CN113565522A - 一种山岭隧道间tbm过站托架及过站方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种山岭隧道间TBM过站托架及过站方法。所述过站方法依次包括过站平台的搭设、过站托架的准备、TBM盾体过站轨道的铺设、台车及电瓶车轨道的铺设、TBM掘进机分体、TBM盾体空推过站和台车过站；所述过站平台包括回填式TBM盾体过站平台和采用贝雷架搭设的台车过站平台，台车过站平台分别沿着隧道施工线路布设，并可利用高架桥桥墩进行搭设；所述过站托架采用滚轮式过站托架，可以在千斤顶的推动下沿着TBM盾体过站轨道移动。本发明大大提高了TBM掘进设备的过站效率，降低了过站难度，大大降低了台车过站平台的施工成本，提高了其施工效率，解决了长距离曲线过站问题。
Description
技术领域
本发明涉及TBM过站方法，特别涉及一种山岭隧道间TBM过站托架及过站方法。
背景技术
全断面隧道掘进机包括两种，其一是岩石掘进机(TBM)，其二是盾构机。硬岩TBM适用于山岭隧道硬岩掘进，代替传统的钻爆法，在相同的条件下，其掘进速度约为常规钻爆法的4～10倍，最佳日进尺可达40m；具有快速、优质、安全、经济、有利于环境保护和劳动力保护等优点。
在硬岩TBM施工过程，完成一个山体隧道后需要转场到下一个山体隧道的始发口，一般情况两个山体之间的距离较长，山体之间的环境比较复杂，再加上山体之间的会存在高架桥桩体或者桩基，所以针对山岭隧道之间区域的过站是整个项目施工中比较困难的问题。目前主要存在以下问题：(1)由于盾构掘进机体积较大，拆装比较麻烦，一般在进行过站时，都是整体过站，常规的方法是在过站区域施工弧形导台作为TBM的支撑，将TBM拖移通过车站区间；而山岭之间过站距离较长，环境复杂，施工弧形导台的难度及工程量较大，便会造成施工工期延长、成本增加，再加上遇到过站路线呈曲线的情况，其过站难度就更大，所以常规的过站方法无法适用于山岭隧道间。(2)一般过站时需要搭设过站平台，而山岭之间的环境复杂，对于过站平台的搭设具有一定的局限性，再加上TBM掘进机包括盾体和多节台车，在进行过站时需要同时考虑盾体和台车的过站，对于平台的搭设要求就更高。(3)由于山岭隧道之间经常需要使用高架桥进行连接，为了提高施工速度，在进行隧道掘进的同时，会进行山岭之间高架桥桥墩的施工，这样便会导致硬岩TBM转场之间会存在已经施工好的高架桥桥墩，在进行过站平台施工时，经常会出现土方的开挖和回填工作，在进行土方开挖回填以及平台搭设过程中便会对已经施工完成的高架桥桥墩造成影响，很有可能对其进行破坏，从而影响后期高架桥的架设过程。
发明内容
本发明根据现有技术的不足提供一种山岭隧道间TBM过站托架及过站方法，该过站方法可以解决现有山岭隧道之间TBM过站过程中存在的平台搭设困难、盾体体积大推移困难以及过站施工对已存在的高架桥桥墩影响等问题，
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种山岭隧道间TBM过站托架，其特征在于：所述过站托架包括方形钢托架和对称设置在钢托架长边两侧的行走机构，钢托架中部设有回转横梁，所述回转横梁与钢托架焊接，在回转横梁中部设有回转轴，在钢托架上沿着长轴方向设有TBM支撑架；所述行走机构包括行走支架和安装在行走支架上的转向轮组，所述行走支架固定在钢托架上，在行走支架上设有千斤顶安装槽和千斤顶支撑，在千斤顶安装槽底部设有千斤顶支撑滑槽，千斤顶支撑滑槽的底面呈中空状，千斤顶支撑滑动安装在千斤顶支撑滑槽内，并通过稳定销轴固定，且在千斤顶安装到千斤顶安装槽时，千斤顶的顶升端与千斤顶支撑触接；所述转向轮组是由多组滚轮通过金属支架连接而成，转向轮组通过转向机构与行走支架连接，并在连接处设有限位块。
本发明较优的技术方案：所述方形钢托架是由多根并排设置的横梁和两根纵梁组成的钢结构托架，两根纵梁置于多根横梁上方TBM支撑架铺设的位置，并将多根横梁连为一体；两根纵梁的顶面相对呈倾斜状，形成TBM支撑架；所述行走机构设有四个，两个一组对称设置在钢托架长边两侧；每个行走机构的行走支架上部高出钢托架，并在高出区域设有与TBM外表面相匹配的弧形支撑部件，并在TBM盾体置于TBM支撑架时，TBM盾体外表面与弧形支撑部件的弧形面接触；所述转向轮组设有四组滚轮，四组滚轮呈直线排列，每组滚轮包括安装在轮轴上的两个滚轮；每个转向轮组上还设有导向轴，所述导向轴位于每组滚轮的两个滚轮之间，并在转向轮组的每组滚轮与对应的钢轨滚动连接时，导向轴置于两钢轨之间进行限位导向。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种本发明中还提供了山岭隧道间TBM过站方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)过站平台的搭设：包括TBM盾体过站平台、左线台车过站平台和右线过站平台的施工，左、右线台车过站平台分别设置在TBM盾体过站平台两侧，并沿着左、右线隧道施工线路布设，其具体施工过程如下：
a.针对TBM过站平台施工区域的场地进行整平处理，并对不良地层的边坡进行加固；
b.施工TBM盾体过站平台，首先按照设计图纸在TBM盾体过站平台施工区域回填石渣或碎石土形成回填平台，并对回填平台的压实度进行检测，然后在回填平台表面施工钢筋混凝土硬化平台；
c.施工左、右线台车过站平台，架设高架桥段直接在施工完成的高架桥桥墩上搭设贝雷架形成台车过站平台；未架设高架桥段首先施工钢筋混凝土墩台，然后在钢筋混凝土墩台上搭设贝雷架形成台车过站平台；
(2)过站托架的准备：过站托架采用滚轮式过站托架，包括方形钢托架和对称设置在钢托架长边两侧的行走机构，在钢托架上沿着长轴方向设有TBM支撑架；所述行走机构包括行走支架和安装在行走支架上的转向轮组，在行走支架上设有千斤顶安装槽；
(3)TBM盾体过站轨道的铺设：TBM盾体过站轨道选用与步骤(2)中过站托架底部转向轮组相匹配的轨道；首先在步骤(1)中施工好的TBM盾体过站平台上铺设钢板，然后在钢板上铺设TBM盾体过站轨道；
(4)台车及电瓶车轨道的铺设：在步骤(1)中施工的左、右线台车过站平台的贝雷架上铺设台车及电瓶车轨道，并通过槽钢或7字板将轨道固定在贝雷架顶部；
(5)TBM掘进机分体：在TBM出洞口施工接收导台，并铺设接收导轨，将步骤(2)中的滚轮式过站托架置于接收导台的尾端，滚轮式过站托架通过底部行走机构与TBM盾体过站轨道滚动接触，并用鱼尾板将滚轮式过站托架与接收导台的接收导轨连接；TBM出洞后在接收导轨上空推至滚轮式过站托架的前部，然后对TBM进行分体，在连接桥的位置将TBM盾体与连接桥进行分离，并断开所有的油路、管路、电路；之后将滚轮式过站托架固定，并利用千斤顶将TBM盾体顶推到滚轮式托架上方；
(6)TBM盾体空推过站：TBM盾体过站采用千斤顶顶推，千斤顶与滚轮式托架采用铰接连接，通过千斤顶推动载有TBM盾体的滚轮式过站托架沿着TBM盾体过站轨道移动进行过站；
(7)台车过站：台车直接通过电瓶车带动沿着对应侧台车及电瓶车轨道整体进行过程。
本发明进一步的技术方案：所述步骤(1)的过站平台施工区域设有高架桥桥墩时，在进行平台施工之前，在高架桥桥墩外围施工一圈挡墙进行防护，其挡墙墙身外沿距离桥墩承台边缘的距离为1～1.5m，挡墙具体施工过程如下：
a.将高架桥桥墩承台周边的回填土挖开直至地层土质为坚实面，开挖区域大于挡墙基础施工范围，开挖完成后采用石渣或碎石土进行分层回填至距离高架桥桥墩承台上表面60～75cm的位置，回填单层厚度≤50cm，人工整平后采用打夯机进行夯实；
b.施工混凝土垫层，混凝土垫层采用C20普通混凝土浇筑，厚度10～15cm，浇筑范围沿挡墙基础外放≥80cm，采用全站仪放样垫层边角点及标高标记点，安装双层50×90mm方木作侧模，方木两侧植入地基
螺纹钢对侧模进行固定，植入深度≥30cm；
c.垫层强度达到2.5MPa后开始施工挡墙基础及挡墙，挡墙基础及挡墙一体施工，具体包括钢筋绑扎、模板支设和混凝土的浇筑，钢筋搭接部分的中心及两端至少3处应采用扎丝绑扎结实，受拉钢筋绑扎接头的最小搭接长度应≥45d且不小于30cm，受压钢筋绑扎接头的最小搭接长度应≥32d，d为钢筋直径，同一断面内钢筋绑扎接头应按50％错开，错开区段长度不小于1.3倍搭接长度；挡墙基础及墙身模板均采用15mm厚竹胶板，模板加固采用双拼钢管作主楞、双拼方木作次楞，主次楞交接点采用螺杆形成对拉，两侧采用抛撑分别与坚实的地面及主楞进行对顶；挡墙基础及墙身均采用C30，混凝土坍落度控制在180～220mm，采用天泵分层均匀浇筑，每层30-40cm，每层浇筑后插入式振捣器捣实，上层混凝土的振捣要在下层混凝土初凝前进行，并且插入下层5～10cm，每一振点的振捣延续时间宜为20～30s；待混凝土浇筑强度达到75％时拆除模板，并定期养护。
本发明进一步的技术方案：所述步骤(1)的a步骤中整平处理包括地基不平区域的土方开挖，其土方开挖分级分层进行，每层开挖厚度不超过2m，开挖优先保证1:1坡率对南北两侧边坡进行刷坡处理，挖设的渣土经干燥处理后运输至指定弃土点；不良地层包括耕植土或杂填土地层，采用夯实机对边坡进行夯实处理，并在开挖完成后在坡体表面覆盖密目网进行加固处理。
本发明进一步的技术方案：所述步骤(1)的b步骤中回填平台在进行回填时，分层摊铺，并采用压路机同步碾压，对于邻近挡土墙或高架主体结构的回填应采用人工打夯；其中压路机进行碾压时，每层铺设厚度为200～350mm，每层夯实3～8遍；采用人工夯实时，每层铺设厚度小于200mm，每层夯实3～4遍；回填完成后，按照1000㎡不少于2处检测频率进行检测，其压实度≥92％时进行钢筋混凝土硬化平台的施工，其硬化平台的厚度为25～30cm，通过绑扎钢筋笼、搭设模板后通过天泵送料浇筑C30混凝土形成，在浇筑过程中将混凝土振捣密实，浇筑完成后采用磨光机对硬化面进行二次收光，对硬化区域进行围蔽防护，待混凝土终凝后，采用切割机按每隔5.5～6.5m切割一道切割伸缩缝，并在浇筑完成12h后定期进行养护。
本发明较优的技术方案：所述步骤(1)的c步骤中架设在高架桥墩上的贝雷架，通过50b加肋板工字钢及12号加肋板H型钢与高架桥桥墩连接；无高架桥墩位置的贝雷架架设在钢筋混凝土墩台上，所述混凝土墩台通过捆扎钢筋笼、支设模板后浇筑C30混凝土形成，混凝土坍落度控制在180～220mm，采用天泵分层均匀浇筑，每层30～40cm，每层浇筑后插入式振捣器捣实，上层混凝土的振捣要在下层混凝土初凝前进行，并且插入下层5～10cm，每一振点的振捣延续时间宜为20～30s，在钢筋混凝土墩台的顶部预埋钢板，然后通过U型构架与贝雷架底纵梁连接。
本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中TBM盾体过站轨道采用43轨，轨道下方的钢板沿着轨道方向满铺，其钢板采用长度6～7米，宽1.5米，厚2～3cm；TBM盾体过站轨道与钢板通过回形弹簧条连接。
本发明进一步的技术方案：所述步骤(5)中接收导轨上部空推采用导轨上满铺混凝土管片的方式，以提供TBM前进的反作用力；TBM在接收导轨空推到位后，对TBM进行分体后将所有的管路标识清楚；将多个铁鞋放到滚轮的下方，将滚轮式托架牢牢固定住，利用2个200t夹轨式千斤顶将盾体顶推到滚轮式托架上方。
本发明进一步的技术方案：所述步骤(6)中盾体空推包括水平段和斜坡段，斜坡段推进过程中，在滚轮式过站托架单次空推距离的位置放置铁鞋防止溜车，且过程过程中采用分段铺设TBM盾体过站轨道分段空推的方式循环推进；每次钢板及轨道铺设的长度为80m～90m；在空推过程中遇到曲线时，在滚轮式过站托架行走支架的千斤顶安装槽内安装千斤顶，通过千斤顶将滚轮式过站托架及TBM盾体整体顶升，然后调整行走支架上的转向轮组的角度后，回收千斤顶继续推进过站；所述步骤(7)中台车过站采用1号～8号台车整体过站的方式，并且皮带机跟着台车一起过站。
本发明的有益效果：
(1)本发明的盾体过站通过在山岭隧道之间搭设盾体过站平台和台车过站平台，分别在平台上铺设对应的轨道，盾体过站配合滚轮式过站托架完成，其滚轮托架能够沿着轨道滚动移动，大大提高了TBM掘进设备的过站效率，降低了过站难度。
(2)本发明的盾体过站平台通过碎石的回填形成，其承载力好；其台车过站平台采用混凝土墩台上方搭设贝雷架的方式，在有高架桥的区段，直接利用高架桥桥墩作为混凝土墩台搭设贝雷架，大大降低了台车过站平台施工难度，减少平台搭设成本，提高施工效率。
(3)本发明中配合使用的盾体空推过站托架采用厚钢板和型钢连接，能够保证其支撑效果，在托架的两侧对称安装有转向轮组，每个滚轮组可以方便安装千斤顶，通过千斤顶将托架顶升，然后对滚轮进行转向，能够实现整个托架的转向工作，能够满足TBM盾体的长距离过站要求，并能够适应曲线过站。
(4)本发明中在有高架桥区段的平台搭设过程中对已经施工的高架桥桥墩进行防护措施，避免了在过站平台施工过程中对架设好的高架桥桥墩的造成破坏，影响其稳定性。
附图说明
图1是本发明中过站托架的结构示意图；
图2是本发明中过站托架的正面示意图；
图3是本发明中过站托架的俯视图；
图4是本发明中过站托架的侧视图；
图5是本发明中过站托架的单个行走机构结构示意图；
图6是实施例中项目施工线路图；
图7是实施例中过站线路分布示意图；
图8是实施例中高架桥桥墩防护挡墙的立面图；
图9是图8的AA剖面图；
图10是实施例中高架桥段过站平台的纵向截面示意图；
图11是实施例中非高架桥段过站平台的纵向截面示意图；
图12是实施例中TBM过站时纵向截面示意图；
图13是实施例中TBM过站轨道铺设截面示意图；
图14是实施例中台车和电瓶车轨道的铺设截面示意图；
图15是实施例中TBM盾体空推截面图。
图中：1—钢托架，100—横梁，101—纵梁，2—行走机构，200—行走支架，201—转向轮组，202—千斤顶安装槽，203—千斤顶支撑，204—稳定销轴，205—转向机构，206—导向轴，207—弧形支撑部件，3—TBM支撑架，4—千斤顶，5—限位块，6—TBM盾体，7—回转横梁，8—回转轴，9—TBM盾体过站线路，10—台车过站线路，11—高架桥桥墩，12—桥墩承台，13—挡墙，14—挡墙基础，15—垫层，16—反压回填土，17—TBM回填平台，18—贝雷架，20—滚轮式过站托架，21—TB盾体过站轨道，22—电瓶车轨道，23—台车轨道，24—TBM盾体，25—台车，26—电瓶车，27—钢筋混凝土墩台，28—铁鞋，29—夹轨器，
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本发明实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中提供的过站托架，如图1至图4所示，所述过站托架包括方形钢托架1和对称设置在钢托架1长边两侧的行走机构2，所述方形钢托架1是由多根并排设置的横梁100和两根纵梁101组成的钢结构托架，两根纵梁101置于多根横梁100上方TBM支撑架3铺设的位置，并将多根横梁100连为一体；纵梁采用3cm厚钢板焊接而成，横梁用HW300*300型钢连接，两根纵梁101的顶面相对呈倾斜状，形成TBM支撑架3。在钢托架1中部设有回转横梁7，所述回转横梁7与钢托架1焊接，在回转横梁7中部设有回转轴8，可以方便钢托架1吊头。
实施例中的过站托架，如图1、图2和图5所示，所述行走机构2设有四个，两个一组对称设置在钢托架1长边两侧；每个行走机构2包括行走支架200和安装在行走支架200上的转向轮组201，所述行走支架200固定在钢托架1上，在行走支架200上设有千斤顶安装槽202；每个行走机构2的行走支架200上部高出钢托架1，并在高出区域设有与TBM外表面相匹配的弧形支撑部件207，并在TBM盾体6置于TBM支撑架3时，TBM盾体6外表面与弧形支撑部件207的弧形面接触。所述转向轮组201设有四组滚轮，四组滚轮呈直线排列，每组滚轮包括安装在轮轴上的两个滚轮，四组滚轮通过金属支架连接为一体，组成一个整体的行走机构，转向轮组201通过转向机构205与行走支架200连接，并在连接处设有限位块5，所述转向机构205包括焊接在支架中部的中空转轴和焊接在转向轮组201上的转轴套，转向轮组201通过转轴套与中空转轴转动连接，实现转动转向。每个转向轮组201上还设有导向轴206，所述导向轴206位于每组滚轮的两个滚轮之间，并在转向轮组201的每组滚轮与对应的钢轨滚动连接时，导向轴206置于两钢轨之间进行限位导向。所述千斤顶安装槽202的宽度大于千斤顶4的直径，高度大于或等于千斤顶4收缩状态的整体长度，小于千斤顶4完全伸出状态的长度；在千斤顶安装槽202底部设有千斤顶支撑滑槽，千斤顶支撑滑槽置于转向机构205的中空转轴内，千斤顶支撑滑槽的底面呈中空状，千斤顶支撑203滑动安装在千斤顶支撑滑槽内，并通过稳定销轴204固定，并在千斤顶支撑203的稳定销轴204上方设有限位块，使其只能够沿着垂直方向移动，避免千斤顶支撑203左右移动。在千斤顶4安装到千斤顶安装槽202时，千斤顶4的顶升端与千斤顶支撑203触接，并在稳定销轴204取下后，可以通过千斤顶4将千斤顶支撑203顶出，并将托架抬升。
下面结合具体实施例对本发明的过站方进一步说明，实施例针对滨海快线(福州至长乐机场城际铁路工程)项目，该项目如图6所示，包括一个明挖区间段、三个隧道、两段高架，即祥谦站～首占站区间所属明挖区间、枕峰山隧道、大象山隧道、嵣屿隧道、大象山高架、枕峰山高架。其中枕峰山隧道和大象山隧道采用TBM施工，枕峰山隧道右线长度1528.6mm，左线长度1525.2m，主要穿越中风化凝灰岩地层。大象山隧道与枕峰山隧道之间有400多米高架及桩板段，拟采用本发明中的过站方法将两台TBM空推通过枕峰山高架段。两台TBM主要是由刀盘、主驱动、盾体、盾尾、管片拼装机、辅助设备等组成，盾构后配套设备包括7节车架及桥架，始发时需要安装主机、车架和桥架，包含了所有盾构机的主要设备，盾构主机外径Φ8.64m，盾体(壳体+盾尾)长度约11m。本次空推过站采用盾体与台车分体过站的方式，其中盾体总重为900t。根据施工计划安排，先进行右线TBM空推过站，然后再进行左线TBM空推过站。
实施例中由于过站区域存在很多高架段，为了减少填筑路基对高架桥墩身的影响，在过站前需要在墩身周围浇筑挡墙对高架桥桥墩进行防护，实施例中过站施工流程依次包括高架桥桥墩防护挡墙施工－TBM盾体过站平台的施工－台车过站平台施工－TBM盾体钢板及轨道铺设－台车轨道铺设－盾构机分体－盾体上滚轮式托架－盾体平移－台车过站；TBM盾体过站托架采用图1至图5中所示的滚轮式托架过站，实施例中TBM过站线路如图7所示，盾体过站为两条高架桥线路中间，台车过站沿着高架桥线路，高架段采用回填碾压的方式作为路基。实施例中的过站施工的具体步骤如下：
(1)高架桥桥墩防护挡墙施工：实施例中高架桥桥墩周围的挡墙沿枕峰山高架承台周边布置，考虑到后期高架墩身施工场地的留置，挡墙墙身沿承台边线外扩1m，挡墙基础宽1.5m，高0.5m，顶面与承台顶面平齐，墙身厚度0.3m，高度根据具体施工段路的情况设定，一般在2.9～6m详之间，施工完成后挡墙外侧均采用回填土进行反压，以减少TBM盾构过站时对挡墙结构的剪切力，挡墙施工结构如图8和图9所示，其具体施工过程如下：
a.将高架桥桥墩承台周边的回填土挖开直至地层土质为坚实面，开挖区域大于挡墙基础施工范围，开挖拟投入PC200破碎机及PC200挖掘机各一台，进行分层破除开挖，开挖标高为承台顶以下60cm，开挖范围应考虑挡墙门式脚手架搭设范围，开挖过程中随时观察地层情况，如遇不良地层，应继续下挖，直至地层土质为坚实面，而后采用石渣或碎石土进行分层回填，回填单层厚度≤50cm，人工整平后采用打夯机进行夯实。
b.施工混凝土垫层，混凝土垫层采用C20普通混凝土浇筑，浇筑面标高为承台顶面高程以下50cm，浇筑范围沿挡墙基础外放≥80cm，采用全站仪放样垫层边角点及标高标记点，安装双层50×90mm方木作侧模，方木两侧植入地基
螺纹钢对侧模进行固定，植入深度≥30cm，保证浇筑过程中侧模不滑移不变形，浇筑完成后即时复核浇筑面标高，人工进行抹面整平。
c.垫层强度达到2.5MPa后开始施工挡墙基础及挡墙，挡墙基础及挡墙一体施工，具体包括钢筋绑扎、模板支设和混凝土的浇筑；挡墙主筋为HRB400E
螺纹钢，间距20cm，分布筋为
14螺纹钢，间距20cm，拉筋为
10圆钢，间距40×40cm矩形布置；挡墙和挡墙基础的钢筋搭接部分的中心及两端至少3处应采用扎丝绑扎结实，受拉钢筋绑扎接头的最小搭接长度应≥45d且不小于30cm，受压钢筋绑扎接头的最小搭接长度应≥32d，d为钢筋直径，同一断面内钢筋绑扎接头应按50％错开，错开区段长度不小于1.3倍搭接长度。挡墙基础及墙身模板均采用15mm厚竹胶板，使用前对模板进行清理冲洗干净后涂刷脱模剂，使用过程中应避免因吊装、装订、拉杆孔制作造成的模板损坏，使用完成后，对模板面层残留的杂物、砼渣进行清理冲洗，检查模板质量情况是否符合要求，对不合格的应采取报废处理；模板加固采用
双拼钢管作主楞，竖向间距50cm，50×90mm双拼方木作次楞，横向间距50cm，主次楞交接点采用
螺杆形成对拉，两侧采用抛撑分别与坚实的地面及主楞进行对顶，间距2m。实施例中挡墙墙身高度不一，其中最高为5.85m，拟定≤3.5m的墙身采用一次成型，大于3.5m挡墙墙身分两段施工，挡墙基础及墙身均采用C30，混凝土坍落度控制在180～220mm，采用天泵分层均匀浇筑，每层30-40cm，每层浇筑后插入式振捣器捣实，上层混凝土的振捣要在下层混凝土初凝前进行，并且插入下层5～10cm，每一振点的振捣延续时间宜为20～30s，混凝土振捣密实标准：以混凝土不再下沉、无气泡冒出、表面泛浆为准。浇筑过程中应由专业技术人员全程旁站，检查模板是否有变形、位移、拉杆是否有滑丝、预留孔、预埋件位置是否有变动等情况，浇筑完成后立即对收面平整度、标高进行测量复核，待浇筑混凝土强度达到75％后拆除模板，拆除时应小心拆除，防止磕碰影响混凝土的外观质量，拆除完成后，采用手磨机对拉杆进行割除。混凝土拆模后开始洒水养护，铺设养护土工布，每隔1小时进行洒水养护，保证混凝土面潮湿，防止混凝土开裂，养护时间不小于7天。养护用水应符合规范的要求。洒水养护应根据气温情况，掌握恰当的时间间隔，在养护期内保持表面湿润，当气温低于5℃时，应覆盖保温，不得洒水养护。
(2)TBM盾体过站平台的施工：枕峰山高架沿线场地标高为32.0m～52.0m之间，K28+778.050～K28+918.600段原为自然山体，经前期高架桩基施工场平后，目前地面标高最高为49.50m，根据TBM盾构过站设计图计算出开挖深度约5.3m，其余地段标高均低于TBM盾构过站便道标高，所以该区域的TBM盾体过站平台采用回填平台，置于两高架桥线路之间，其具体施工过程如下：
a.采用全站仪根据设计图纸放样TBM过站平台施工边线，撒出白灰线作为起挖线，现场勘查发现，K28+778.050～K28+918.600段开挖深度较大，为保证开挖面满足施工要求，开挖前应按1：1坡率计算后对起挖线作合理外放；综合该区域的施工条件及工地进出道路考虑，K28+778.050～K28+918.600段TBM盾构过站便道开挖应由小里程往大里程、由两侧向中间进行，开挖按分级分层，分层开挖厚度不应超过2m，开挖应优先保证1:1坡率对南北两侧边坡进行刷坡处理，如遇耕植土或杂填土等不良地层，应采用夯实机对边坡进行夯实处理，保证TBM盾构过站便道过程的安全性，开挖完成后覆盖密目网防止土体垮塌，起挖点应严格按照现场标记的起挖线进行。挖设后的土方外运采用自卸式渣土车，装车外运前应提前规划运输线路保证运输过程畅通，对于场地内原泥浆池范围的稀泥、残留泥浆等，应经晾晒干燥后方可进行装车，渣土车运输过程全面封闭，避免扬尘及周边道路污染情况发生，渣土集中运往指定弃土点。
b.按照设计图纸在TBM盾体过站平台施工区域回填石渣或碎石土形成回填平台，土方回填按照由外向内、由中间向两侧回填，回填范围应保证TBM过站平台两侧路肩各2m，回填应分层摊铺，压路机同步碾压，为避免压路机碾压过程中强震对基础结构稳定性的影响，对于邻近挡土墙及高架主体结构的回填应采用人工打夯,填筑厚度及压实遍数要求如表1所示；回填完成后，应对地基压实度进行检测，检测频率为每1000㎡不少于2处，且不足1000㎡时应检测2处，必要时可根据需要增加检测点，检测压实度≥92％方为合格；
表1土方回填分层厚度及压实遍数
| 压实机具 | 分层厚度(mm) | 每层压实遍数 |
| 平碾 | 250～300 | 6～8 |
| 振动压实机 | 250～350 | 3～4 |
| 柴油打夯 | 200～250 | 3～4 |
| 人工打夯 | ＜200 | 3～4 |
c.在回填平台表面施工钢筋混凝土硬化平台，钢筋混凝土硬化平台厚度25cm，为钢筋混凝土结构；其具体施工是先采用全站仪对钢筋混凝土硬化平台边角线进行放样，采用
螺纹钢植入土体标记放样点，将放样点用工程线进行连接，根据实际施工需要，适量增设标高标记点，保证模板安装位置及后期砼浇筑面标高的准确性；钢筋由钢筋加工棚统一加工完成后，采用随车吊运送至现场安装，便道钢筋为单层钢筋网，横纵向主筋均采用
14螺纹钢，间距30cm，钢筋接头均采用绑扎连接，相邻施工段相接处应提前预留钢筋，预留长度、接头位置步骤(1)中挡墙钢筋的要求一致；钢筋混凝土硬化平台的模板搭设、混凝土选择以及浇筑过程步骤(1)中挡墙施工要求相同，浇筑应逐段进行，严禁混凝土大面积摊铺，并时刻根据混凝土供应情况，保证浇筑过程连续，混凝土应振捣密实，浇筑完成后采用磨光机对硬化面进行二次收光，对硬化区域进行围蔽防护，待混凝土终凝后，采用切割机按6m一道切割伸缩缝，并在浇筑完成12h后定期进行养护。
(3)台车过站平台的施工：如图10和图11所示，台车过站平台包括设置在TBM盾体过站平台两侧的左、右线台车过站平台，如图7所示，左、右线台车过站平台分别沿着两高架桥线路进行施工，包括高架桥段和非高架桥段，跨度采用6m+9m+9m。由于高架段桩基承台及墩身已施工完成，箱梁还未施工，为满足台车过站、电瓶车运输及皮带机托架安装，如图10所示，高架桥段的台车过站平台直接在在高架段位置搭设贝雷架形成，贝雷架平台采用5排贝雷片拼接而成，横向间距为900mm，上部铺设12号工字钢，间距60cm，长度为4.5m，并用U型螺栓与贝雷架固定；高架桥墩身通过50b加肋板工字钢及12号加肋板H型钢相连。非高架桥段如图11所示，需要先施工钢筋混凝土墩台，墩台的立柱基础配筋采用上下部主筋均为8根C20，两侧腰筋均为5根C20，沿宽度方向箍筋采用C10@400mm梅花形布置拉钩，主筋保护层厚度为5cm。根据立柱位置预埋4m×0.3m×20mm钢板，钢板需预先打孔，使用C20钢筋塞焊；墩台采用C30混凝土，混凝土的浇筑方式与步骤(1)中高架桥桥墩挡墙的浇筑方式一样；墩台上的贝雷架采用分组吊装拼接的安装工艺，3单片贝雷架先组装完成，然后再吊装到平台上进行拼装连接，混凝土墩台上的预埋钢板通过U型构架与贝雷架底纵梁相连。
(4)TBM盾体钢板及轨道铺设：TBM盾体空推过站采用图1至图5所示的滚轮式托架，滚轮下方铺设43轨，如图13所示，TBM盾体过站轨道下方铺设钢板，钢板长度6米，宽1.5米，厚2cm，沿轨道方向满铺，以减小轨道正在方的集中应力，轨道与钢板通过回形弹簧条连接；为节约钢板的使用量，拟采用分段铺设分段空推的方式，既循环推进，每次钢板及轨道铺设的长度为80m。为保证盾体空推时，轨道钢板及轨道顺利周转，在盾体前后各布置一个25t吊车，分别进行钢板及轨道的拆除及安装，并通过电瓶车实现钢板及轨道由盾体后方转移至盾体前方进行铺设。
(5)台车及电瓶车轨道铺设：台车及电瓶车轨道铺设在贝雷架上，如图14所示，贝雷架位置用“7”字板直接固定在12号工字钢上。
(6)TBM盾体机分体：在TBM出洞口施工接收导台，并铺设接收导轨，将滚轮式过站托架通过底部行走机构与TBM盾体过站轨道滚动接触，TBM出洞后在接收导轨上空推至滚轮式过站托架的前部，导轨上部空推采用导轨上满铺混凝土管片的方式，以提供TBM前进的反作用力。TBM在接收导轨空推到位后，对TBM进行分体，在连接桥的位置将盾体与连接桥进行分离，并断开所以的油路、管路、电路等，并将所有的管路标识清楚，便于后期的管路连接。
(7)TBM盾体空推过站：将滚轮式过站托架上与接收导台的接收导轨用鱼尾板相连，并用8个铁鞋(一边各4个)放到滚轮的下方，将滚轮式托架牢牢固定住；利用2个200t夹轨式千斤顶将盾体顶推到滚轮式托架上方；然后通过千斤顶推动载有TBM盾体的滚轮式过站托架沿着TBM盾体过站轨道移动进行过站；空推线路全长430m，分为水平段和斜坡段，水平段长度为83m，斜坡段坡度分别为0.4％和2.8％，长度分别为230m和127m，均为下坡空推。为防止空推过程中溜车危险，如图15所示，在滚轮式过站托架前方根据单次空推距离放置铁鞋，夹轨器千斤顶与滚轮式托架采用铰接连接，使千斤顶既提供推力，又能提供拉力，防止滚轮式托架溜车现象。在TBM盾体空推过程中，如遇到转弯区域，需要对滚轮托架进行转向时，如图2所示，将千斤顶放到千斤顶安装槽内，并将千斤顶底座向上，顶头顶住千斤顶支撑，将千斤顶支撑的稳定销轴拔出，伸出千斤顶将回转托架转配体顶起，根据需求调整四个转向轮组的角度，然后回收千斤顶，将千斤顶撤掉，并将千斤顶支撑恢复到原来位置，并将稳定插销插回固定。
(8)TBM盾体空推到枕峰山出口位置需进行横向平移到洞口位置，平移方式为在托架下方横向铺设钢轨，采用4台200吨液压千斤顶进行顶推；首先，用千斤顶将盾体提升20cm，然后在托架下方横向铺设钢轨，钢轨间距为60cm，再将托架放到托架上；最后用千斤顶将盾体平移到洞口位置。
(9)台车过站：台车过站采用1号～8号台车整体过站的方式，连接桥放到电瓶车平板上，两台电瓶车同时托运8列台车，并且皮带机跟着台车一起过站。
以上所述，只是本发明的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种山岭隧道间TBM过站托架，其特征在于：所述过站托架包括方形钢托架(1)和对称设置在钢托架(1)长边两侧的行走机构(2)，钢托架(1)中部设有回转横梁(7)，所述回转横梁(7)与钢托架(1)焊接，在回转横梁(7)中部设有回转轴(8)，在钢托架(1)上沿着长轴方向设有TBM支撑架(3)；所述行走机构(2)包括行走支架(200)和安装在行走支架(200)上的转向轮组(201)，所述行走支架(200)固定在钢托架(1)上，在行走支架(200)上设有千斤顶安装槽(202)和千斤顶支撑(203)，在千斤顶安装槽(202)底部设有千斤顶支撑滑槽，千斤顶支撑滑槽的底面呈中空状，千斤顶支撑(203)滑动安装在千斤顶支撑滑槽内，并通过稳定销轴(204)固定，且在千斤顶(4)安装到千斤顶安装槽(202)时，千斤顶(4)的顶升端与千斤顶支撑(203)触接；所述转向轮组(201)是由多组滚轮通过金属支架连接而成，转向轮组(201)通过转向机构(205)与行走支架(200)连接，并在连接处设有限位块(5)。
2.根据权利要求1所述的一种山岭隧道间TBM过站托架，其特征在于：所述方形钢托架(1)是由多根并排设置的横梁(100)和两根纵梁(101)组成的钢结构托架，两根纵梁(101)置于多根横梁(100)上方TBM支撑架(3)铺设的位置，并将多根横梁(100)连为一体；两根纵梁(101)的顶面相对呈倾斜状，形成TBM支撑架(3)；所述行走机构(2)设有四个，两个一组对称设置在钢托架(1)长边两侧；每个行走机构(2)的行走支架(200)上部高出钢托架(1)，并在高出区域设有与TBM外表面相匹配的弧形支撑部件(207)，并在TBM盾体(6)置于TBM支撑架(3)时，TBM盾体(6)外表面与弧形支撑部件(207)的弧形面接触；所述转向轮组(201)设有四组滚轮，四组滚轮呈直线排列，每组滚轮包括安装在轮轴上的两个滚轮；每个转向轮组(201)上还设有导向轴(206)，所述导向轴(206)位于每组滚轮的两个滚轮之间，并在转向轮组(201)的每组滚轮与对应的钢轨滚动连接时，导向轴(206)置于两钢轨之间进行限位导向。
3.一种山岭隧道间TBM过站方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)过站平台的搭设：包括TBM盾体过站平台、左线台车过站平台和右线过站平台的施工，左、右线台车过站平台分别设置在TBM盾体过站平台两侧，并沿着左、右线隧道施工线路布设，其具体施工过程如下：
a.针对TBM过站平台施工区域的场地进行整平处理，并对不良地层的边坡进行加固；
b.施工TBM盾体过站平台，首先按照设计图纸在TBM盾体过站平台施工区域回填石渣或碎石土形成回填平台，并对回填平台的压实度进行检测，然后在回填平台表面施工钢筋混凝土硬化平台；
c.施工左、右线台车过站平台，架设高架桥段直接在施工完成的高架桥桥墩上搭设贝雷架形成台车过站平台；未架设高架桥段首先施工钢筋混凝土墩台，然后在钢筋混凝土墩台上搭设贝雷架形成台车过站平台；
(2)过站托架的准备：过站托架采用滚轮式过站托架，包括方形钢托架和对称设置在钢托架长边两侧的行走机构，在钢托架上沿着长轴方向设有TBM支撑架；所述行走机构包括行走支架和安装在行走支架上的转向轮组，在行走支架上设有千斤顶安装槽；
(3)TBM盾体过站轨道的铺设：TBM盾体过站轨道选用与步骤(2)中过站托架底部转向轮组相匹配的轨道；首先在步骤(1)中施工好的TBM盾体过站平台上铺设钢板，然后在钢板上铺设TBM盾体过站轨道；
(4)台车及电瓶车轨道的铺设：在步骤(1)中施工的左、右线台车过站平台的贝雷架上铺设台车及电瓶车轨道，并通过槽钢或7字板将轨道固定在贝雷架顶部；
(5)TBM掘进机分体：在TBM出洞口施工接收导台，并铺设接收导轨，将步骤(2)中的滚轮式过站托架置于接收导台的尾端，滚轮式过站托架通过底部行走机构与TBM盾体过站轨道滚动接触，并用鱼尾板将滚轮式过站托架与接收导台的接收导轨连接；TBM出洞后在接收导轨上空推至滚轮式过站托架的前部，然后对TBM进行分体，在连接桥的位置将TBM盾体与连接桥进行分离，并断开所有的油路、管路、电路；之后将滚轮式过站托架固定，并利用千斤顶将TBM盾体顶推到滚轮式托架上方；
(6)TBM盾体空推过站：TBM盾体过站采用千斤顶顶推，千斤顶与滚轮式托架采用铰接连接，通过千斤顶推动载有TBM盾体的滚轮式过站托架沿着TBM盾体过站轨道移动进行过站；
(7)台车过站：台车直接通过电瓶车带动，沿着对应侧台车及电瓶车轨道整体进行过站。
4.根据权利要求3所述的一种山岭隧道间TBM过站方法，其特征在于：所述步骤(1)的过站平台施工区域设有高架桥桥墩时，在进行平台施工之前，在高架桥桥墩外围施工一圈挡墙进行防护，其挡墙墙身外沿距离桥墩承台边缘的距离为1～1.5m，挡墙具体施工过程如下：
a.将高架桥桥墩承台周边的回填土挖开直至地层土质为坚实面，开挖区域大于挡墙基础施工范围，开挖完成后采用石渣或碎石土进行分层回填至距离高架桥桥墩承台上表面60～75cm的位置，回填单层厚度≤50cm，人工整平后采用打夯机进行夯实；
b.施工混凝土垫层，混凝土垫层采用C20普通混凝土浇筑，厚度10～15cm，浇筑范围沿挡墙基础外放≥80cm，采用全站仪放样垫层边角点及标高标记点，安装双层50×90mm方木作侧模，方木两侧植入地基
螺纹钢对侧模进行固定，植入深度≥30cm；
c.垫层强度达到2.5MPa后开始施工挡墙基础及挡墙，挡墙基础及挡墙一体施工，具体包括钢筋绑扎、模板支设和混凝土的浇筑，钢筋搭接部分的中心及两端至少3处应采用扎丝绑扎结实，受拉钢筋绑扎接头的最小搭接长度应≥45d且不小于30cm，受压钢筋绑扎接头的最小搭接长度应≥32d，d为钢筋直径，同一断面内钢筋绑扎接头应按50％错开，错开区段长度不小于1.3倍搭接长度；挡墙基础及墙身模板均采用15mm厚竹胶板，模板加固采用双拼钢管作主楞、双拼方木作次楞，主次楞交接点采用螺杆形成对拉，两侧采用抛撑分别与坚实的地面及主楞进行对顶；挡墙基础及墙身均采用C30，混凝土坍落度控制在180～220mm，采用天泵分层均匀浇筑，每层30-40cm，每层浇筑后插入式振捣器捣实，上层混凝土的振捣要在下层混凝土初凝前进行，并且插入下层5～10cm，每一振点的振捣延续时间宜为20～30s；待混凝土浇筑强度达到75％时拆除模板，并定期养护。
5.根据权利要求3或4所述的一种山岭隧道间TBM过站方法，其特征在于：所述步骤(1)的a步骤中整平处理包括地基不平区域的土方开挖，其土方开挖分级分层进行，每层开挖厚度不超过2m，开挖优先保证1:1坡率对南北两侧边坡进行刷坡处理，挖设的渣土经干燥处理后运输至指定弃土点；不良地层包括耕植土或杂填土地层，采用夯实机对边坡进行夯实处理，并在开挖完成后在坡体表面覆盖密目网进行加固处理。
6.根据权利要求3或4所述的一种山岭隧道间TBM过站方法，其特征在于：所述步骤(1)的b步骤中回填平台在进行回填时，分层摊铺，并采用压路机同步碾压，对于邻近挡土墙或高架主体结构的回填应采用人工打夯；其中压路机进行碾压时，每层铺设厚度为200～350mm，每层夯实3～8遍；采用人工夯实时，每层铺设厚度小于200mm，每层夯实3～4遍；回填完成后，按照1000㎡不少于2处检测频率进行检测，其压实度≥92％时进行钢筋混凝土硬化平台的施工，其硬化平台的厚度为25～30cm，通过绑扎钢筋笼、搭设模板后通过天泵送料浇筑C30混凝土形成，在浇筑过程中将混凝土振捣密实，浇筑完成后采用磨光机对硬化面进行二次收光，对硬化区域进行围蔽防护，待混凝土终凝后，采用切割机按每隔5.5～6.5m切割一道切割伸缩缝，并在浇筑完成12h后定期进行养护。
7.根据权利要求3或4所述的一种山岭隧道间TBM过站方法，其特征在于：所述步骤(1)的c步骤中架设在高架桥墩上的贝雷架，通过50b加肋板工字钢及12号加肋板H型钢与高架桥桥墩连接；无高架桥墩位置的贝雷架架设在钢筋混凝土墩台上，所述混凝土墩台通过捆扎钢筋笼、支设模板后浇筑C30混凝土形成，混凝土坍落度控制在180～220mm，采用天泵分层均匀浇筑，每层30～40cm，每层浇筑后插入式振捣器捣实，上层混凝土的振捣要在下层混凝土初凝前进行，并且插入下层5～10cm，每一振点的振捣延续时间宜为20～30s，在钢筋混凝土墩台的顶部预埋钢板，然后通过U型构架与贝雷架底纵梁连接。
8.根据权利要求3或4所述的一种山岭隧道间TBM过站方法，其特征在于：所述步骤(3)中TBM盾体过站轨道采用43轨，轨道下方的钢板沿着轨道方向满铺，其钢板采用长度6～7米，宽1.5米，厚2～3cm；TBM盾体过站轨道与钢板通过回形弹簧条连接。
9.根据权利要求3或4所述的一种山岭隧道间TBM过站方法，其特征在于：所述步骤(5)中接收导轨上部空推采用导轨上满铺混凝土管片的方式，以提供TBM前进的反作用力；TBM在接收导轨空推到位后，对TBM进行分体后将所有的管路标识清楚；将多个铁鞋放到滚轮的下方，将滚轮式托架牢牢固定住，利用2个200t夹轨式千斤顶将盾体顶推到滚轮式托架上方。
10.根据权利要求3或4所述的一种山岭隧道间TBM过站方法，其特征在于：所述步骤(6)中盾体空推包括水平段和斜坡段，斜坡段推进过程中，在滚轮式过站托架单次空推距离的位置放置铁鞋防止溜车，且过程过程中采用分段铺设TBM盾体过站轨道分段空推的方式循环推进；每次钢板及轨道铺设的长度为80m～90m；在空推过程中遇到曲线时，在滚轮式过站托架行走支架的千斤顶安装槽内安装千斤顶，通过千斤顶将滚轮式过站托架及TBM盾体整体顶升，然后调整行走支架上的转向轮组的角度后，回收千斤顶继续推进过站；所述步骤(7)中台车过站采用1号～8号台车整体过站的方式，并且皮带机跟着台车一起过站。
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