CN113417671A - 一种盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法，包括以下步骤：预制构件工厂化预制生产；下部的预制底部支撑构件随盾构掘进同步拼装；在预制底部支撑构件侧部上浇注形成两侧浇注基座；利用拼装台车将预制立柱吊装在对应侧的浇注基座上施工；利用拼装台车将上层预制车道板架设在两侧预制立柱上；边板浇注部分施工；预制边板、预制防撞侧石以及预制排水沟施工；预制底部支撑构件和上层预制车道板的路面铺装层施工。通过对结构构件工厂化预制，相比传统现浇施工工艺，现场预制装配化拼装施工提高了施工效率，节省了施工工期；预制构件运输吊装采用一体化智能拼装设备施工，在提高施工效率的同时保障了洞内结构施工的安全。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道施工技术领域，尤其是涉及一种大直径盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法。
背景技术
随着盾构施工技术越来越成熟，盾构隧道的长度、直径不再局限于地铁隧道的设计，而朝着直径更大长度更长的公路隧道发展。不同于常规地铁隧道，当盾构施工技术应用于公路隧道时，除了衬砌环拼装施工外，还需对洞内内部结构进行施工以满足公路隧道设计标准。洞内结构施工可在隧道贯通后在进行施工亦可以与盾构掘进同步施工，为保证施工工期，目前多数大直径盾构隧道工程内部结构施工以同步施工为主。若内部结构施工与盾构掘进同步进行，由于隧道内部空间狭小，内部结构施工组织不便，现浇施工不仅施工速度慢，而且还会影响盾构的正常掘进，从而影响整个施工工期，采用预制结构，其机械化施工具有标准化程度高、精度好等特点，能保证结构质量，提高施工速度。但是对于双层隧道结构而言，由于隧道内部空间狭小，底部的预制车道基础及两侧预制立柱结构安装难度大，对盾构掘进施工影响较大，所以目前国内外的双层盾构车道结构主要还是停留在半预制化技术，即结构的一部分为现浇混凝土，另一部分为预制构件，两者相结合。基于此类问题，目前急需一种全新的预制构件智能快速拼装方法以满足大直径盾构洞内结构上下部构件皆可预制装配化施工的要求。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法，其可高效完成上下预制构件吊装，从而实现洞内结构快速化施工。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
该盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法，包括以下步骤：
1)预制构件工厂化预制生产；2)下部的预制底部支撑构件随盾构掘进同步拼装；3)在预制底部支撑构件侧部上浇注形成两侧浇注基座；4)利用拼装台车将预制立柱吊装在对应侧的浇注基座上施工；5)利用拼装台车将上层预制车道板架设在两侧预制立柱上；6)边板浇注部分施工；7)预制边板、预制防撞侧石以及预制排水沟施工；8)预制底部支撑构件和上层预制车道板的路面铺装层施工。
其中，
所述步骤2)中，预制底部支撑构件通过平板车运输至盾构机台车尾部，通过预制底部支撑构件吊装机与盾构掘进同步进行拼装施工。
所述步骤3)中，根据盾构掘进同步运输要求，在盾构机尾部指定距离对预制底部支撑构件两侧基座进行支模现浇施工，同时现浇注基座内部预埋构件以满足与预制立柱连接的要求。
所述步骤4)中，当两侧浇注基座强度满足要求后，利用平板小车将预制立柱构件运输至一体化拼装台车工作面，拼装台车在立柱悬吊位置待命，运输车首先行驶到前部悬吊位置，通过运输车移位和各个立柱悬吊结构调整实现各个立柱顺利起吊，实现各个立柱的对位安装，立柱安装到位后，维持立柱悬吊状态，进行立柱与基座的连接施工。
所述步骤5)中，预制立柱施工完成后，拼装台车在上层预制车道板取梁位置待命，预制车道板运输车运输到位，进行车道板吊装，通过吊装天车横向和纵向调整补偿运输车定位误差，运输车驶离，拼装台车带载行走至安装位置，通过激光测距传感器进行智能初定位，远程控制车道板悬吊结构中升降吊运结构旋转实现预制车道板旋转90度后，预制车道板下放，再通过吊装天车横向和纵向调整，实现预制车道板的精准对位。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、通过对结构构件工厂化预制，相比传统现浇施工工艺，现场预制装配化拼装施工提高了施工效率，节省了施工工期；
2、通过对两侧立柱结构预制，相比半预制施工工艺，提高预装装配率，减少狭窄环境下洞内结构施工对盾构同步掘进的影响；
3、预制构件运输吊装采用一体化智能拼装设备施工，在提高施工效率的同时保障了洞内结构施工的安全；
4、通过提高洞内结构预制装配化率，减少现浇施工对洞内施工环境的影响，从而实现洞内结构快速化施工。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明施工流程示意图。
图2为本发明隧道洞内结构示意图。
图3至图5为本发明预制立柱吊装示意图。
图6至图8为本发明预制车道板吊装示意图。
图中：
1.预制底部支撑构件、2.浇注基座、3.预制立柱、4.预制车道板、5.预制边板、6.预制防撞侧石、7.预制排水沟；
11.底部支撑移动结构、12.端部支撑柱、13.中间支撑柱、14.立柱吊装梁、15.立柱悬吊结构、16.车道板吊装梁、17.车道板悬吊结构、18.车道板吊装梁支撑移动结构。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图8所示，该大直径盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法，包括以下步骤：
1)预制构件工厂化预制生产；2)下部的预制底部支撑构件1随盾构掘进同步拼装；3)在预制底部支撑构件侧部上浇注形成两侧浇注基座2；4)利用拼装台车将预制立柱3吊装在对应侧的浇注基座上施工；5)利用拼装台车将上层预制车道板4架设在两侧预制立柱上；6)边板浇注部分施工；7)预制边板5、预制防撞侧石6以及预制排水沟7施工；8)预制底部支撑构件和上层预制车道板的路面铺装层施工。
本发明施工方法先通过厂内预制上层车道板、下层支撑构件以及两侧立柱构件，再在洞内利用一体化拼装台车对预制构件进行定位吊装从而达到洞内结构智能快速化施工的目的。相比传统的现浇工艺以及半预制施工工艺，本技术有效解决了洞内结构同步施工对盾构掘进施工影响大、现场施工环境拥挤等问题，不仅通过提高洞内结构预制装配率从而保证了洞内结构的施工质量，还提高了施工效率缩短了施工工期。
用于本发明预制构件快速拼装的拼装台车，包括相连的立柱吊装梁14和车道板吊装梁16，立柱吊装梁和车道板吊装梁的下部均设有底部支撑移动结构11，车道板吊装梁的一端下部设有位于铺好二层预制车道板4上的车道板吊装梁支撑移动结构18，立柱吊装梁的下部设有用于吊装预制立柱3的立柱悬吊结构15，车道板吊装梁的设有用于吊装预制车道板4的车道板悬吊结构17。
本发明隧道洞内预制构件智能拼装台车结构设计合理，可对预制立柱和预制车道板进行快速吊运配装，从而实现洞内双层结构快速化施工，提高了施工效率的同时保障了洞内结构施工的安全性。
立柱吊装梁14的一端和车道板吊装梁16的另一端铰接相连，对应铰接位置处设有一个或一组底部支撑移动结构。优选的，对应车道板吊装梁的另一端下部设有一个底部支撑移动结构，该底部支撑移动结构通过中间支撑柱13与车道板吊装梁的另一端下部相连；对应立柱吊装梁另一端设有另一个底部支撑移动结构，该底部支撑移动结构通过端部支撑柱12与立柱吊装梁的另一端下部相连。两吊装梁活动相连，可实现拼装台车能自动直线行走及拐弯行走。
底部支撑移动结构11和车道板吊装梁支撑移动结构18两者结构相同；其包括支撑车架和一组移动轮，一组移动轮设在支撑车架的下方，支撑车架上设有用于驱动移动轮的电机，支撑车架通过设在上方支撑柱与对应吊装梁相连。
进一步的，支撑车架下部位于一组移动轮之间设有可升降的定位柱，支撑定位稳定可靠。
立柱悬吊结构为并排设置的一组，可以同时对一组预制立柱进行吊装，提高施工效率。
优选的，立柱悬吊结构15包括升降吊装结构、移动调整块和用于推动移动调整块移动调节位置的工作缸，立柱吊装梁的下部设有滑轨，移动调整块设在滑轨上，工作缸的一端铰接在立柱吊装梁的下部，工作缸的活塞杆端部与移动调整块铰接相连，升降吊装结构设在移动调整块的下部；可根据施工情况对预制立柱吊装位置调整，对定位误差补偿，提高施工质量。
车道板悬吊结构通过吊装天车设在车道板吊装梁，便于调整位置；车道板悬吊结构17包括升降吊运结构、安装架以及设在安装架上可旋转调整的支撑盘，升降吊运结构设在支撑盘上；可控制车道板悬吊结构中升降吊运结构旋转实现预制车道板旋转90度后，预制车道板下放，实现预制车道板的精准对位。
利用本发明拼装台车进行隧道洞内结构预制构件智能快速拼装的具体施工步骤为：
(1)通过对大直径盾构隧道洞内结构断面进行预制与现浇构件设计划分，其中预制构件主要为下层底部支撑构件、两侧立柱、上层车道板、上层边板、排水沟以及防撞侧石；预制构件通过工厂化预制加工后运输到施工现场；
(2)预制底部支撑构件通过平板车运输至盾构机台车尾部，通过预制底部支撑构件吊装机与盾构掘进同步进行拼装施工；
(3)根据盾构掘进同步运输要求，在盾构机尾部指定距离对预制底部支撑构件两侧基座进行支模现浇施工，同时现浇注基座内部预埋构件以满足与预制立柱连接的要求；
(4)当两侧浇注基座强度满足要求后，利用平板小车将预制立柱构件运输至一体化拼装台车工作面，拼装台车在立柱悬吊位置待命，运输车首先行驶到前部悬吊位置，通过运输车移位和各个立柱悬吊结构调整实现各个立柱顺利起吊，实现各个立柱的对位安装，立柱安装到位后，维持立柱悬吊状态，进行立柱与基座的连接施工；
(5)预制立柱施工完成后，拼装台车在上层预制车道板取梁位置待命，预制车道板运输车运输到位，进行车道板吊装，通过吊装天车横向和纵向调整补偿运输车定位误差，运输车驶离，拼装台车带载行走至安装位置，通过激光测距传感器进行智能初定位，远程控制车道板悬吊结构中升降吊运结构旋转实现预制车道板旋转90度后，预制车道板下放，再通过吊装天车横向和纵向调整，实现预制车道板的精准对位；
(6)上层车道板架设完成后，对边板现浇部分进行施工；
(7)当边板现浇部分强度达到强度后，对上部车道边板预制部分、预制水沟、预制车道防撞石以及接头现浇部分进行施工；
(8)当各结构构件施工完成后，最后对路面铺装层进行施工。
本发明通过对结构构件工厂化预制，相比传统现浇施工工艺，现场预制装配化拼装施工提高了施工效率，节省了施工工期；通过对两侧立柱结构预制，相比半预制施工工艺，提高预装装配率，减少狭窄环境下洞内结构施工对盾构同步掘进的影响；预制构件运输吊装采用一体化智能拼装设备施工，在提高施工效率的同时保障了洞内结构施工的安全；通过提高洞内结构预制装配化率，减少现浇施工对洞内施工环境的影响，从而实现洞内结构快速化施工。
上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：
1)预制构件工厂化预制生产；2)下部的预制底部支撑构件随盾构掘进同步拼装；3)在预制底部支撑构件侧部上浇注形成两侧浇注基座；4)利用拼装台车将预制立柱吊装在对应侧的浇注基座上施工；5)利用拼装台车将上层预制车道板架设在两侧预制立柱上；6)边板浇注部分施工；7)预制边板、预制防撞侧石以及预制排水沟施工；8)预制底部支撑构件和上层预制车道板的路面铺装层施工。
2.如权利要求1所述盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法，其特征在于：所述步骤2)中，预制底部支撑构件通过平板车运输至盾构机台车尾部，通过预制底部支撑构件吊装机与盾构掘进同步进行拼装施工。
3.如权利要求1所述盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法，其特征在于：所述步骤3)中，根据盾构掘进同步运输要求，在盾构机尾部指定距离对预制底部支撑构件两侧基座进行支模现浇施工，同时现浇注基座内部预埋构件以满足与预制立柱连接的要求。
4.如权利要求1所述盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法，其特征在于：所述步骤4)中，当两侧浇注基座强度满足要求后，利用平板小车将预制立柱构件运输至一体化拼装台车工作面，拼装台车在立柱悬吊位置待命，运输车首先行驶到前部悬吊位置，通过运输车移位和各个立柱悬吊结构调整实现各个立柱顺利起吊，实现各个立柱的对位安装，立柱安装到位后，维持立柱悬吊状态，进行立柱与基座的连接施工。
5.如权利要求1所述盾构隧道洞内预制构件快速拼装的施工方法，其特征在于：所述步骤5)中，预制立柱施工完成后，拼装台车在上层预制车道板取梁位置待命，预制车道板运输车运输到位，进行车道板吊装，通过吊装天车横向和纵向调整补偿运输车定位误差，运输车驶离，拼装台车带载行走至安装位置，通过激光测距传感器进行智能初定位，远程控制车道板悬吊结构中升降吊运结构旋转实现预制车道板旋转90度后，预制车道板下放，再通过吊装天车横向和纵向调整，实现预制车道板的精准对位。
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