CN110714765A - 一种盾构区间后施工风井的施工方法 - Google Patents

一种盾构区间后施工风井的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盾构区间后施工风井的施工方法，包括以下步骤：打设后开挖区间风井围护结构、盾构机破除围护结构并拼装盾构管片、对盾构进出风井处安装纵向拉紧的拉紧组件、开挖风井基坑、浇筑施工风井结构。本发明在盾构区间穿越处设置玻璃纤维筋钻孔灌注桩，便于盾构机的破除，又不影响盾构区间正常无停机掘进，通过风井结构内拼装盾构通缝拼装管片，从而方便风井施工时取出管片，通过加强环梁、纵向拉紧槽钢能够对盾构管片进行有效连接。本发明可实现盾构区间先行掘进施工、区间风井主体结构后建造技术，具有施工交叉影响小，对周边环境影响小，减缓工期压力，安全可靠等优点，可适用于设置区间风井的盾构区间工程。

Description

一种盾构区间后施工风井的施工方法
技术领域
本发明属于风井的施工方法领域，具体涉及一种盾构区间后施工风井的施工方法。
背景技术
随着城市轨道交通的快速发展，盾构法逐渐成为修建地下隧道的主要方法。根据行车及线路设置要求，当区间超过1.6km时往往需要在区间中部设置1座区间风井，而长大区间则需设置2个甚至更多区间风井以满足区间通风及事故火灾工况的排烟要求，根据常规的盾构区间风井施工工艺要求，一般先施工区间风井，待风井主体结构达到设计强度后，盾构区间在风井内完成相应的接收、再始发的类过站工作。
由于区间风井一般为明挖法施工，需要占用一定的施工场地，以满足施工需要，在城市复杂周边环境下，受地面建（构）筑物、地下市政管线、地面交通导改等影响，选择位置适宜的区间风井比较困难，当遇到地面拆迁及占地协调进展缓慢、区间正线受工期制约不得不先行施工情况，为满足地铁建设工期需要又不影响结构安全的前提下，有必要研究一种新型的能够在已施工区间上方建造的区间风井施工方法，从而减少工程投资，确保盾构区间结构安全。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种盾构区间后施工风井的施工方法。
本发明的技术方案是：一种盾构区间后施工风井的施工方法，包括以下步骤：
ⅰ.打设后开挖区间风井围护结构
根据盾构区间线路及盾构区间风井内部建筑房间布置要求，布置风井结构的外轮廓线，以满足风井使用及行车限界要求，结合盾构区间地质条件在外轮廓处施工钻孔灌注桩，钻孔灌注桩均布形成风井围护结构；
ⅱ.盾构机破除围护结构并拼装盾构管片
调整盾构机使盾构机刀盘切割破除围护结构的一侧的钻孔灌注桩，然后继续向前掘进，然后刀盘切割破除围护结构的另一侧的钻孔灌注桩，直至盾构机刀盘通过区间风井范围，拼装盾构管片；
ⅲ.对盾构进出风井处安装纵向拉紧的拉紧组件
在拼装好的盾构管片内安装拉紧组件，拉紧组件在盾构管片内环形均布；
ⅳ.开挖风井基坑
开挖土体并架设基坑支撑体系，然后拆除风井范围内盾构管片，施作风井钻孔灌注桩间的锁脚锚索；
ⅴ.浇筑施工风井结构
基坑继续开挖至风井的结构底板位置，绑扎底板钢筋、浇筑混凝土，然后绑扎侧墙钢筋，在底板架设工字钢门架，在门架与侧墙之间布置胶合板、主楞方木、次楞方木、搭设轮扣式脚手架，浇筑风井结构侧墙、结构中板及端墙加强环梁，最后施工结构顶板，回填覆土，完成整个区间风井的施工。
步骤ⅰ中钻孔灌注桩包括位于盾构穿过区域的玻璃纤维筋钻孔灌注桩和位于非盾构穿过区域的普通钢筋钻孔灌注桩。
所述玻璃纤维筋钻孔灌注桩包括盾构机掘进时便于破除的玻璃纤维筋，所述玻璃纤维筋与玻璃纤维筋钻孔灌注桩中的普通钢筋通过连接组件进行固定，所述连接组件包括U型扣件、卡板、螺母。
步骤ⅱ中风井范围外采用盾构错缝拼装管片进行错缝拼装，风井范围内采用盾构通缝拼装管片进行通缝拼装。
步骤ⅳ中开挖土体并架设基坑支撑体系包括如下内容：自上而下开挖风井范围内土体，并及时架设第一道混凝土支撑及第二道和第三道的钢支撑。
步骤ⅳ中拆除风井范围内盾构管片具体包括以下内容：开挖至盾构管片上方0.5m处，采用人工开挖，待盾构管片露出后，在洞内拆卸通缝管片螺栓，破除顶部楔形管片，逐次拆除其他管片吊运出风井。
步骤ⅳ中施作风井钻孔灌注桩间的锁脚锚索具体包括以下内容：拆除盾构管片后在钻孔灌注桩侧壁打设两排锁脚锚索，从而确保基坑抗倾覆稳定性。
步骤ⅴ中在风井与盾构管片接口处预留注浆钢管，用于注浆封堵缝隙，防止渗漏水。
步骤ⅲ中拉紧组件包括纵向拉紧槽钢，所述纵向拉紧槽钢的槽底处形成装配孔，所述盾构错缝拼装管片的内壁处对应装配孔形成安装孔，所述安装孔中设置有螺纹套管，螺栓穿过纵向拉紧槽钢的装配孔拧入到螺纹套管中。
在拆除风井内盾构管片前需对纵向拉紧槽钢与风井外的盾构管片之间的螺栓进行复紧。
本发明在盾构区间穿越处设置玻璃纤维筋钻孔灌注桩，便于盾构机的破除，又不影响盾构区间正常无停机掘进，通过风井结构内拼装盾构通缝拼装管片，从而方便风井施工时取出管片，通过加强环梁、纵向拉紧槽钢能够对盾构管片进行有效连接。
本发明可实现盾构区间先行掘进施工、区间风井主体结构后建造技术，具有施工交叉影响小，对周边环境影响小，减缓工期压力，安全可靠等优点，可适用于设置区间风井的盾构区间工程。
附图说明
图1 是本发明中灌注桩的布设图；
图2 是本发明中玻璃纤维筋钻孔灌注桩的布设图；
图3 是本发明中玻璃纤维筋钻孔灌注桩的主视图；
图4 是本发明中普通钢筋、玻璃纤维筋的连接示意图；
图5 是本发明中普通钢筋、玻璃纤维筋的装配主视图；
图6 是本发明中普通钢筋、玻璃纤维筋的装配立体图；
图7 是本发明中普通钢筋、玻璃纤维筋的装配侧视图；
图8 是本发明中盾构通缝拼装管片的拼装图；
图9 是本发明中盾构错缝拼装管片的拼装图；
图10是本发明中纵向拉紧槽钢的安装示意图；
图11是本发明中纵向拉紧槽钢的主视图；
图12是本发明中纵向拉紧槽钢的侧视图；
图13是本发明中纵向拉紧槽钢的装配图；
图14是本发明中纵向拉紧槽钢的装配平面图；
图15是本发明中风井结构的横剖面示意图；
图16是本发明中风井结构的纵剖面示意图；
图17是本发明中加强环梁的安装示意图；
图18是本发明中注浆钢管的安装示意图；
图19是本发明中工字钢门架的安装示意图；
其中：
1 盾构错缝拼装管片 2 盾构通缝拼装管片
3 普通钢筋钻孔灌注桩 4 锁脚锚索
5 结构侧墙 6 混凝土支撑
7 钢支撑 8 结构底板
9 结构中板 10 结构顶板
11 玻璃纤维筋钻孔灌注桩 12 普通钢筋；
13 玻璃纤维筋 14 U型扣件
15 加强环梁 16 纵向拉紧槽钢
17 螺栓 18 注浆钢管
19 胶合板 20 次楞方木
21 主楞方木 22 轮扣式脚手架
23 工字钢门架。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1~19所示，一种盾构区间后施工风井的施工方法，包括以下步骤：
ⅰ.打设后开挖区间风井围护结构
根据盾构区间线路及盾构区间风井内部建筑房间布置要求，布置风井结构的外轮廓线，以满足风井使用及行车限界要求，结合盾构区间地质条件在外轮廓处施工钻孔灌注桩，钻孔灌注桩均布形成风井围护结构；
ⅱ.盾构机破除围护结构并拼装盾构管片
调整盾构机使盾构机刀盘切割破除围护结构的一侧的钻孔灌注桩，然后继续向前掘进，然后刀盘切割破除围护结构的另一侧的钻孔灌注桩，直至盾构机刀盘通过区间风井范围，拼装盾构管片；
ⅲ.对盾构进出风井处安装纵向拉紧的拉紧组件
在拼装好的盾构管片内安装拉紧组件，拉紧组件在盾构管片内环形均布；
ⅳ.开挖风井基坑
开挖土体并架设基坑支撑体系，然后拆除风井范围内盾构管片，施作风井钻孔灌注桩间的锁脚锚索4；
ⅴ.浇筑施工风井结构
基坑继续开挖至风井的结构底板8位置，绑扎底板钢筋、浇筑混凝土，然后绑扎侧墙钢筋，在底板架设工字钢门架23，在工字钢门架23与结构侧墙5之间布置胶合板19、主楞方木21、次楞方木20、搭设轮扣式脚手架22，浇筑风井结构侧墙5、结构中板9及端墙加强环梁15，最后施工结构顶板10，回填覆土，完成整个区间风井的施工。
步骤ⅰ中钻孔灌注桩包括位于盾构穿过区域的玻璃纤维筋钻孔灌注桩11和位于非盾构穿过区域的普通钢筋钻孔灌注桩3。
所述玻璃纤维筋钻孔灌注桩11包括盾构机掘进时便于破除的玻璃纤维筋13，所述玻璃纤维筋13与玻璃纤维筋钻孔灌注桩11中的普通钢筋12通过连接组件进行固定，所述连接组件包括U型扣件14、卡板、螺母。
步骤ⅱ中风井范围外采用盾构错缝拼装管片1进行错缝拼装，风井范围内采用盾构通缝拼装管片2进行通缝拼装。
步骤ⅳ中开挖土体并架设基坑支撑体系包括如下内容：自上而下开挖风井范围内土体，并及时架设第一道混凝土支撑6及第二道和第三道的钢支撑7。
步骤ⅳ中拆除风井范围内盾构管片具体包括以下内容：开挖至盾构管片上方0.5m处，采用人工开挖，待盾构管片露出后，在洞内拆卸通缝管片螺栓，破除顶部楔形管片，逐次拆除其他管片吊运出风井。
步骤ⅳ中施作风井钻孔灌注桩间的锁脚锚索4具体包括以下内容：拆除盾构管片后在钻孔灌注桩侧壁打设两排锁脚锚索4，从而确保基坑抗倾覆稳定性。
步骤ⅴ中在风井与盾构管片接口处预留注浆钢管18，用于注浆封堵缝隙，防止渗漏水。
步骤ⅲ中拉紧组件包括纵向拉紧槽钢16，所述纵向拉紧槽钢16的槽底处形成装配孔，所述盾构错缝拼装管片1的内壁处对应装配孔形成安装孔，所述安装孔中设置有螺纹套管，螺栓穿过纵向拉紧槽钢16的装配孔拧入到螺纹套管中。
在拆除风井内盾构管片前需对纵向拉紧槽钢与风井外的盾构管片之间的螺栓进行复紧。
本发明的风井结构，包括位于基坑下端的结构底板8，所述底板8上架设有工字钢门架23和位于两侧的结构侧墙5，所述结构侧墙5上设置有结构顶板10，所述结构侧墙5与盾构结构联通，所述结构侧墙5与盾构结构之间设置有加强环梁15。
所述工字钢门架23、结构侧墙5之间设置有次楞方木20、主楞方木21、胶合板19。
所述工字钢门架23、主楞方木21、次楞方木20、胶合板19为临时结构，目的是浇筑侧墙、中板、顶板用的，是临时性模板。
两块结构侧墙5之间还设置有位于中部的结构中板9和位于顶部的混凝土支撑6。
所述盾构结构包括位于结构侧墙5外的盾构错缝拼装管片1和结构侧墙5内被拆除的盾构通缝拼装管片2。
两侧的盾构错缝拼装管片1内壁处设置有对管片进行纵向拉紧的拉紧组件。
所述拉紧组件包括纵向拉紧槽钢16，所述纵向拉紧槽钢16的槽底处形成装配孔，所述盾构错缝拼装管片1的内壁处对应装配孔形成安装孔，所述安装孔中设置有螺纹套管，螺栓17穿过纵向拉紧槽钢16的装配孔拧入到螺纹套管中。
所述结构侧墙5外设置有钻孔灌注桩组件，所述钻孔灌注桩组件包括位于盾构穿过区域的玻璃纤维筋钻孔灌注桩11和位于非盾构穿过区域的普通钢筋钻孔灌注桩3。
所述玻璃纤维筋钻孔灌注桩11包括盾构机掘进时便于破除的玻璃纤维筋13，所述玻璃纤维筋13与玻璃纤维筋钻孔灌注桩11中的普通钢筋12通过连接组件进行固定。
所述连接组件包括U型扣件14，所述U型扣件14的两个自由端形成外螺纹，所述U型扣件14自由端穿过卡板后拧入螺母，所述普通钢筋12、玻璃纤维筋13位于U型扣件14、卡板的夹紧腔中。
所述结构侧墙5外侧还设置有加固用的锚索4。
实施例一
ⅰ.打设后开挖区间风井围护结构
如图1~7所示，根据区间线路及区间风井内部建筑房间布置要求，布置风井结构外轮廓线，以满足风井使用及行车限界要求，结合区间地质条件在非洞门附近施工普通钢筋钻孔灌注桩3，桩径0.8m、间距1.4m，围护桩普通钢筋12直径20共20根。
施工洞门处玻璃纤维筋钻孔灌注桩11，桩体钢筋采用U型扣件14将玻璃纤维筋13与普通钢筋12进行连接，保障满足搭接长度。
ⅱ.盾构机破除围护结构并拼装盾构管片
如图8~9所示，盾构到达区间风井围护桩前采用错缝拼装管片1，调整盾构姿态，刀盘切割带玻璃纤维筋的小里程围护桩，继续向前掘进、拼装通缝管片2，刀盘切割带玻璃纤维筋的大里程围护桩，盾构机刀盘通过区间风井范围，继续掘进、错缝拼装管片1。
ⅲ.对盾构进出风井处安装纵向拉紧的拉紧组件
如图10~14所示，盾构进出风井洞区间两侧的错缝拼装管片1之间设置纵向拉紧组件。在每块管片内安装纵向拉紧槽钢16，共6条，通过管片螺栓17将6条纵向拉紧槽钢16固定在盾构管片中，拆除风井内通缝拼装管片2前需对靠近风井两侧的洞门前后各12环管片螺栓进行复紧。
ⅳ.开挖风井基坑
如图15~16所示，首先，架设基坑支撑体系
自上而下开挖风井范围内土体，及时架设第一道混凝土支撑6及第二、三道钢支撑7。
然后，拆除风井范围内管片
开挖至管片上方0.5m处，采用人工开挖，待管片露出后洞内拆卸通缝管片螺栓，破除顶部楔形管片，逐次拆除其他管片吊运出风井。
最后，施作风井围护桩间锁脚锚索
拆除管片后在围护桩侧壁打设两排锁脚锚索4，竖向间距3m，确保基坑抗倾覆稳定性，锚索自由段6m，锚固段6m，间距1.4m。
ⅴ.浇筑施工风井结构
如图17~19所示，基坑继续开挖至风井结构底板8位置，绑扎底板钢筋、浇筑混凝土，绑扎侧墙钢筋，在底板架设工字钢门架23，在门架与侧墙之间布置胶合板19、主楞方木20、次楞方木21、搭设轮扣式脚手架22，浇筑风井结构侧墙5、结构中板9及端墙加强环梁15，在区间风井与区间盾构管片接口处预留一根注浆钢管18，用于注浆封堵缝隙，防止渗漏水；最后施工结构顶板10，回填覆土，完成整个区间风井主体结构。
本发明利用中风化岩石地层强度高、稳定性好特点，以及利用玻璃纤维筋剪切破坏强度低，抗弯强度高特点，通过先施工区间隧道，切割风井围护桩，再施工区间风井主体结构，对先行施工盾构管片进行拆除，同时采用锚索对基坑进行临时加固，以确保围护桩嵌固深度不足风井基坑开挖失稳风险，并能保证基坑开挖不影响下部区间正常盾构掘进。
本发明在盾构区间穿越处设置玻璃纤维筋钻孔灌注桩，便于盾构机的破除，又不影响盾构区间正常无停机掘进，通过风井结构内拼装盾构通缝拼装管片，从而方便风井施工时取出管片，通过加强环梁、纵向拉紧槽钢能够对盾构管片进行有效连接。
本发明可实现盾构区间先行掘进施工、区间风井主体结构后建造技术，具有施工交叉影响小，对周边环境影响小，减缓工期压力，安全可靠等优点，可适用于设置区间风井的盾构区间工程。

Claims (10)

1.一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
（ⅰ）打设后开挖区间风井围护结构
根据盾构区间线路及盾构区间风井内部建筑房间布置要求，布置风井结构的外轮廓线，以满足风井使用及行车限界要求，结合盾构区间地质条件在外轮廓处施工钻孔灌注桩，钻孔灌注桩均布形成风井围护结构；
（ⅱ）盾构机破除围护结构并拼装盾构管片
调整盾构机使盾构机刀盘切割破除围护结构的一侧的钻孔灌注桩，然后继续向前掘进，然后刀盘切割破除围护结构的另一侧的钻孔灌注桩，直至盾构机刀盘通过区间风井范围，拼装盾构管片；
（ⅲ）对盾构进出风井处安装纵向拉紧的拉紧组件
在拼装好的盾构管片内安装拉紧组件，拉紧组件在盾构管片内环形均布；
（ⅳ）开挖风井基坑
开挖土体并架设基坑支撑体系，然后拆除风井范围内盾构管片，施作风井钻孔灌注桩间的锁脚锚索；
（ⅴ）浇筑施工风井结构
基坑继续开挖至风井的结构底板位置，绑扎底板钢筋、浇筑混凝土，然后绑扎侧墙钢筋，在底板架设工字钢门架，在门架与侧墙之间布置胶合板、主楞方木、次楞方木、搭设轮扣式脚手架，浇筑风井结构侧墙、结构中板及端墙加强环梁，最后施工结构顶板，回填覆土，完成整个区间风井的施工。
2.根据权利要求1所述的一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：步骤（ⅰ）中钻孔灌注桩包括位于盾构穿过区域的玻璃纤维筋钻孔灌注桩（11）和位于非盾构穿过区域的普通钢筋钻孔灌注桩（3）。
3.根据权利要求2所述的一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：所述玻璃纤维筋钻孔灌注桩（11）包括盾构机掘进时便于破除的玻璃纤维筋（13），所述玻璃纤维筋（13）与玻璃纤维筋钻孔灌注桩（11）中的普通钢筋（12）通过连接组件进行固定，所述连接组件包括U型扣件（14）、卡板、螺母。
4.根据权利要求1所述的一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：步骤（ⅱ）中风井范围外采用盾构错缝拼装管片（1）进行错缝拼装，风井范围内采用盾构通缝拼装管片（2）进行通缝拼装。
5.根据权利要求1所述的一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：步骤（ⅳ）中开挖土体并架设基坑支撑体系包括如下内容：自上而下开挖风井范围内土体，并及时架设第一道混凝土支撑（6）及第二道和第三道的钢支撑（7）。
6.根据权利要求1所述的一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：步骤（ⅳ）中拆除风井范围内盾构管片具体包括以下内容：开挖至盾构管片上方0.5m处，采用人工开挖，待盾构管片露出后，在洞内拆卸通缝管片螺栓，破除顶部楔形管片，逐次拆除其他管片吊运出风井。
7.根据权利要求1所述的一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：步骤（ⅳ）中施作风井钻孔灌注桩间的锁脚锚索具体包括以下内容：拆除盾构管片后在钻孔灌注桩侧壁打设两排锁脚锚索（4），从而确保基坑抗倾覆稳定性。
8.根据权利要求1所述的一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：步骤（ⅴ）中在风井与盾构管片接口处预留注浆钢管（18），用于注浆封堵缝隙，防止渗漏水。
9.根据权利要求1所述的一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：步骤（ⅲ）中拉紧组件包括纵向拉紧槽钢（16），所述纵向拉紧槽钢（16）的槽底处形成装配孔，所述盾构错缝拼装管片（1）的内壁处对应装配孔形成安装孔，所述安装孔中设置有螺纹套管，螺栓（17）穿过纵向拉紧槽钢（16）的装配孔拧入到螺纹套管中。
10.根据权利要求9所述的一种盾构区间后施工风井的施工方法，其特征在于：在拆除风井内盾构管片前需对纵向拉紧槽钢（16）与风井外的盾构管片之间的螺栓进行复紧。
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CN112593948A (zh) * 2020-12-18 2021-04-02 中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司 一种盾构电力隧道区间内逃生通风井的施工方法

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CN112593948A (zh) * 2020-12-18 2021-04-02 中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司 一种盾构电力隧道区间内逃生通风井的施工方法

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