CN112647962A - 小曲率半径的风井下快速进出洞的方法及盾构基座 - Google Patents
小曲率半径的风井下快速进出洞的方法及盾构基座 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112647962A CN112647962A CN202011505249.XA CN202011505249A CN112647962A CN 112647962 A CN112647962 A CN 112647962A CN 202011505249 A CN202011505249 A CN 202011505249A CN 112647962 A CN112647962 A CN 112647962A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- base
- shield
- air shaft
- curvature radius
- exiting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
Abstract
本发明公开了一种小曲率半径的风井下快速进出洞的方法及盾构基座,方法包括步骤:施工基座,供承载盾构机头载重,所述基座的厚度按设计轴线放样于盾构机外径以下直至风井底板,所述基座的坡度按所述设计轴线放样;于所述基座上浇注形成一定高度的砂浆层,供盾构机正面刀盘切削,增加转弯所需的正面作用力;盾构机按所述设计轴线在所述基座上、所述砂浆层内进行穿越。本发明在风井内改变原有钢结构基座形式的基础上,解决了小曲率半径工况下盾构快速穿越风井的安全及进度问题,丰富了盾构机在风井内进出洞方式的选择。
Description
技术领域
本发明涉及地下空间施工技术领域,尤其涉及一种小曲率半径的风井下快速进出洞的方法及盾构基座。
背景技术
随着城市地下空间不断的开发和利用,在地下公路交通建设中,越来越多的小曲率长距离区间隧道随之出现,势必也造成出现了小曲率过中间风井的情况发生。
目前,小直径盾构法隧道施工过程中小曲率半径的施工工况下风井内进出洞的方法一般为常规进洞后,盾构机平移调整后,再进行出洞推进,如图1~4所示,图1显示了盾构机接收状态示意图,图2显示了盾构机平移后出洞状态示意图,图3显示了始发管片偏移量平面示意图,图4显示了始发管片及后靠侵入隧道断面示意图(图3和图4中标注有接收管片4和始发管片5)。
常规的钢结构基座(平移基座)虽然能完成盾构小曲率半径进出洞风井施工,但存在以下问题:
(1)需要盾构机接收后,对基座进行平移完成始发条件后再进行始发,存在工期时间较长,施工功效慢,施工工作量大的缺点;
(2)由于是小曲率风井进出洞的施工工况下,比如当隧道轴线为R350的曲线,而钢基座是10m长的直线。如果采用平移的方法,盾构机车架与盾构机机头1存在夹角,如果风井距离过短,二次始发时后靠3会侵入接收洞门,导致车架无法拉出,无法随着盾构机机头1继续始发前进,所以需要车架转接。首先需要把车架与机头1断开连接,再进行盾构机机头1始发推进,车架留在风井内。等机头1始发完成60~70环后进行车架转接,再继续掘进,严重影响施工工期和浪费施工成本;
(3)盾构机风井内平移和盾构机车架转接过程中,存在一定的施工安全风险。
为了研究快速过风井的施工工艺,且是在小曲率半径这种前提下完成。因此在小曲率半径的工况下施工时,如何快速穿越中间风井成为影响工程进度和施工安全的关键问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足之处,本发明提供了一种小曲率半径的风井下快速进出洞的方法以及一种用于小曲率半径的风井下快速进出洞的盾构基座,在风井内改变原有钢结构基座形式的基础上,解决了小曲率半径工况下盾构快速穿越风井的安全及进度问题,丰富了盾构机在风井内进出洞方式的选择。
本发明第一方面提供了一种小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其包括步骤:
施工基座,供承载盾构机头载重,所述基座的厚度按设计轴线放样于盾构机外径以下直至风井底板,所述基座的坡度按所述设计轴线放样;
于所述基座上浇注形成一定高度的砂浆层,供盾构机正面刀盘切削,增加转弯所需的正面作用力;
盾构机按所述设计轴线在所述基座上、所述砂浆层内进行穿越。
作为本发明方法的实施方式,所述风井的进出洞门存在高差,所述设计轴线为进出洞门的中心连线。
作为本发明方法的实施方式,在施工所述基座时,所述基座的两端与所述风井的进出洞门之间分别留出封洞门和止水密封装置的安装空间。
作为本发明方法的实施方式,所述基座为混凝土基座,在施工所述混凝土基座之前,预先将所述风井底板凿毛。
作为本发明方法的实施方式,在施工完成所述混凝土基座之后,将所述混凝土基座的顶面用砂浆抹平,并控制砂浆面的坡度与所述设计轴线的坡度一致。
作为本发明方法的实施方式,在所述混凝土基座初凝后进行凿毛处理,在凿毛处理后的所述混凝土基座上浇注砂浆形成所述砂浆层。
作为本发明方法的实施方式,所述砂浆层为等高的长方体砂浆块,顶面坡度与所述基座的坡度一致。
作为本发明方法的实施方式,所述砂浆层的顶面浇注至盾构机的中腰位置。
作为本发明方法的实施方式,风井内并排设置有两组盾构进出洞门,在每组盾构进出洞门之间分别设置一个所述基座,在两个所述基座的上方及中间位置分别浇注砂浆形成一体的所述砂浆层。
本发明第二方面提供了一种用于小曲率半径的风井下快速进出洞的盾构基座,其包括:
供承载盾构机头载重的基座,所述基座的厚度按设计轴线放样于盾构机外径以下直至风井底板,所述基座的坡度按所述设计轴线放样;
供盾构机正面刀盘切削、增加转弯所需的正面作用力的砂浆层,以一定高度浇注形成于所述基座上。
本发明由于采用上述技术方案,使其具有以下有益效果:
在盾构法隧道施工小曲率半径风井内进出洞的工况下,布置盾构基座采用混凝土结合砂浆的方式,底部采用混凝土基座,上方浇注砂浆层。混凝土基座作为底部混凝土始发接收托架,主要起到的作用是承载盾构机头载重(也就是常规钢基座的作用);砂浆层供盾构机切削穿越,作用是有利于盾构机正面刀盘切削土体,增加转弯所需要的正面作用力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1~4为现有技术中小曲率半径的施工工况下风井内进出洞的方法示意图,其中,图1显示了盾构机接收状态示意图,图2显示了盾构机平移后出洞状态示意图,图3显示了始发管片偏移量平面示意图,图4显示了始发管片及后靠侵入隧道断面示意图。
图5为本发明实施例中用于小曲率半径的风井下快速进出洞的盾构基座的平面示意图。
图6为本发明实施例中的盾构基座的横剖面示意图。
图7为本发明实施例中的盾构基座的纵剖面示意图。
附图中标记的对应关系如下:
盾构机机头-1、安装空间-2、后靠-3、接收管片-4、始发管片-5、混凝土基座-6、砂浆层-7、钢洞圈内径-8、盾构机外径-9、管片外径-10、风井底板-11。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应当理解,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等,其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图5~7,本发明提供了一种用于小曲率半径的风井下快速进出洞的盾构基座,图5显示了该盾构基座的平面图,图6显示了该盾构基座的横剖面图,图7显示了该盾构基座的纵剖面图。如图所示,该盾构基座不同于传统的钢结构基座,采用混凝土结合砂浆的方式构建而成。具体来说,该盾构基座由混凝土基座6和砂浆层7两部分构成。
下面结合具体的工况条件,对本发明用于小曲率半径的风井下快速进出洞的盾构基座及其施工方法做进一步说明。
工况条件为:针对两个地铁车站间的某段区间,区间盾构穿越一次中间风井,由于风井存在于R350的小半径中,并且长度只有16m,盾构机长度11m,按照常规的钢基座平移的方式,二次始发后靠会侵入接收洞门断面内(由于转弯半径过小,再次始发时的后靠会侵入车架断面内,导致车架无法拉出,始发与接收偏移量为347mm,如图3所示),导致盾构机车架与盾构机机头断开进行分体始发,因此,采用了本发明的砂浆基座代替传统钢基座的快速始发接收工艺。
本发明在盾构法隧道施工小曲率半径风井内进出洞的工况下,盾构基座采用混凝土结合砂浆的方式。其中,混凝土基座6的位置按盾构进出洞门时的设计轴线准确放样,安装时按照测量放样的基线进行支模,混凝土基座6的前端定位必须以实际洞口中心为准,偏差不大于20mm,混凝土基座6的坡度与设计轴线的坡度偏差不大于2‰。盾构进出洞门有高差,上述设计轴线为进出洞门的中心连线。
该混凝土基座6的作用相当于盾构机底部混凝土始发接收托架,主要起到的作用是承载盾构机头载重(也就是常规钢基座的作用)。因此,该混凝土基座6的厚度按设计轴线放样于盾构机外径9以下直至风井底板11,该混凝土基座6的坡度按设计轴线放样,即该混凝土基座6的顶面坡度与设计轴线的倾斜度一致,如上所述,偏差不得大于2‰。进一步地,风井内的进出洞门有高差,在施工混凝土用基座之前,先将风井底板11凿毛(原有预埋钢筋),风井底板11往上预先浇捣一层C20混凝土,高度至盾构机外径9,顶面用砂浆抹平,且砂浆面的坡度与设计轴线的坡度一致,如图7所示。
进一步地,在施工混凝土基座6时,在该混凝土基座6的两端与风井内的进出洞门之间分别留出封洞门和止水密封装置的安装空间2,该安装空间2的宽度可取约1000mm。混凝土基座6优选C20混凝土浇筑而成,并且,在C20混凝土初凝后进行凿毛处理(确保粘结效果),再在C20混凝土上部浇注一定高度的M10砂浆形成砂浆层7。
本实施例中的砂浆层7的高度为约3000mm,砂浆层7前后等高,形成为顶部和底部呈坡面的类长方体块,顶面坡度和底部坡面均与混凝土基座6(即设计轴线)的坡度一致,顶面标高优选位于盾构机的中腰位置,以保证盾构机在穿越风井时,盾构机正面刀盘切削M10砂浆,在M10砂浆内进行穿越,M10砂浆足以提供盾构机转弯所需的正面作用力,保持盾构机沿设计轴线方向进出洞门,同时砂浆层7采用半填充式,还能够方便工人或机械自砂浆层7上部穿过,保证正常施工。
结合上述实施例中的盾构基座,本发明还提供了一种小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其主要包括以下操作步骤:
步骤一:施工混凝土基座6,供承载盾构机头载重,该混凝土基座的厚度按设计轴线放样于盾构机外径9以下直至风井底板11,该混凝土基座6的坡度按所述设计轴线放样。本实施例中,混凝土基座6采用C20混凝土,混凝土基座的前端(进洞门一端)的厚度为660mm,后端(出洞门的一端)的厚度为1070mm,该混凝土基座6的长度为12000mm,两端与风井的进出洞门之间分别留出1000mm的封洞门和止水密封装置的安装空间2;优选地,在施工该混凝土基座6之前,预先将风井底板11凿毛,增强混凝土基座6与风井底板11的粘结力。
另外,在施工完成混凝土基座6之后,将混凝土基座6的顶面用砂浆抹平,并控制砂浆面的坡度与设计轴线的坡度一致。在混凝土基座6初凝后进行凿毛处理,在凿毛处理后的混凝土基座6上浇注砂浆,以增强粘结效果。
步骤二:于该混凝土基座6上浇注形成一定高度的砂浆层7,供盾构机正面刀盘切削,增加转弯所需的正面作用力。本实施例中的砂浆层7的高度为3000mm,砂浆层7前后等高,形成为顶部和底部呈坡面的类长方体块,顶面坡度和底面破面均与混凝土基座6(即设计轴线)的坡度一致
步骤三:盾构机按设计轴线在该混凝土基座6的承载下,切削砂浆层7在砂浆层7内进行穿越。
另外,如图5~7所示,本实施例的风井内并排设置有两组盾构进出洞门,在每组盾构进出洞门之间分别设置一个上述混凝土基座6,在两个混凝土基座6的上方及中间位置均浇注M10砂浆形成一体的砂浆层7,供两部盾构机穿越时切削,增加转弯所需要的正面作用力。
本发明在盾构法隧道施工小曲率半径风井内进出洞的工况下,布置盾构基座采用混凝土结合砂浆的方式,底部采用混凝土基座,上方浇注砂浆层。混凝土基座作为底部混凝土始发接收托架,主要起到的作用是承载盾构机头载重(也就是常规钢基座的作用);砂浆层供盾构机切削穿越,作用是有利于盾构机正面刀盘切削土体,增加转弯所需要的正面作用力。从而满足了小曲率半径工况下盾构快速穿越风井的安全及进度的要求,丰富了盾构机在风井内进出洞方式的选择。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (10)
1.一种小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其特征在于,包括步骤:
施工基座,供承载盾构机头载重,所述基座的厚度按设计轴线放样于盾构机外径以下直至风井底板,所述基座的坡度按所述设计轴线放样;
于所述基座上浇注形成一定高度的砂浆层,供盾构机正面刀盘切削,增加转弯所需的正面作用力;
盾构机按所述设计轴线在所述基座上、所述砂浆层内进行穿越。
2.如权利要求1所述的小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其特征在于:所述风井的进出洞门存在高差,所述设计轴线为进出洞门的中心连线。
3.如权利要求1所述的小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其特征在于:在施工所述基座时,所述基座的两端与所述风井的进出洞门之间分别留出封洞门和止水密封装置的安装空间。
4.如权利要求1所述的小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其特征在于:所述基座为混凝土基座,在施工所述混凝土基座之前,预先将所述风井底板凿毛。
5.如权利要求4所述的小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其特征在于:在施工完成所述混凝土基座之后,将所述混凝土基座的顶面用砂浆抹平,并控制砂浆面的坡度与所述设计轴线的坡度一致。
6.如权利要求4所述的小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其特征在于:在所述混凝土基座初凝后进行凿毛处理,在凿毛处理后的所述混凝土基座上浇注砂浆形成所述砂浆层。
7.如权利要求1所述的小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其特征在于:所述砂浆层为等高的长方体砂浆块,顶面坡度与所述基座的坡度一致。
8.如权利要求1所述的小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其特征在于:所述砂浆层的顶面浇注至盾构机的中腰位置。
9.如权利要求1所述的小曲率半径的风井下快速进出洞的方法,其特征在于:风井内并排设置有两组盾构进出洞门,在每组盾构进出洞门之间分别设置一个所述基座,在两个所述基座的上方及中间位置分别浇注砂浆形成一体的所述砂浆层。
10.一种用于小曲率半径的风井下快速进出洞的盾构基座,其特征在于,包括:
供承载盾构机头载重的基座,所述基座的厚度按设计轴线放样于盾构机外径以下直至风井底板,所述基座的坡度按所述设计轴线放样;
供盾构机正面刀盘切削、增加转弯所需的正面作用力的砂浆层,以一定高度浇注形成于所述基座上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011505249.XA CN112647962A (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 小曲率半径的风井下快速进出洞的方法及盾构基座 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011505249.XA CN112647962A (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 小曲率半径的风井下快速进出洞的方法及盾构基座 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112647962A true CN112647962A (zh) | 2021-04-13 |
Family
ID=75354996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011505249.XA Pending CN112647962A (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 小曲率半径的风井下快速进出洞的方法及盾构基座 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112647962A (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201330606Y (zh) * | 2008-12-16 | 2009-10-21 | 上海隧道工程股份有限公司 | 盾构进洞用基座 |
CN103161471A (zh) * | 2011-12-19 | 2013-06-19 | 上海市基础工程有限公司 | 大直径盾构长距离穿越风井推进施工方法 |
CN203594453U (zh) * | 2013-09-29 | 2014-05-14 | 深圳中海建筑有限公司 | 一种适用于土压平衡式盾构机的接收基座 |
CN105386770A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-03-09 | 中国建筑第六工程局有限公司 | 用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法 |
CN111594193A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-08-28 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 接收结构及盾构机的接收方法 |
CN111734420A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-10-02 | 中建三局基础设施建设投资有限公司 | 一种设置洞门砂浆挡墙的富水地层盾构水下接收方法 |
-
2020
- 2020-12-18 CN CN202011505249.XA patent/CN112647962A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201330606Y (zh) * | 2008-12-16 | 2009-10-21 | 上海隧道工程股份有限公司 | 盾构进洞用基座 |
CN103161471A (zh) * | 2011-12-19 | 2013-06-19 | 上海市基础工程有限公司 | 大直径盾构长距离穿越风井推进施工方法 |
CN203594453U (zh) * | 2013-09-29 | 2014-05-14 | 深圳中海建筑有限公司 | 一种适用于土压平衡式盾构机的接收基座 |
CN105386770A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-03-09 | 中国建筑第六工程局有限公司 | 用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法 |
CN111734420A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-10-02 | 中建三局基础设施建设投资有限公司 | 一种设置洞门砂浆挡墙的富水地层盾构水下接收方法 |
CN111594193A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-08-28 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 接收结构及盾构机的接收方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108894796B (zh) | 一种使用叠合板技术的隧道无模板二次衬砌施工方法 | |
CN109763838A (zh) | 适用于钻爆法隧道的装配式仰拱结构及其拼装方法 | |
CN206956565U (zh) | 一种钢箱梁桥负弯矩区预应力系统 | |
CN110004791A (zh) | 一种无粘结预应力装配式道路及其施工方法 | |
CN109763424A (zh) | 一种全预制混凝土防撞护栏及施工方法 | |
CN106948548A (zh) | 一种预制混凝土框架梁结构 | |
CN112647962A (zh) | 小曲率半径的风井下快速进出洞的方法及盾构基座 | |
EP0887512B1 (en) | Method for widening road, superhighway or railway tunnels, without interrupting the traffic | |
CN111271078B (zh) | 装配式隧道衬砌结构洞内分段纵向平移拼装施工方法 | |
CN105156130B (zh) | 一种隧道施工免支护安全施工方法 | |
CN111236965A (zh) | 装配式隧道衬砌结构原位顶升拼装施工方法 | |
CN216240663U (zh) | 一种联络通道洞门复合衬砌管片 | |
CN114541922A (zh) | 基于水泥空心砌块的组合式窗台压顶施工方法 | |
CN109113357A (zh) | 一种管廊预埋槽固定装置及其固定方法 | |
CN212656260U (zh) | 一种地下车站装配式轨顶风道结构 | |
CN1046784C (zh) | 矿山立井反向开凿的施工方法 | |
CN113622924A (zh) | 三洞公路隧道下穿既有铁路的施工方法 | |
CN209338990U (zh) | 一种预应力装配式防撞墙 | |
CN111535361A (zh) | 地下车站装配式轨顶风道结构及其构建方法 | |
CN206016054U (zh) | 一种加气块的圈梁或板带及预制砖 | |
CN113153351A (zh) | 装配式隧道衬砌结构洞内全纵向平移拼装施工方法 | |
CN109440632A (zh) | 一种预应力装配式防撞墙及其构筑方法 | |
CN218862611U (zh) | Tbm侧向平交山区高速公路隧道掘进平行导洞施工结构 | |
CN215332886U (zh) | 一种便于注浆的隧道拱部预制管片 | |
CN219239684U (zh) | 一种铁沟撇渣器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |