洞的左侧与始发井联通,右侧与弧形出渣导洞扩大段连通,弧形出渣导洞扩大段的末端分叉并分别连接弧形出渣导洞左支洞、弧形出渣导洞右支洞,弧形出渣导洞左支洞与弧形出渣导洞右支洞分别与出渣联络导洞连通并交汇于区间左线始发导洞与区间右线始发导洞,构成盾构正常掘进后的后配套编组台车出渣运料通道,也即区间左线始发导洞的后配套编组台车的出渣运料依次通过出渣联络导洞、弧形出渣导洞左支洞进入弧形出渣导洞扩大段、弧形出渣导洞进入始发井后,被垂直提升至始发井的井口运出,区间右线始发导洞的后配套编组台车出渣运料依次通过出渣联络导洞、弧形出渣导洞右支洞进入弧形出渣导洞扩大段、弧形出渣导洞进入始发井后,被垂直提升至始发井的井口运出;经由始发井与竖井联络通道与始发井联通的出渣竖井,作为出渣运料的辅助性结构;区间左线始发导洞、区间右线始发导洞的后配套编组台车能够单独利用出渣竖井垂直的出渣运料;与出渣竖井连通的后盲洞,作为盾构及后配套编组台车依次出渣运料的前进通道。
本发明还提供用于盾构侧向平移始发与出渣运料的隧道结构的施工方法。在现有技术中,对于地面上不存在铁路、桥梁、建筑物等重要设施,如图1所示,能够采用直接在地下开挖隧道结构的施工方法,盾构通过原始发井平移始发与出渣运料的施工方法的步骤如下:
步骤1A,盾构通过区间左线始发导洞与区间右线始发导洞始发的隧道结构主要为原始发井、区间左线始发导洞和区间右线始发导洞,将盾构分别在原始发井吊装后,空推至区间左线始发导洞和区间右线始发导洞始发,后配套编组台车空推至与盾构的拼接。
步骤2A,盾构自区间左线始发导洞与区间右线始发导洞始发后,后配套编组台车通过区间左线始发导洞与区间右线始发导洞运输至原始发井的井底后,采用垂直提升机构完成运出渣料。
本发明旨在地面上存在铁路、桥梁、建筑物等重要设施及地面情况不允许盾构在区间左线始发导洞和区间右线始发导洞位置的始发井组装始发及出渣运料情况下,提供一种盾构侧向平移始发及出渣运料的施工方法,具体步骤如下:
步骤1,在垂直并偏移区间左线始发导洞和区间右线始发导洞且能够施工的平坦地面,作为始发井的施工位置。
步骤2,采用倒挂井壁法施工工法施做始发井:
步骤2.1,竖向分段开挖始发井的竖井基坑,采用边开挖、边提升渣土、边进行井壁临时支护的施工工序,每竖向开挖一竖向段后施做格栅支护,直至始发井的竖井基坑开挖完成;开挖的始发井的净空尺寸大于盾构吊装净空尺寸;
步骤2.2,采用混凝土喷射机对始发井的竖井基坑进行混凝土浇筑;
步骤3,在与始发井的垂直方向,采用暗挖施工成型方法开挖平移横通道:
步骤3.1,始发井井身开挖至平移横通道拱顶时,始发井井身联立3榀格栅钢架,始发井的井身开挖至平移横通道上导洞底标高时,平移横通道破壁联立3榀格栅钢架进洞,开挖平移横通道上导洞,上导洞的左侧导洞与右侧导洞纵向错距开挖,施作初期永久支护及临时中隔壁及临时仰拱支护;
步骤3.2,平移横通道的上导洞开挖支护完成后,随始发井井身向下开挖,采用台阶法施工平移横通道的下导洞,下导洞左侧导洞与右侧导洞纵向错距开挖,施作初期永久支护,施作临时中隔壁及临时仰拱支护;
步骤3.3,平移横通道开挖初期支护完毕后,施工平移横通道的二衬混凝土结构,二衬混凝土结构施工时,每循环拆除4-8m范围临时支护,再施工制作二衬混凝土结构;
步骤4,采用与平移横通道相同的暗挖施工成型方法,开挖与平移横通道连通的区间左线始发导洞、区间右线始发导洞,以作为盾构及后配套台车平移至区间左线始发导洞、区间右线始发导和前期盾构始发阶段出渣运料水平运输通道:
步骤4.1,先行纵向相互错开开挖上部的区间左线始发导洞、区间右线始发导洞的上导洞,两侧上导洞相互错开,施做初期支护及临时支护;
步骤4.2,纵向相互错开,开挖区间左线始发导洞、区间右线始发导洞的中导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤4.3,纵向相互错开,开挖区间左线始发导洞、区间右线始发导洞的下导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤4.4,分段拆除初期支护及临时支护;
步骤4.5,在步骤4.4的基础上,对区间左线始发导洞、区间右线始发导洞施做格栅;
步骤4.6,对区间左线始发导洞、区间右线始发导洞的导洞壁面进行混凝土浇筑,每间隔3小时浇筑一次,共浇筑3次;
步骤5,采用与平移横通道相同的暗挖施工成型施工方法,施工开挖弧形出渣导洞,弧形出渣导洞采用平面曲线加直线模拟有轨运输路径构筑,平面曲线半径及弧形出渣导洞尺寸与后配套台车相一致;
步骤6,开挖与弧形出渣导洞末端连通的弧形出渣导洞扩大段及与弧形出渣导洞扩大段分别连通的弧形出渣导洞左支洞、弧形出渣导洞右支洞;
步骤7,开挖分别与弧形出渣导洞左支洞、弧形出渣导洞右支洞连通的出渣联络导洞,直至与区间左线始发导洞、区间右线始发导洞交汇对接;联通于始发井的弧形出渣导洞依次通过弧形出渣导洞扩大段、弧形出渣导洞左支洞、弧形出渣导洞右支洞、出渣联络导洞与区间左线始发导洞和区间右线始发导洞连通,作为盾构正常掘进后的后配套编组台车的出渣运料通道;
步骤8,施工开挖出渣竖井:
步骤8.1,确定竖井开挖地址,修建施工便道至竖井进口处;
步骤8.2,场坪开挖,开挖按照1:1.25坡率进行边开挖、边护坡、边支护;
步骤8.3,锁口开挖,锁口圈基坑土方开挖采用挖掘机开挖时,锁口尺寸预留20-30cm采用机械设备修补,并稳定侧壁土体,从中间向四周进行开挖;
步骤8.4,安装定位钢筋施做锁口支护,定位钢筋入土层不少于100cm,钢筋瓦片安装在定位钢筋上;
步骤8.5,竖井开挖成形后,进行初喷混凝土支护,混凝土初喷厚度不少于20mm,喷射砼强度为C20;
步骤9,采用与开挖平移横通道相同的暗挖施工成型方法,施做后盲洞,作为盾构/TBM及运输台车依次出渣运料前进通道:
步骤9.1,纵向开挖后盲洞的上部导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤9.2,纵向开挖后盲洞的中部导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤9.3,纵向开挖后盲洞的下部导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤9.4,分段拆除初期支护及临时支护;
步骤9.5,施做后盲洞的格栅;
步骤9.6,对后盲洞的四周壁面进行混凝土浇筑。
优选地,步骤2.1所述竖向开挖一垂直段的距离为40至60cm。
优选地,步骤2.2所述混凝土喷射施工,先喷射始发井的墙壁后喷射由格栅构成的拱、分段自下而上分段进行施工。
优选地,步骤2.2所述混凝土浇筑的混凝土掺杂混凝土速凝剂,混凝土速凝剂由铝氧熟料、碳酸钠、生石灰按照质量比为1:1:0.5的比例配制而成,掺量为水泥质量的2.5%~4.0%。
优选地,步骤2.2所述混凝土的水泥、沙、碎石、水的比例为1:1.59:3.39:0.47。
优选地,步骤5所述弧形出渣导洞的弧形半径为40m~80m,弧度设置为30-60度。
优选地,步骤9所述出渣竖井尺寸为10m(长)×6m(宽)×10m(高)。
本发明所述用于盾构侧向平移始发及出渣运料的结构及施工方法的有益效果:
1,本发明所述用于盾构侧向平移始发及出渣运料的结构设置的各个组成部分,切合矿山隧道施工的实际需求,便于施工。
2,本发明所述用于盾构侧向平移始发及出渣运料的施工方法,通过设置侧向始发井、平移横通道、后盲洞、出渣导洞及始发导洞等配套隧道结构,采取将盾构侧向组装、横向平移、再在始发导洞空推至正线隧道始发,后配套编组台车通过后盲洞及出渣竖井出渣运料,完满解决了原正线隧道地面条件受限无法实现正线始发的施工难题,大大扩充了盾构的适用范围,缩短了隧道施工工期,完全规避了传统矿山法暗挖存在的施工风险,显著节约了施工成本达百分之五十。
3,本发明所述用于盾构侧向平移始发及出渣运料的结构及施工方法,创造性地解决了矿山等复杂的地面情况,例如地面有桥梁、铁道、重要建筑物,长时期无法进行地下隧道施工的久悬未决的技术难题,
附图说明
图1为现有技术中隧道盾构正线始发隧道结构示意图;
图2为本发明盾构侧向平移始发及出渣运料的隧道结构示意图;
图3为本发明盾构侧向平移始发及出渣运料的施工方法示意图。
图中所示,100-原始发井;1-始发井,2-平移横通道,3-弧形出渣导洞,4-弧形出渣导洞扩大段,5-弧形出渣导洞左支洞,6-弧形出渣导洞右支洞,7-出渣联络导洞,8-后盲洞,9-出渣竖井,10-始发井与竖井间联络通道,11-区间左线始发导洞,12-区间右线始发导洞,13-盾构,14-后配套编组台车。
图中箭头指示了盾构平移空推始发方向。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明所述盾构侧向平移始发与出渣运料的隧道结构及施工方法进行详细的描述。
如图2-3所示,本发明所述盾构侧向平移始发与出渣运料的隧道结构包括:始发井1,平移横通道2,弧形出渣导洞3、弧形出渣导洞扩大段4,弧形出渣导洞左支洞5,弧形出渣导洞右支洞6,出渣联络导洞7,后盲洞8,出渣竖井9,始发井与竖井联络通道10,区间左线始发导洞11,区间右线始发导洞12;其中,始发井与竖井间联络通道10、出渣竖井9、后盲洞8依次设置在始发井1左侧,始发井1作为盾构13吊装组装井以及后续出渣运料垂直提升通道,平移横通道2设置成垂直于始发井1,平移横通道2与区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12联通,平移横通道2用于盾构13及后配套编组台车14组装后,按照图示箭头平移方向平移至区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12;弧形出渣导洞3的左侧与始发井1联通,右侧与弧形出渣导洞扩大段4连通,弧形出渣导洞扩大段4的末端分开分别连接弧形出渣导洞左支洞5、弧形出渣导洞右支洞6,弧形出渣导洞左支洞5与弧形出渣导洞右支洞6分别与出渣联络导洞7连通,并交汇于区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12,以构成盾构13正常掘进后的后配套编组台车14出渣运料通道,也即区间左线始发导洞11的后配套编组台车14的出渣运料依次通过出渣联络导洞7、弧形出渣导洞左支洞5进入弧形出渣导洞扩大段4、弧形出渣导洞3进入始发井1后,被垂直提升运出,区间右线始发导洞12的后配套编组台车14出渣运料依次通过出渣联络导洞7、弧形出渣导洞右支洞6进入弧形出渣导洞扩大段4、弧形出渣导洞3进入始发井1后,被垂直提升运出;经由始发井与竖井联络通道10与始发井1联通的出渣竖井9作为出渣运料的辅助性结构;区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12的后配套编组台车14能够单独利用出渣竖井9垂直出渣运料;与出渣竖井9连通的后盲洞8,作为盾构13及后配套编组台车14依次出渣运料的前进通道。
在现有技术中,地面不存在重要建筑物,盾构13通过原始发井100平移始发与出渣运料的施工方法的步骤如下:
步骤1A,如图1所示,盾构13通过区间左线始发导洞11与区间右线始发导洞12始发的隧道结构主要为原始发井100、区间左线始发导洞11和区间右线始发导洞12,将盾构13分别在原始发井100吊装后,按照图1箭头所示空推始发方向完成区间左线始发导洞11和区间右线始发导洞12始发,后配套编组台车14按照图1所示的空推始发方向完成与盾构13的拼接;
步骤2A,盾构13自区间左线始发导洞11与区间右线始发导洞12始发后,后配套编组台车14通过区间左线始发导洞11和区间右线始发导洞12运输至原始发井100的井底后,采用垂直提升机构完成运出渣料。
对施工地面情况不允许盾构13在区间左线始发导洞11和区间右线始发导洞12位置的始发井1组装始发及出渣运料,本发明提供一种盾构侧向平移始发及出渣运料的施工方法,具体步骤如下:
步骤1,在垂直并偏移区间左线始发导洞11和区间右线始发导洞12能够施工的地面,作为始发井1的施工位置。
步骤2,采用倒挂井壁法施工工法施做始发井1:
步骤2.1,竖向分段开挖始发井1的竖井基坑,采用边开挖、边提升渣土、边进行井壁临时支护的施工方法,每竖向开挖一竖向段后,施做格栅支护,开挖的始发井1的净空尺寸与盾构吊装净空尺寸相吻合,直至始发井1竖井基坑开挖完成;
步骤2.2,采用混凝土喷射机对始发井1的竖井基坑进行混凝土浇筑;
步骤3,在与始发井1的垂直方向,采用暗挖施工成型方法开挖平移横通道2:
步骤3.1,始发井1井身开挖至平移横通道2拱顶时,始发井1井身联立3榀格栅钢架,始发井1井身开挖至平移横通道2上导洞底标高时,平移横通道2破壁联立3榀格栅钢架进洞,开挖平移横通道2上导洞,上导洞左右侧导洞纵向错距开挖,及时施作初期永久支护及临时中隔壁及临时仰拱支护;
步骤3.2,平移横通道2的上导洞开挖支护完成后,随始发井1井身向下开挖,采用台阶法施工平移横通道2的下导洞,下导洞左右侧导洞纵向错距开挖,施作初期永久支护,施作临时中隔壁及临时仰拱支护;
步骤3.3,平移横通道2开挖初期支护完毕后,施工平移横通道2的二衬混凝土结构,二衬混凝土结构施工时,每循环拆除4-8m范围临时支护,再制作二衬混凝土结构;
步骤4,采用与平移横通道2相同的暗挖施工成型方法,开挖与平移横通道2连通的区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12,以作为盾构13及后配套台车14平移至区间左线始发导洞11、区间右线始发导12和前期盾构13始发阶段出渣运料水平运输通道:
步骤4.1,先行纵向相互错开开挖上部的区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12的上导洞,两侧上导洞相互错开,施做初期支护及临时支护;
步骤4.2,纵向相互错开,开挖区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12的中导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤4.3,纵向相互错开,开挖区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12的下导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤4.4,分段拆除初期支护及临时支护;
步骤4.5,在步骤4.4的基础上,对区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12施做格栅;
步骤4.6,对区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12的导洞壁面进行混凝土浇筑施工,每间隔3小时浇筑一次混凝土,共浇筑3次混凝土;
步骤5,采用与平移横通道2相同的暗挖施工成型施工方法,施工开挖弧形出渣导洞3,弧形出渣导洞3采用平面曲线+直线模拟有轨运输路径构筑,平面曲线半径及弧形出渣导洞3尺寸需满足后配套台车14运输需要;
步骤6,开挖与弧形出渣导洞3末端连通的弧形出渣导洞扩大段4以及与弧形出渣导洞扩大段4分别连通的弧形出渣导洞左支洞5、弧形出渣导洞右支洞6;
步骤7,开挖分别与弧形出渣导洞左支洞5、弧形出渣导洞右支洞6连通的出渣联络导洞7,并交汇于区间左线始发导洞11、区间右线始发导洞12,弧形出渣导洞3经弧形出渣导洞扩大段4、弧形出渣导洞左支洞5、弧形出渣导洞右支洞6、出渣联络导洞7联通于始发井1和区间左线始发导洞11和区间右线始发导洞12,以作为盾构13正常掘进后配套运输台车14的出渣运料通道;
步骤8,施工开挖出渣竖井9:
步骤8.1,确定出渣竖井9开挖地址,修建施工便道至出渣竖井9进口处;
步骤8.2,出渣竖井9的场坪开挖,开挖按照1:1.25坡率进行边开挖、边护坡、边支护;
步骤8.3,出渣竖井9的锁口开挖,锁口圈基坑土方开挖采用挖掘机开挖时,锁口尺寸预留20-30cm采用机械设备修补,锁口开挖从中间向四周进行锁口开挖;
步骤8.4,安装定位钢筋施做锁口支护,定位钢筋入土层不少于100cm,钢筋瓦片安装在定位钢筋上;
步骤8.5,出渣竖井9开挖成形后,进行初喷混凝土支护,初喷混凝土厚度不少低于20mm,喷射砼强度为C20;
步骤9,采用与开挖平移横通道2相同的暗挖施工成型方法,施做后盲洞8,作为盾构及运输台车依次出渣运料前进通道:
步骤9.1,纵向开挖后盲洞8的上部导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤9.2,纵向开挖后盲洞8的中部导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤9.3,纵向开挖后盲洞8的下部导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤9.4,分段拆除初期支护及临时支护;
步骤9.5,施做后盲洞8的格栅;
步骤9.6,对后盲洞8的四周壁面进行混凝土浇筑。
优选的,步骤1所述始发井1内净空尺寸需满足盾构13吊装空间要求,尺寸为15m(长)×8m(宽)×8m(高);
优选地,步骤2.1所述竖向开挖一垂直段的距离为40至60cm。
优选地,步骤2.2所述混凝土喷射施工采用,先喷射始发井1的墙壁后喷射由格栅构成的拱、分段自下而上分段进行施工。
优选地,步骤2.2所述混凝土掺杂混凝土速凝剂,混凝土速凝剂由铝氧熟料、碳酸钠、生石灰按照质量比为1:1:0.5的比例配制而成,掺量为水泥质量的2.5%~4.0%。
优选地,步骤2.2所述混凝土的水泥、沙、碎石、水的比例为1:1.59:3.39:0.47。
优选地,步骤5所述弧形出渣导洞3的弧形半径为40m~80m,便于有轨运输快速运行;
优选地,步骤9所述出渣竖井9尺寸为10m(长)×6m(宽)×8m(高)。
本发明结合附图对具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种盾构侧向平移始发与出渣运料的隧道结构,其特征在于,包括:始发井、平移横通道、弧形出渣导洞、弧形出渣导洞扩大段、弧形出渣导洞左支洞、弧形出渣导洞右支洞、出渣联络导洞、后盲洞、出渣竖井,始发井与竖井联络通道、区间左线始发导洞、区间右线始发导洞;其中,始发井与竖井联络通道,出渣竖井,后盲洞依次设置在始发井左侧,平移横通道设置成垂直于始发井,平移横通道与区间左线始发导洞、区间右线始发导洞连通;弧形出渣导洞的左侧与始发井联通,弧形出渣导洞的右侧与弧形出渣导洞扩大段连通,弧形出渣导洞扩大段的末端分叉并分别连接弧形出渣导洞左支洞、弧形出渣导洞右支洞,弧形出渣导洞左支洞与弧形出渣导洞右支洞分别与出渣联络导洞连通并交汇于区间左线始发导洞与区间右线始发导洞,弧形出渣导洞的圆弧半径为60m,弧度为45度。
2.一种盾构侧向平移始发与出渣运料的隧道结构的施工方法,其特征在于,所述施工方法步骤如下:
步骤1,在垂直并偏移区间左线始发导洞和区间右线始发导洞且能够施工的平坦地面,作为始发井的施工位置;
步骤2,采用倒挂井壁法施工方法施做始发井:
步骤2.1,竖向分段开挖始发井的竖井基坑,采用边开挖、边提升渣土、边进行井壁临时支护的施工工序,每竖向开挖一竖向段后施做格栅支护,直至始发井的竖井基坑开挖完成;开挖的始发井的净空尺寸大于盾构吊装净空尺寸;
步骤2.2,采用混凝土喷射机对始发井的竖井基坑进行混凝土浇筑;
步骤3,在与始发井的垂直方向,采用暗挖施工成型方法开挖平移横通道:
步骤3.1,始发井井身开挖至平移横通道拱顶时,始发井井身联立3榀格栅钢架,始发井的井身开挖至平移横通道上导洞底标高时,平移横通道破壁联立3榀格栅钢架进洞,开挖平移横通道上导洞,平移横通道的上导洞的左侧导洞与右侧导洞纵向错距开挖,施作初期永久支护及临时中隔壁及临时仰拱支护;
步骤3.2,平移横通道的上导洞开挖支护完成后,随始发井井身向下开挖,采用台阶法施工方法施作平移横通道的下导洞,平移横通道的下导洞的左侧导洞与右侧导洞纵向错距开挖,施作初期永久支护,施作临时中隔壁及临时仰拱支护;
步骤3.3,平移横通道开挖初期支护完毕后,施工平移横通道的二衬混凝土结构,二衬混凝土结构施工时,每循环拆除4-8m范围临时支护,再施工制作二衬混凝土结构;
步骤4,采用与平移横通道相同的暗挖施工成型方法,开挖与平移横通道连通的区间左线始发导洞、区间右线始发导洞:
步骤4.1,先行纵向相互错开开挖上部的区间左线始发导洞及区间右线始发导洞的上导洞,两侧上导洞相互错开,施做初期支护及临时支护;
步骤4.2,纵向相互错开,开挖区间左线始发导洞及区间右线始发导洞的中导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤4.3,纵向相互错开,开挖区间左线始发导洞及区间右线始发导洞的下导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤4.4,分段拆除初期支护及临时支护;
步骤4.5,在步骤4.4的基础上,对区间左线始发导洞、区间右线始发导洞施做格栅;
步骤4.6,对区间左线始发导洞、区间右线始发导洞的壁面进行混凝土浇筑,每间隔3小时浇筑一次,共浇筑3次;
步骤5,采用与平移横通道相同的暗挖施工成型施工方法,施工开挖弧形出渣导洞,弧形出渣导洞采用平面曲线加直线模拟有轨运输路径构筑,平面曲线半径及弧形出渣导洞尺寸与后配套台车相一致;
步骤6,开挖与弧形出渣导洞末端连通的弧形出渣导洞扩大段及与弧形出渣导洞扩大段分别连通的弧形出渣导洞左支洞、弧形出渣导洞右支洞;
步骤7,开挖分别与弧形出渣导洞左支洞、弧形出渣导洞右支洞连通的出渣联络导洞,直至与区间左线始发导洞、区间右线始发导洞交汇对接;
步骤8,施工开挖出渣竖井:
步骤8.1,确定竖井开挖地址,修建施工便道至竖井进口处;
步骤8.2,场坪开挖,开挖按照1:1.25坡率进行边开挖、边护坡、边支护;
步骤8.3,锁口开挖,锁口圈基坑土方开挖采用挖掘机开挖时,锁口尺寸预留20-30cm采用机械设备修补,并稳定侧壁土体,从中间向四周进行开挖;
步骤8.4,安装定位钢筋并施做锁口支护,定位钢筋入土层不少于100cm,钢筋瓦片安装在定位钢筋上;
步骤8.5,竖井开挖成形后,进行初喷混凝土支护,混凝土初喷厚度不少于20mm,喷射砼强度为C20;
步骤9,采用与开挖平移横通道相同的暗挖施工成型方法,施做后盲洞:
步骤9.1,纵向开挖后盲洞的上部导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤9.2,纵向开挖后盲洞的中部导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤9.3,纵向开挖后盲洞的下部导洞,施做初期支护及临时支护;
步骤9.4,分段拆除初期支护及临时支护;
步骤9.5,施做后盲洞格栅;
步骤9.6,对后盲洞的四周壁面进行混凝土浇筑。
3.按照权利要求2 所述施工方法,其特征在于,步骤2.1所述竖向开挖一竖向段的距离为40至60cm。
4.按照权利要求3所述施工方法,其特征在于,步骤2.2所述混凝土浇筑,先喷射始发井的墙壁,后喷射由格栅构成的拱、分段自下而上分段进行施工。
5.按照权利要求3所述施工方法,其特征在于,步骤2.2所述混凝土浇筑的混凝土掺杂混凝土速凝剂,混凝土速凝剂由铝氧熟料、碳酸钠、生石灰按照质量比为1:1:0.5的比例配制而成,掺量为水泥质量的2.5%~4.0%。
6.按照权利要求3所述施工方法,其特征在于,步骤2.2所述混凝土的水泥、沙、碎石、水的比例为1:1.59:3.39:0.47。
7.按照权利要求3所述施工方法,其特征在于,步骤5所述弧形出渣导洞的弧形半径为40m~80m,弧度为30-60度。
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