CN113123800B - 大直径盾构隧道钢结构始发基座施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及大直径盾构隧道钢结构始发基座施工方法，包括步骤：1)前期施工；2)始发托架、反力架构件制作；3)反力架安装；4)始发托架安装；5)密封环安装；6)洞口破除；7)导轨延长；8)导轨延长段下钢支撑安装；9)密封环部轨道斜撑安装；10)内置洞门环底部支撑安装；11)盾构进洞后架体回收再利用。本发明的有益效果是：反力架在一定直径范围内可调，始发托架也可随其所需直径做相应调整，该体系可多次使用，提高材料周转率；始发井底部设置托架底板，将始发托架和底板焊接成一整体，提高始发时抗剪力。
Description
技术领域
本发明涉及一种复杂地层大直径盾构隧道钢结构始发基座施工方法，主要适用于大直径盾构施工。
背景技术
在盾构施工中，始发与接收是风险性较大的工序，至目前国内外已经出现多例安全事故，如涌水涌砂、地表沉降、洞门塌陷、始发架失稳等，随着国内轨道交通建设快速发展，城市地铁也进入蓬勃发展阶段。盾构施工在城市地铁建设中的应用也越来越广泛，其中小直径盾构的始发阶段技术已经形成了一定完整的体系，但是对于大直径盾构的始发还在进行研究和探讨。
传统施工时用于盾构所需的始发托架及反力架为配合盾构直径所特制，多为一次性结构，无法重复使用，只能作为钢材折旧回收，经济效益欠佳，再者，一般施工中始发托架前端距洞门连续墙内侧最大距离较大，会出现机头悬空现象。盾构机在这种情况下易发生栽头的风险；同时当盾构机进入密封环后接触掌子面前，盾构机前部会有较大最大悬空，极易使盾构机发生栽头现象。
鉴于此，为了提高大直径盾构隧道施工质量及效率，充分提高其配套钢结构支撑体系的利用率，亟待发明一种简单有效的复杂地层大直径盾构隧道钢结构始发基座施工方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种大直径盾构隧道钢结构始发基座施工方法，提高大直径盾构隧道施工质量及效率，充分提高其配套钢结构支撑体系的利用率，具有较好的技术经济效益。
这种大直径盾构隧道钢结构始发基座，包括反力架、可调高度底座、轨道延长段、连接梁、始发托架、内置洞门环和洞门环底部支撑，所述反力架底部设有预埋钢板，预埋钢板与反力架的可调高度底座焊接连接，所述始发井底部设置托架底板并与托架底板上方的始发托架焊接成一整体，所述始发托架的轨道端部焊接轨道延长段延长至洞门处的内置洞门环，轨道延长段底部设置轨道支撑，所述轨道支撑下设置轨道支撑底座，所述始发托架底部设置连接梁，所述内置洞门环底部设置高度可调的洞门环底部支撑。
作为优选：所述反力架由门架一、门架二、门架三、上部活动节、斜梁、中部活动节、可调高度底座和底部活动节组成，可调高度底座上部安装门架三和底部活动节，门架三上部安装中部活动节及门架二，门架二上部安装门架一及上部活动节，门架一与门架二之间安装斜梁，反力架背部安装斜支撑一、斜支撑二、背部支撑一和背部支撑二，所述活动节与门架之间通过高强螺栓连接。
作为优选：所述始发井内的始发托架底部设置支撑座，所述支撑座与托架底板焊接固定，垂直于支撑座安装支撑架底梁及连接梁，所述支撑座上方安装轨道，所述连接梁与托架底板焊接，所述始发托架两侧设置支撑架连接板，支撑架连接板外侧设置台车支撑架，所述台车支撑架由侧顶梁、竖梁和台车八字轮支撑组成，侧顶梁设置于支撑座外侧，侧顶梁上部设置竖梁，竖梁上部设置台车八字轮支撑，所述台车八字轮支撑上设置后配套行走轮，两侧的台车八字轮支撑间设置台车水平轮支撑架，所述台车水平轮支撑架上设置TMB行走轮。
作为优选：所述轨道端部设置轨道延长段，所述轨道延长段在始发井位置处底部设置轨道支撑，轨道延长段与轨道支撑之间设置轨道垫板，轨道支撑底部设置轨道支撑底座并与托架底板焊接；所述轨道延长段在密封环位置处，其底部设置轨道斜撑。
作为优选：所述洞门内设置内置洞门环，洞门破除后内置洞门环底部设置有后接螺杆，所述内置洞门环底部设置洞门环底部支撑，所述洞门环底部支撑由高度可调段、弧形托板和连接螺栓组成，高度可调段设置连接螺栓，高度可调段上部设置弧形托板，内置洞门环与洞门环底部支撑通过后接螺杆连接。
这种大直径盾构隧道钢结构始发基座施工方法，包括以下步骤：
1)前期施工：始发井地面施工时设置预埋钢板及始发托架底板，洞门施工时在相应位置预埋内置洞门环；
2)始发托架、反力架构件制作：根据洞口标高制作可调高度底座，根据洞口内径制作上部活动节、中部活动节、底部活动节和其他反力架配件及始发架配件，并配置相应拼装用螺栓；
3)反力架安装：反力架各配件运至始发井后分块吊装拼接，首先拼装可调高度底座，使其与预埋钢板焊接，随后在可调高度底座上拼装门架三，并安装底部活动节，随即在门架三上部安装中部活动节及门架二，最后在门架二上部安装门架一及上部活动节，并在门架一与门架二之间安装斜梁，架体拼装过程中在反力架背部配套安装斜支撑一及斜支撑二；
4)始发托架安装：首先在始发井内安装始发托架的支撑座，使支撑座与托架底板焊接固定，随后垂直于支撑座安装支撑架底梁及连接梁，随后在支撑座上方安装轨道及始发托架两侧的台车支撑架；
5)密封环安装：密封环在地面组装完成后按照设计路线在洞门口位置进行分块拼装；
6)洞口破除：分块破除洞门，清除内置洞门环表面杂物，并在内置洞门环底部安装后接螺杆；
7)导轨延长：始发托架的轨道端部焊接轨道延长段至洞门口；
8)导轨延长段下钢支撑安装：轨道延长段在始发井部分下部设置轨道支撑，轨道支撑下部的轨道支撑底座与托架底板焊接固定；
9)密封环部轨道斜撑安装：轨道延长段在密封环部分底部安装轨道斜撑；
10)内置洞门环底部支撑安装：内置洞门环的后接螺杆上安装洞门环底部支撑，并选择合适的高度可调段，并在高度可调段上安装弧形托板；
11)盾构进洞后架体回收再利用：待负环拼装完成，盾构机全部进洞后封闭洞门，拆除始发托架及反力架用于后续其他盾进施工。
本发明的有益效果是：
1.反力架在一定直径范围内可调，始发托架也可随其所需直径做相应调整，该体系可多次使用，提高材料周转率。
2.始发井底部设置托架底板，将始发托架和底板焊接成一整体，提高始发时抗剪力。
3.台车轨道延长至洞门环可防止机头栽头，内置洞门环底部设置可调钢支撑，便于拆装及重复利用，整体具有较好的经济技术效益。
附图说明
图1是本发明复杂地层大直径盾构隧道钢结构始发基座整体结构三维示意图；
图2是复杂地层大直径盾构隧道钢结构始发基座剖面图；
图3是复杂地层大直径盾构隧道钢结构始发基座平面图；
图4是反力架结构示意图；
图5是始发基座及轨道延长段支撑结构图；
图6是始发基座结构剖面图；
图7是轨道延长段始发井内支撑结构示意图；
图8是轨道延长段密封环内支撑结构示意图；
图9是洞门环底部支撑结构示意图；
图10是负环拼装示意图。
附图标记说明：1.反力架、2.门架一、3.门架二、4.上部活动节、5.斜梁、6.中部活动节、7.斜支撑二、8.可调高度底座、9.斜支撑一、10.背部支撑一、11.背部支撑二、12.台车支撑架、13.竖梁、14.侧顶梁、15.支撑座、16.连接梁、17.台车八字轮支撑、18.台车水平轮支撑架、19.支撑架底梁、20.始发托架、21.支撑架连接板、22.轨道延长段、23.轨道支撑、24.轨道支撑底座、25.密封环、26内置洞门环、27.洞门环底部支撑、28.高度可调段、29.弧形托板、30.连接螺栓、31.后接螺杆、32.轨道斜撑、33.轨道垫板、34.门架三、35.高强螺栓、36.底部活动节、37.轨道、39.负环、40.底板、41.始发井、42.后配套行走轮、43.TMB行走轮、44.洞门、45.支撑墙、46.预埋钢板、47.托架底板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一
如图1-3所示，所述复杂地层大直径盾构隧道钢结构始发基座，包括反力架、门架、上部活动节、斜梁、中部活动节、斜支撑底座、斜支撑、可调高度底座、背部支撑、台车支撑架、轨道延长段、竖梁、侧顶梁、支撑座、连接梁、台车八字轮支撑、台车水平轮支撑架、支撑架底梁、始发托架、密封环、内置洞门环、洞门环底部支撑等，所述反力架内径在一定范围内可调，其底部设有预埋钢板，预埋钢板与可调高度底座焊接连接，所述始发井底设置托架底板并与始发托架焊接成一整体，所述轨道延长段延长至洞门环，其底部设置轨道支撑，所述轨道支撑下设置底座，所述始发托架底部设置连接梁，可随反力架调节内径，所述内置洞门环底设置高度可调洞门环底部支撑。
如图2所示，反力架由门架一2、门架二3、门架三34、上部活动节4、斜梁5、中部活动节6、斜支撑二7、可调高度底座8、斜支撑一9、背部支撑一10、背部支撑二11、底部活动节36等组成，可调高度底座8上部安装门架三34和底部活动节36，门架三34上部安装中部活动节6及门架二3，门架二3上部安装门架一2及上部活动节4，门架一2与门架二3之间安装斜梁5，反力架1背部安装斜支撑一9、斜支撑二7、背部支撑一10和背部支撑二11，可调节上部活动节4、中部活动节6、底部活动节36尺寸从而调节反力架内径，活动节与门架之间通过高强螺栓连接。可调直径范围在±(20～30cm)左右，可调高度底座8可更换尺寸从而调节反力架高度，可调高度底座8与始发井底预埋钢板焊接固定。
如图5-8所示，所述始发井41内的始发托架20底部设置支撑座15，所述支撑座15与托架底板47焊接固定，垂直于支撑座15安装支撑架底梁19及连接梁16，所述支撑座15上方安装轨道37，所述连接梁可更改尺寸从而调节始发托架内径，所述连接梁与托架底板焊接，所述始发托架两侧设置支撑架连接板，支撑架连接板外侧设置台车支撑架，所述台车支撑架由侧顶梁14、竖梁13、台车八字轮支撑17等组成，侧顶梁14设置于支撑座15外侧，侧顶梁14上部设置竖梁13，竖梁13上部设置台车八字轮支撑17，所述台车八字轮支撑17上设置后配套行走轮，两侧的台车八字轮支撑17间设置台车水平轮支撑架18，所述台车水平轮支撑架18上设置TMB行走轮43。
轨道端部设置轨道延长段，所述轨道延长段在始发井位置处底部设置轨道支撑23，轨道延长段22与轨道支撑23之间设置轨道垫板33，轨道支撑23底部设置轨道支撑底座并与托架底板焊接，所述轨道延长段在密封环位置处，其底部设置轨道斜撑。
如图9所示，洞门44内设置内置洞门环，洞门破除后内置洞门环底部设置后接螺杆31，所述内置洞门环底部设置洞门环底部支撑27，所述洞门环底部支撑由高度可调段28、弧形托板29、连接螺栓30等组成，高度可调段28设置连接螺栓30，高度可调段28上部设置弧形托板29，内置洞门环与洞门环底部支撑27通过后接螺杆连接。
如图10所示，待所有构件拼装施工完成后进行负环39施工。预埋钢板46、托架底板47底部设置底板40。反力架1支撑在支撑墙45上。
实施例二
本发明还提供一种复杂地层大直径盾构隧道钢结构始发基座的施工方法，包括以下步骤：
(1)前期施工：始发井地面施工时预埋钢板及始发托架底板，洞门施工时在相应位置预埋内置洞门环。
(2)始发托架、反力架构件制作：根据洞口标高制作可调高度底座，根据洞口内径制作上部活动节4、中部活动节6、底部活动节36等其他反力架配件及始发架配件，并配置相应拼装用螺栓。
(3)反力架安装：反力架各配件运至始发井后分块吊装拼接，首先拼装可调高度底座，使其与预埋钢板焊接，随后在可调高度底座8上拼装门架三34，并安装底部活动节，随即在门架三34上部安装中部活动节及门架二，最后在门架二3上部安装门架一2及上部活动节，并在门架一2与门架二3之间安装斜梁，架体拼装过程中在反力架1背部配套安装斜支撑一及斜支撑二。
(4)始发托架安装：首先在始发井内安装始发托架的支撑座，使支撑座与托架底板焊接固定，随后垂直于支撑座安装支撑架底梁及连接梁等其他配件，随后在支撑座上方安装轨道及两侧台车支撑架。
(5)密封环安装：密封环在地面组装完成后按照设计路线在洞门口位置进行分块拼装。
(6)洞口破除：分块破除洞门，清除内置洞门环表面杂物，并在内置洞门环底部安装后接螺杆。
(7)导轨延长：始发托架的轨道端部焊接轨道延长段至洞门口。
(8)导轨延长段下钢支撑安装：轨道延长段在始发井部分下部设置轨道支撑，轨道支撑23下部的轨道支撑底座与托架底板焊接固定。
(9)密封环部轨道斜撑安装：轨道延长段在密封环部分底部安装轨道斜撑。
(10)内置洞门环底部支撑安装：内置洞门环的后接螺杆上安装洞门环底部支撑，并根据施工要求选择合适的高度可调段，并在其上安装弧形托板。
(11)盾构进洞后架体回收再利用：待负环拼装完成，盾构机全部进洞后封闭洞门，拆除始发托架及反力架用于后续其他盾进施工。
Claims (1)
1.一种大直径盾构隧道钢结构始发基座施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)前期施工：始发井(41)地面施工时设置预埋钢板(46)及始发托架底板(47)，洞门(44)施工时在相应位置预埋内置洞门环(26)；
2)始发托架(20)、反力架(1)构件制作：根据洞口标高制作可调高度底座(8)，根据洞口内径制作上部活动节(4)、中部活动节(6)、底部活动节(36)和其他反力架配件及始发架配件，并配置相应拼装用螺栓；
3)反力架安装：反力架各配件运至始发井(41)后分块吊装拼接，首先拼装可调高度底座(8)，使其与预埋钢板(46)焊接，随后在可调高度底座(8)上拼装门架三(34)，并安装底部活动节(36)，随即在门架三(34)上部安装中部活动节(6)及门架二(3)，最后在门架二(3)上部安装门架一(2)及上部活动节(4)，并在门架一(2)与门架二(3)之间安装斜梁(5)，架体拼装过程中在反力架(1)背部配套安装斜支撑一(9)及斜支撑二(7)；
4)始发托架安装：首先在始发井(41)内安装始发托架(20)的支撑座(15)，使支撑座(15)与托架底板(47)焊接固定，随后垂直于支撑座(15)安装支撑架底梁(19)及连接梁(16)，随后在支撑座(15)上方安装轨道(37)及始发托架(20)两侧的台车支撑架(12)；
5)密封环安装：密封环(25)在地面组装完成后按照设计路线在洞门口位置进行分块拼装；
6)洞口破除：分块破除洞门，清除内置洞门环(26)表面杂物，并在内置洞门环(26)底部安装后接螺杆(31)；
7)导轨延长：始发托架的轨道端部焊接轨道延长段(22)至洞门口；
8)导轨延长段下钢支撑安装：轨道延长段(22)在始发井部分下部设置轨道支撑(23)，轨道支撑(23)下部的轨道支撑底座(24)与托架底板(47)焊接固定；
9)密封环部轨道斜撑安装：轨道延长段(22)在密封环部分底部安装轨道斜撑(32)；
10)内置洞门环底部支撑安装：内置洞门环(26)的后接螺杆(31)上安装洞门环底部支撑(27)，并选择合适的高度可调段(28)，并在高度可调段(28)上安装弧形托板(29)；
11)盾构进洞后架体回收再利用：待负环(39)拼装完成，盾构机全部进洞后封闭洞门，拆除始发托架及反力架用于后续其他盾进施工。
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