CN112228088A - 一种盾构隧道内自上而下顶管施工竖井始发装置施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构隧道内自上而下顶管施工竖井始发装置施工方法，该方法将顶管机及配套台车运输至竖井施工处，调整好初始位置，管片支撑系统调至工作位置，拆除设备底部隧道导轨，用吊机将可回收顶管主机下降至可直接切削复合管片接触位置，焊接始发钢套筒，盾尾刷之间填充满油脂，顶管机每掘进一定位置时，吊运顶管片至施工位置处。本发明通过配套台车系统和吊机顶管支撑与顶进系统可整体运送至主隧道内或者从主隧道内运送，实现安装与拆卸均方便，能够极大的节省施工时间；本发明可以灵活的将顶管设备运送到隧道指定位置，将顶管管片自上而下的推进至指定深度；在顶管掘进的过程中可以有效保护竖井施工处周围盾构隧道管片结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种盾构隧道内的始发装置的施工方法，尤其涉及一种自上而下顶管施工竖井始发装置施工方法，属于隧道盾构施工技术领域。
背景技术
目前国内已有多个机械化施工盾构隧道联络通道的案例，泵房施工机械化也以提上了日程，但采用合并建设模式的泵房施工空间不大，机械法难以展开，故提出解绑联络通道非通道功能，将泵房结构结合主隧道结构进行设置，因此需要采用一种自上而下顶管施工竖井始发装置将顶管往下推进，顶管完成后施作泵房结构。
目前与本发明最接近的技术方案有：
（1）CN201710720358.5暗挖隧道装配式二衬拼装设备竖井始发方法，属于轨道交通工程施工技术领域，设备运送包括履带底盘→车体→机械臂→管片拼装机→后配套拖车及相关设备→机车→豆砾石罐运输车→管片→豆砾石罐。此设备可实现拼装机械由暗挖竖井始发并快速拼装二衬管片，提高地铁施工的机械化及自动化水平。此设备用于地铁暗挖竖井的拼装及始发，通过吊机将设备各部件依序运至竖井及横通道，按部拼装并始发至隧道区间进行二衬拼装施工。
（2）CN202010064783.5一种矿山法隧道改盾构法单竖井始发的施工方法，包括步骤：S1)进行始发井挖掘施工至设计深度后，凿除始发井与已有暗挖隧道间的围护结构，使得始发井与暗挖隧道连通；S2)在最后一节盾构机台车的原有上部平台的尾部增设加长平台，并将安装在上部平台的皮带输送机延长至加长平台；S3)将多节盾构机台车和盾构机主体设备依次吊入始发井；S4)在暗挖隧道中安装用于转运材料的小型门吊设备；S5)安装多节盾构机台车和盾构机主体设备，盾构机主体设备经过调试之后盾构机始发，盾构机始发掘进产生的渣土经由暗挖隧道运出，解决盾构机下井组装的问题和始发段施工渣土外运及材料运输的问题，使得盾构机如期顺利始发。
（3）CN201520043315.4 一种顶管始发洞门止水结构，包括环绕洞门内壁设置的止水橡胶环和弹性结构件，弹性结构件位于洞门内壁与止水橡胶环之间，止水橡胶环上伸出洞门的一端通过紧压在止水橡胶环外侧的可调压板固定。此顶管始发洞门止水结构通过环绕洞门内壁设置的止水橡胶环和弹性结构件构成，在进行顶管始发作业时，顶管与洞门内壁间通过止水橡胶环和弹性结构件可实现密封，且弹性结构件可根据顶管机运行状态进行调整，确保洞门内壁与顶管之间一直保持密封状态，此实用新型用于非开挖埋管工程施工领域。
（4）CN201811004159.5一种用于施工隧道联络通道的顶管始发架支撑系统及方法，该支撑系统包括：固设于所述始发架底部、可伸缩调节的底部顶撑结构；固设于所述始发架顶部、可伸缩调节的顶部顶撑结构；固设于所述始发架上远离待施工的联络通道的一侧、可伸缩调节的侧部顶撑结构，伸缩调节底部、顶部和侧部顶撑结构使得所述底部、顶部和侧部顶撑结构顶撑于所述主隧道内，从而将所述始发架支撑于所述主隧道内。始发架利用支撑系统来安装，具有快速且便利的安装与拆卸，能够适应狭小空间隧道联络通道功能性和结构稳定性的需要，降低施工安全风险，提高施工效率。
（5）一种用于施工隧道联络通道的顶管支撑与顶进系统，包括：始发架，具有相对的前侧和后侧，所述始发架内留设有置物空间；以及装设于所述始发架后侧、顶部以及底部、且供将所述始发架支设于主隧道内的支撑装置，所述支撑装置可伸缩调节，通过伸缩调节使得所述支撑装置顶撑于所述主隧道上对应的侧部、顶部以及底部，并令所述置物空间与待施工的联络通道的设计位置相对应，从而将所述始发架支撑于所述主隧道内。顶管支撑与顶进系统可整体运送至主隧道内或者从主隧道内运送，实现安装与拆卸均方便，可以节省施工时间。始发架通过伸缩调节支撑装置来进行支撑固定，有效缩短施工周期。
现有顶管竖井始发装置缺点一是始发装置推进顶管方向只能位于水平轴线上，无法实现顶管自上而下垂直的前进；二是由于在盾构隧道内进行顶管法施工的特殊性，要注重对竖井周边管片的保护以防盾构管片的损坏。针对这些缺点，本发明的目的主要是在解决顶管自上而下的始发推进的同时有效的保护了竖井周边盾构管片结构，同时顶管支撑与顶进系统可整体运送至主隧道内或者从主隧道内运送，实现安装与拆卸均方便，能够极大的节省施工时间，为后续泵房结构的施作提供前提。
发明内容
本发明针对的是盾构隧道内顶管机运输及吊运装置，以及竖井施工处顶管机可直接切削复合管片，以及顶管机掘进时竖井周围盾构管片安全支撑系统的整体施工技术问题。
为实现上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种盾构隧道内自上而下顶管施工竖井始发装置施工方法，竖井的施工位置位于盾构隧道的下方，包括如下步骤：
步骤1：将反力架2及配套台车1运输至竖井施工处，调整好初始位置，管片支撑系统调至工作位置。
步骤2：拆除管片支撑系统底部的导轨3，用吊机5将可回收顶管主机4下降至与竖井周边管片接触位置，焊接始发钢套筒，盾尾刷之间填充满油脂，做好始发前的准备工作。
步骤3：运输竖井周边盾构管片至指定位置，准备掘进。
构件安装位置：外盾刃口朝下倒置，通过连接板与内盾连接固定成一整体，驱动安装于内盾上方，刀盘安装于内盾下方。液压油缸通过支座与内盾连接，并用销轴固定。加长环高度500mm，直径与外盾直径一致，安装于外盾上部，通过法兰与外盾连接成一整体，加长环顶部设有两道密封，供以顶管主机提升高度超过1000mm，即脱离外盾最上部密封后，继续保压的作用。
技术改进：现有的工程中，施工联络通道或泵房时，先拆除设计位置处的钢筋混凝土管片，再进行掘进。本发明结合特殊钢-砼复合管片，无需拆除整环管片，只需切削预先设计的区域，即可进行施工掘进。
竖井周边盾构管片结构是由两种管片组成的，分别是常规钢-砼复合管片和特殊钢-砼复合管片。特殊钢-砼复合管片置于主隧道的底部即竖井主体结构顶部，其由预留注浆孔、钢管片和钢环组成，并且钢管片上开设有进出入通道并与主隧道进行连接；
常规钢-砼复合管片和钢-砼复合管片共同构成竖井的整体结构；
可回收顶管主机4的顶管朝着安装常规钢-砼复合管片的钢环圆形待切削区域往下掘进，通过常规钢-砼复合管片上的预留注浆孔进行注浆。吊机5将可回收顶管主机4吊至指定的特殊钢-砼复合管片上的圆形待切削区域，再通过反力架2推动可回收顶管主机4往下掘进，完成竖井的整体结构施工。
进一步地，配套台车1在底部导轨3上进行滑动运送可回收顶管主机4往下掘进过程中所需的泥浆及产生的渣土等。
本发明的技术核心是解决下沉竖井结构在主隧道的施工方法问题。实现通过反力架将可回收顶管主机和顶管自上而下的始发推进，同时有效的保护竖井周边盾构管片结构。而且可以通过配套台车系统和吊机顶管支撑与顶进系统可整体运送至主隧道内或者从主隧道内运送，实现安装与拆卸均方便，能够极大的节省施工时间，为后续竖井结构的施作提供前提。
另外，本发明可以灵活的将顶管设备运送到隧道指定位置；可以将顶管管片自上而下的推进至指定深度；在顶管掘进的过程中可以有效保护竖井施工处周围盾构隧道管片结构。
附图说明
图1为竖井始发工艺流程图。
图2~图4分别为三个步骤的工序示意图。
图5为图3的左视图
图6为联络通道与下沉竖井剖面图，图中6为隧道中心线
图7为始发洞门位置示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
一种盾构隧道内自上而下顶管施工竖井始发装置施工方法，该方法将顶管机及配套台车运输至竖井施工处，调整好初始位置，管片支撑系统调至工作位置，拆除设备底部隧道导轨，用吊机将可回收顶管主机下降至可直接切削复合管片接触位置，焊接始发钢套筒，盾尾刷之间填充满油脂，顶管机每掘进一定位置时，吊运顶管片至施工位置处。
具体而言，包括如下步骤：
步骤1：将反力架2及配套台车1运输至竖井施工处，调整好初始位置，管片支撑系统调至工作位置。
步骤2：拆除管片支撑系统底部的导轨3，用吊机5将可回收顶管主机4下降至与管片接触位置，焊接始发钢套筒，盾尾刷之间填充满油脂。
步骤3：运输管片至指定位置，准备掘进。
竖井周边盾构管片结构是由特殊管片结构组成的，具体包括：常规钢筋混凝土管片和钢-砼复合管片。钢-砼复合管片置于主隧道底部，其由预留注浆孔、钢管片和钢环组成。顶管朝着钢-砼复合管片的钢环圆形待切削区域往下掘进，最后通过管片上的预留注浆孔进行注浆。配套台车1在底部导轨3上进行滑动运送可回收顶管主机4往下掘进过程中所需的泥浆及产生的渣土。吊机5将可回收顶管主机4吊至指定的特殊管片上的圆形待切削区域，再通过反力架2推动可回收顶管主机4往下掘进，完成竖井结构施工。
本发明的技术核心是解决下沉竖井结构在主隧道的施工方法问题。实现通过反力架将可回收顶管主机和顶管自上而下的始发推进，同时有效的保护竖井周边盾构管片结构。而且可以通过配套台车系统和吊机顶管支撑与顶进系统可整体运送至主隧道内或者从主隧道内运送，实现安装与拆卸均方便，能够极大的节省施工时间，为后续竖井结构的施作提供前提。本发明可以灵活的将顶管设备运送到隧道指定位置；可以将顶管管片自上而下的推进至指定深度；在顶管掘进的过程中可以有效保护竖井施工处周围盾构隧道管片结构。
Claims (3)
1.一种盾构隧道内自上而下顶管施工竖井始发装置施工方法，竖井的施工位置位于盾构隧道的下方，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将反力架（2）及配套台车（1）运输至竖井施工处，调整好初始位置，管片支撑系统调至工作位置；
步骤2：拆除管片支撑系统底部的导轨（3），用吊机（5）将可回收顶管主机（4）下降至与竖井周边管片接触位置，焊接始发钢套筒，盾尾刷之间填充满油脂，做好始发前的准备工作；
步骤3：运输竖井周边盾构管片至指定位置，准备掘进；
竖井周边盾构管片结构是由两种管片组成的，分别是常规钢筋混凝土管片和特殊钢-砼复合管片；常规钢-砼复合管片置于竖井主体结构处，其由预留注浆孔、钢管片和钢环组成；特殊常规钢-砼复合管片置于主隧道的底部即竖井主体结构顶部，其由预留注浆孔、钢管片和钢环组成，并且钢管片上开设有进出入通道并与主隧道进行连接；
常规钢筋混凝土管片和钢-砼复合管片共同构成竖井的整体结构；
可回收顶管主机（4）的顶管朝着安装常规钢-砼复合管片的钢环圆形待切削区域往下掘进，通过常规钢-砼复合管片上的预留注浆孔进行注浆；吊机（5）将可回收顶管主机（4）吊至指定的特殊钢-砼复合管片上的圆形待切削区域，再通过反力架（2）推动可回收顶管主机（4）往下掘进，完成竖井的整体结构施工。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道内自上而下顶管施工竖井始发装置施工方法，其特征在于：配套台车（1）在底部的导轨（3）上进行滑动运送可回收顶管主机（4）往下掘进过程中所需的泥浆及产生的渣土。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道内自上而下顶管施工竖井始发装置施工方法，其特征在于：外盾刃口朝下倒置，通过连接板与内盾连接固定成一整体，驱动安装于内盾上方，刀盘安装于内盾下方；液压油缸通过支座与内盾连接，并用销轴固定；加长环高度500mm，直径与外盾直径一致，安装于外盾上部，通过法兰与外盾连接成一整体，加长环顶部设有两道密封，供以顶管主机提升高度超过1000mm，即脱离外盾最上部密封后，继续保压的作用。
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