CN112901176B - 一种减少扰动的盾构机通过方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种减少扰动的盾构机通过方法，当盾构机到达需减少扰动的地段时，人工每次开挖1/4圆截面的土方，设置圆弧形钢支撑和水平、垂直素混凝土支撑，待完成整个圆截面的土方开挖，圆弧形钢支撑相互连接成环形，水平和垂直素混凝土支撑形成十字形支撑，环形圆弧形钢支撑和十字形素混凝土一起形成一环形支撑，在隧道施工向前推进过程中，每前进一段距离做一环形支撑，直至通过该地段，然后启动盾构机破除素混凝土支撑。本发明在地铁隧道施工在通过车站、重要建筑物等需减少扰动的地段时，可避免盾构机对车站、重要建筑物的扰动，无需人工对支撑件进行拆除，可大幅降低施工人员的劳动强度，可有效避免安全事故的发生，大大提高施工的安全性。

Description

一种减少扰动的盾构机通过方法
技术领域
本发明涉及一种隧道的施工方法，特别是地铁隧道的施工方法。
背景技术
随着我国经济的高速发展，城市化进程快速推进，大量人口不断涌进大城市，给城市交通增加了巨大压力，为解决日益严重的地面交通拥堵问题，越来越多的城市通过建设地铁来解决人们出行的交通问题。修建地铁时，均是采用盾构机来掘进地铁隧道，地铁隧道可能需要通过车站、重要建筑物，而盾构机在开挖过程中会破坏土层的初始应力状态，不可避免地对周围土体造成一定程度的扰动，这些扰动表现为地层的沉降或隆起，以及周围土层中的土压力，孔隙水压力的变化，当距离盾构机较近时，上述扰动将严重影响既有结构的安全和正常使用。如果不用盾构机，采用人工开挖，对挖成的隧道部分需要使用钢支撑，当隧道成形后需要人工对支撑进行拆除，人工拆除钢支撑不仅劳动强度大，还是事故高发环节，严重威助施工人员的生命安全。
发明内容
本发明旨在提供一种减少扰动的盾构机通过方法，在保证安全和减少扰动的同时，保证盾构机的正常通过，降低施工人员的劳动强度，保证施工人员的生命安全。
一种减少扰动的盾构机通过方法，包括以下步骤：
S1：盾构机到达需减少扰动地段，停止掘进；
S2：人工开挖土体，开挖圆形横截断面上部1/4圆的土体；
S3：对开挖的上部1/4圆的部分施作第一圆弧形钢支撑、上垂直素混凝土支撑、第一水平素混凝土支撑，上垂直素混凝土支撑和第一水平混凝土支撑的长度等于圆形横截面的半径，上垂直素混凝土支撑和第一水平混凝土支撑在圆心处连接，与第一圆弧形钢支撑在圆周处相连；
S4：人工开挖土体，开挖圆形横截断面上部另一1/4圆的土体；
S5：对开挖的上部第二个1/4圆部分施作第二圆弧形钢支撑和第二水平素混凝土支撑，第二水平素混凝土支撑与第一水平混凝土支撑、上垂直素混凝土支撑在圆心处连接，与第二圆弧形钢支撑在圆周处连接；
S6：人工开挖土体，开挖圆形横截断面下部第一1/4圆的土体；
S7：对开挖的下部第一1/4圆施作第三圆弧形钢支撑和下垂直素混凝土支撑，下垂直素混凝支撑与其它三个素混凝土支撑在圆心处连接，与第三圆弧形钢支撑在圆周处连接，四个素混凝土支撑形成十字形支撑；
S8：人工开挖土体，开挖圆形横截面下部第二1/4圆的土体；
S9：对开挖的下部第二1/4圆施作第四圆弧形钢支撑，四个圆弧形钢支撑彼此相连，连接成环，环形钢支撑和其内的十字形素混凝土支撑组成环形支撑；
S10：重复S3—S9步骤，每向前开挖一段距离d设置一环形支撑，直至通过防止扰动的段落；
S11：盾构机启动，向前推进，破除素混凝土支撑；
S12：盾构机在隧道壁安装管片；
S13：盾构机后同步注浆；
S14：重复S11—S13步骤，向前推进，直至通过防止扰动的段落；
S15：盾构机正常向前推进。
进一步的，所述素混凝土支撑，在水平和垂直支撑间有斜素混凝土支撑。
进一步的，所述素混凝土支撑，在水平和垂直素混凝土支撑间有一个斜素混凝土支撑，斜素混凝土支撑与水平呈45度夹角。
进一步的，所述素混凝土支撑，在水平和垂直素混凝土支撑间有二个斜素混凝土支撑，斜素混凝土均匀分布在水平和垂直素混凝土支撑间。
进一步的，所述环形支撑在隧道纵向的间距d是0.5—3m。
优选的，所述环形支撑在隧道纵向的间距d是1m。
优选的，所述环形支撑在隧道纵向的间距d是1.5m。
优选的，所述环形支撑在隧道纵向的间距d是2m。
优选的，所述环形支撑在隧道纵向的间距d是2.5m。
优选的，所述素混凝土支撑，横截面为矩形。
本发明在地铁隧道施工在通过车站、重要建筑物等需减少扰动的地段时，可避免盾构机对车站、重要建筑物的扰动，而且无需人工对支撑件进行拆除，大大降低了施工人员的劳动强度，同时，有效地避免安全事故的发生，大大提高地铁施工的安全性。
附图说明
图1为本发明施工过程中使用的支撑结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为隧道施工中图1所示结构布置图。
图中：1-第一水平素混凝土支撑，2-上垂直素混凝土支撑，3-第二水平素混凝土支撑，4-下垂直素混凝土支撑，5-第一圆弧形钢支撑，6-第二圆弧形钢支撑，7-第三圆弧形钢支撑，8-第四圆弧形钢支撑，9-斜素混凝土支撑，10-环形支撑。
具体实施方式
本发明所述素混凝土支撑是指混凝土中不包含钢筯，素混凝土具有很好的抗压强度，又较易粉碎。
为使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1—3对本发明进行进一步详细说明。
本发明一种减少扰动的盾构机通过方法，包括以下步骤：
S1：盾构机到达需减少扰动地段，停止掘进；
S2：人工开挖土体，开挖圆形横截断面上部1/4圆的土体；
S3：对开挖的上部1/4圆的部分施作第一圆弧形钢支撑5、上垂直素混凝土支撑2、第一水平素混凝土支撑1，上垂直素混凝土支撑2和第一水平混凝土支撑1的长度等于圆形横截面的半径，上垂直素混凝土支撑2和第一水平混凝土支撑1在圆心处连接，与第一圆弧形钢支撑5在圆周处相连；
S4：人工开挖土体，开挖圆形横截断面上部另一1/4圆的土体；
S5：对开挖的上部第二个1/4圆部分施作第二圆弧形钢支撑6和第二水平素混凝土支撑3，第二水平素混凝土支撑3与第一水平混凝土支撑1、上垂直素混凝土支撑2在圆心处连接，与第二圆弧形钢支撑6在圆周处连接；
S6：人工开挖土体，开挖圆形横截断面下部第一1/4圆的土体；
S7：对开挖的下部第一1/4圆施作第三圆弧形钢支撑7和下垂直素混凝土支撑4，下垂直素混凝支撑4与其它三个素混凝土支撑在圆心处连接，与第三圆弧形钢支撑7在圆周处连接，四个素混凝土支撑形成十字形支撑；
S8：人工开挖土体，开挖圆形横截面下部第二1/4圆的土体；
S9：对开挖的下部第二1/4圆施作第四圆弧形钢支撑8，四个圆弧形钢支撑彼此相连，连接成环，环形钢支撑和其内的十字形素混凝土支撑组成环形支撑10；
S10：重复S3—S9步骤，每向前开挖一段距离d设置一环形支撑，直至通过防止扰动的段落；
S11：盾构机启动，向前推进，破除素混凝土支撑，由于素混凝土没有钢筯，较易粉碎，可由盾构机构直接破除，避免了人工拆除，不但大大降低劳动强度，同时也提高了施工的安全性；
S12：盾构机在隧道壁安装管片；
S13：盾构机后同步注浆；
S14：重复S11—S13步骤，向前推进，直至通过防止扰动的段落；
S15：盾构机正常向前推进。
进一步的，所述素混凝土支撑，在水平和垂直素混凝土支撑间有斜素混凝土支撑9。
进一步的，所述素混凝土支撑，在水平和垂直素混凝土支撑间有一个斜素混凝土支撑9，斜素混凝土支撑9与水平呈45度夹角。
进一步的，所述素混凝土支撑，在水平和垂直素混凝土支撑间有二个斜素混凝土支撑9，斜素混凝土支撑9均匀分布在水平和垂直素混凝土支撑间。
进一步的，所述环形支撑在隧道纵向的间距是0.5—3m。
优选的，所述环形支撑在隧道纵向的间距是1m。
优选的，所述环形支撑在隧道纵向的间距是1.5m。
优选的，所述环形支撑在隧道纵向的间距是2m。
优选的，所述环形支撑在隧道纵向的间距d是2.5m。
优选的，所述素混凝土支撑，横截面为矩形，为预制件。
各圆弧形钢支撑间用螺栓连接，素混凝土支撑与圆弧形钢支撑用螺栓连接。素混凝土支撑间用钢构件连接，将预制件与钢构件连接好后，在中间用模板将预制混凝土现浇在一起。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：盾构机到达需减少扰动地段，停止掘进；
S2：人工开挖土体，开挖圆形横截断面上部1/4圆的土体；
S3：对开挖的上部1/4圆的部分施作第一圆弧形钢支撑、上垂直素混凝土支撑、第一水平素混凝土支撑，上垂直素混凝土支撑和第一水平混凝土支撑的长度等于圆形横截面的半径，上垂直素混凝土支撑和第一水平混凝土支撑在圆心处连接，与第一圆弧形钢支撑在圆周处相连；
S4：人工开挖土体，开挖圆形横截断面上部另一1/4圆的土体；
S5：对开挖的上部第二个1/4圆部分施作第二圆弧形钢支撑和第二水平素混凝土支撑，第二水平素混凝土支撑与第一水平混凝土支撑、上垂直素混凝土支撑在圆心处连接，与第二圆弧形钢支撑在圆周处连接；
S6：人工开挖土体，开挖圆形横截断面下部第一1/4圆的土体；
S7：对开挖的下部第一1/4圆施作第三圆弧形钢支撑和下垂直素混凝土支撑，下垂直素混凝支撑与其它三个素混凝土支撑在圆心处连接，与第三圆弧形钢支撑在圆周处连接，四个素混凝土支撑形成十字形支撑；
S8：人工开挖土体，开挖圆形横截面下部第二1/4圆的土体；
S9：对开挖的下部第二1/4圆施作第四圆弧形钢支撑，四个圆弧形钢支撑彼此相连，连接成环，环形钢支撑和其内的素混凝土支撑组成环形支撑；
S10：重复S3—S9步骤，每向前开挖一段距离d设置一环形支撑，直至通过防止扰动的段落；
S11：盾构机启动，向前推进，破除素混凝土支撑；
S12：盾构机在隧道壁安装管片；
S13：盾构机后同步注浆；
S14：重复S11—S13步骤，向前推进，直至通过防止扰动的段落；
S15：盾构机正常向前推进。
2.根据权利要求1所述减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：在水平和垂直素混凝土支撑间有斜素混凝土支撑。
3.根据权利要求2所述的减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：所述水平和垂直素混凝土支撑间有一个斜素混凝土支撑，斜素混凝土支撑与水平呈45度夹角。
4.根据权利要求2所述的减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：所述水平和垂直素混凝土支撑间有二个斜素混凝土支撑，斜素混凝土均匀分布在水平和垂直素混凝土支撑间。
5.根据权利要求1所述的减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：所述环形支撑在隧道纵向的间距d是0.5—3m。
6.根据权利要求5所述的减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：所述环形支撑在隧道纵向的间距d是1m。
7.根据权利要求5所述的减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：所述环形支撑在隧道纵向的间距d是1.5m。
8.根据权利要求5所述的减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：所述环形支撑在隧道纵向的间距d是2m。
9.根据权利要求5所述的减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：所述环形支撑在隧道纵向的间距d是2.5m。
10.根据权利要求1至9任一项所述的减少扰动的盾构机通过方法，其特征在于：所述素混凝土支撑，横截面为矩形。
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