CN114412497B - 一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法，涉及盾构施工的技术领域，利用转运龙门吊将土斗依次吊至竖井口，并和地面龙门吊快速的衔接出土，继而吊出浆斗；接着，地面龙门吊与转运龙门吊配合，将管片、浆斗、土斗自最后一辆管片车依次完成吊放。本申请能够解决由于短竖井长度不足，而造成隧道中出土、进料困难的问题。

Description

一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法

技术领域

本申请涉及盾构施工的技术领域，尤其是涉及一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法。

背景技术

在应用盾构法施工时，为减少征地拆迁，缩短施工工期，节约投资，短竖井被运用于盾构施工。在盾构正常掘进阶段，盾构法施工水平运输列车总长远超区间竖井长度，区间竖井不能为盾构施工常规整列编组水平运输提供足够空间。

对此，为解决盾构正常掘进时水平运输受限区间短竖井的问题，在市政工程中，通过隧洞内设置道岔，形成利用两列编组列车的双轨运输，完成出土与进料。具体来说，设置两列编组列车，一列编组列车为：浆车+电瓶车+管片车，另一列编组列车为：渣土车+电瓶车。先开始进行渣土吊运，当列车到达竖井吊装孔位置后，地面大型龙门吊将土斗及渣车底盘整体吊至地面，并将土斗内渣土倒入渣土池，卸完渣土的渣土车，临时放置在地面上，井下电瓶车将第二节渣土车推至吊装口位置，采取相同方式吊出渣土车并卸渣，循环以上操作，将编组内全部渣土车吊出井口完成卸渣后，逐辆吊下竖井与电瓶车组装。再进行盾构进料施工，利用地面龙门吊将浆车整体吊出竖井，临时放置地面，井下电瓶车将管片车下部底盘推至吊装孔口位置，管片下方，电瓶车向前推进一定距离，并将后方完成装料的浆车下井。该方法虽能在短竖井施工条件下实现出土、进料，但要将编组列车内的运输车一一吊出，布置繁琐，施工效率低。并且该方法在运输车的整体吊装和衔接时，易造成溜车等安全隐患。

发明内容

本申请的目的是提供一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法，用于解决短竖井盾构始发长度不足，而造成隧道中出土、进料困难的情况。采用如下的技术方案：

一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法，短竖井与隧道连通；包括以下步骤，

S1：隧道内转运龙门吊走行轨铺设；通过地面龙门吊将走行轨下放至竖井内，走行轨铺设于编组列车轨道的外侧；

S2：隧道内转运龙门吊安装在走行轨上，沿走行轨移动；

S3：出土；编组列车由隧道内向竖井方向依次为管片车、浆车、渣土车和电瓶车；渣土车分体设置，包括土斗与渣土车底盘；

盾构机正常掘进产生的渣土将各个渣土车的土斗装满，随后由电瓶车将整列编组列车朝向竖井口牵引，以使靠近电瓶车的第一辆渣土车牵引至竖井口；然后，由地面龙门吊将第一辆渣土车上的土斗吊至地面，将土斗内的渣土卸出，并将土斗放置在地面；转运龙门吊依次将各个土斗转运至竖井口处的渣土车底盘上，并由地面龙门吊将其起吊，并卸出，完成出土；

S4：进料；浆车分体设置，包括浆斗和浆车底盘；隧道内的转运龙门吊，将停留在隧道内的空浆斗通过转运龙门吊起吊至一定高度，并运送至竖井口位置处的渣土车底盘上，最后由地面龙门吊吊出竖井；

地面龙门吊将地面上的管片吊至竖井口处的渣土车底盘上，并通过转运龙门吊吊装至最后一辆管片车，后续的管片按同样的方式吊至其他管片车上；然后，通过地面龙门吊将装满浆液的浆斗下放至位于竖井口处的渣土车底盘上，再由转运龙门吊吊至浆车底盘上；完成管片与浆料的进料操作；

S5:空土斗下放；由地面龙门吊将空土斗下放至位于竖井口处的渣土车底盘上，并通过转运龙门吊将土斗放置于隧道内的渣土车底盘上；重复该操作，将各个空土斗放置于对应的渣土车底盘上；最后，电瓶车牵引编组列车，将编组列车运送至盾构主机处；配合盾构掘进施工；

S6：重复S3-S5步骤，配合完成后续的盾构掘进施工。

可选的，步骤S1中，铺设的走行轨长度不小于编组列车长度；走行轨起始于短竖井并朝向隧道内部延伸。

可选的，步骤S2中，所述转运龙门吊包括八字型龙门吊支腿、用于驱动龙门吊支腿行走的吊机行走装置、连接两龙门吊支腿的龙门吊横梁、起重小车以及起重机构；起重机构包括起重小车、卷扬机、连接桁架以及调节吊臂；卷扬机安装于连接桁架上，并与起重小车连接；调节吊臂安装于连接桁架的周侧，用于吊装重物；起重小车安装于龙门吊横梁上用于控制卷扬机工作。

可选的，所述卷扬机设置有四个，且沿连接桁架周向均匀间隔设置。

可选的，浆斗以及土斗的外周侧均设置有供转运龙门吊起吊连接的短柱。

可选的，所述浆车底盘、渣土车底盘以及管片车结构相同。

综上所述，本申请包括以下有益效果：

1.利用转运龙门吊将土斗依次吊至竖井口，并和地面龙门吊快速的衔接出土；继而吊出浆斗；接着，地面龙门吊与转运龙门吊配合，将管片、浆斗、土斗自最后一辆管片车依次完成吊放；以此解决短竖井盾构始发长度不足，而造成隧道中出土、进料困难的问题；

2.整个出土与进料过程中，各节车厢底盘保持连接；避免了车厢溜车的安全风险；

3.无需在隧道内设置道岔，通过一列整编组列车进行出土、进料，极大加快施工进度，降低施工成本；

4.浆车经过分体设计，分为浆斗与浆车底盘，并且，浆车底盘、渣土车底盘以及管片车结构相同，大大降低吊装运输难度，可灵活使用；

5.与一般龙门吊不同的是，转运龙门吊采用四个卷扬机，并与可调节吊臂配合，实现在隧道内吊装过程中的平稳装卸，提升减摇效果。

附图说明

图1是短竖井内转运龙门吊与走行轨的结构示意图；

图2是整编组列车位于隧道内时的示意图；

图3是土斗即将出土的结构示意图；

图4是土斗被转运龙门吊转移至短竖井处的渣土车底盘上时的示意图；

图5是空浆斗被转运龙门吊转移至短竖井处的渣土车底盘上时的示意图；

图6是下放的管片即将被转运龙门吊转移至管片车上时的示意图；

图7是装满浆料的浆斗即将被转运龙门吊转移至浆车底盘上时的示意图；

图8是图7中A处的放大示意图；

图9是下放的空土斗即将被转运龙门吊转移至位于隧道内的渣土车底盘上时的示意图；

图10是下放的空土斗被转运龙门吊转移至对应渣土车底盘上的示意图。

附图标记说明：1、转运龙门吊；2、走行轨；3、电瓶车；4、渣土车底盘；5、土斗；6、浆车底盘；7、浆斗；8、管片车；9、管片；10、人行走道；11、调节吊臂；12、短柱。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法。短竖井与隧道连通，隧道直径6.6m。本实施例中，整编组列车由短竖井朝向隧道内依次包括一辆电瓶车3(车长9m)、四辆渣土车(车长6m)、一辆浆车(车长6m)以及两辆管片车8(车长5m)，其总长49m。渣土车采用分体设计，包括渣土车底盘4以及土斗5；同样的，浆车采用分体设计，其包括浆车底盘6与浆斗7。编组列车的轨道宽度为0.9m。浆车底盘6与渣土车底盘4以及管片车8结构相同，可灵活使用。

方法包括以下步骤：

S1：隧道内转运龙门吊1走行轨2铺设。

通过地面龙门吊将走行轨2下放至竖井内，走行轨2铺设于编组列车轨道的外侧。走行轨2的铺设长度不小于编组列车总长，本实施例中，走行轨2长度为60m；起始于短竖井，并朝向隧道内延伸铺设。确定走行轨2的宽度，所铺设的走行轨2宽度范围不能干扰隧道内其他设施。隧道内的一侧设置有人行走道10，在不干扰隧道内人行走道10的布设下，选定走行轨2宽度为3m，保证施工留有足够的空间。

S2：隧道内转运龙门吊1安装在走行轨2上，沿走行轨2移动。

首先，依据国家通用门式起重机标准，选定能够吊起满载斗车的双主梁门式起重机，转运龙门吊1的额定起重重量为50t；并依照6.6m盾构隧道，保证不影响隧道上方风管布置的条件下，确定转运龙门吊1吊机高度为4m。

转运龙门吊1包括八字型龙门吊支腿、用于驱动龙门吊支腿行走的吊机行走装置、连接两龙门吊支腿的龙门吊横梁、起重小车以及起重机构。起重机构包括起重小车、卷扬机、连接桁架以及调节吊臂11。卷扬机布置有四个，使得起吊装卸过程平稳顺利。卷扬机周向间隔安装于连接桁架上，并与起重小车连接；调节吊臂11安装于连接桁架的周侧，设置有四个，用于吊装重物；起重小车安装于龙门吊横梁上用于控制卷扬机工作。

转运龙门吊1的跨度为3m；其行走装置的轮距为3.2m，采用直径为200mm的车轮。起重小车的尺寸为1m(长)×0.8m(宽)×0.4m(高)，起重小车的轮距为0.45m，采用直径为80mm的车轮。

调节吊臂11的臂长为1.2m、直径200mm，距离吊臂底端100mm处为卡槽、距离吊臂底端400mm处为转动铰。浆斗7与土斗5的侧壁上均预制有短柱12，短柱12周向间隔分布有四个，一一对应于调节吊臂11。通过转动铰转动后，短柱12插入对应的卡槽内，即可进行浆斗7或土斗5的起吊工作。

最后，将转运龙门吊1各个组成部分吊至竖井内并完成安装。

S3：出土；

盾构机正常掘进产生的渣土将各个渣土车的土斗5装满，随后由电瓶车3牵引整列编组列车，以使靠近电瓶车3的第一辆渣土车移动至竖井口处；然后，由地面龙门吊将运送至竖井口的土斗5吊至地面，将土斗5内的渣土卸出，并将土斗5放置在地面；

转运龙门吊1将第二辆渣土车上的土斗5起吊，起吊0.4m的高度，并将其转运至第一辆渣土车底盘4上，再通过地面龙门吊将土斗5吊至地面并卸出，空土斗5放置在地面上。其余土斗5依次转运至竖井口处的渣土车底盘4上，并由地面龙门吊将其起吊，并卸出，空土斗5放置于地面上，完成出土。

S4：进料；

转运龙门吊1将停留在隧道内的空浆斗7吊起0.4m，并转运至竖井口位置处的渣土车底盘4上，最后由地面龙门吊吊出竖井。

地面龙门吊将地面上的管片9通过吊带吊至竖井口处的渣土车底盘4上，并通过转运龙门吊1吊装至远离电瓶车3的最后一辆管片车8，后续的管片9按同样的方式吊至其他管片车8上；然后，通过地面龙门吊将装满浆料的浆斗7下放至位于竖井口处的渣土车底盘4上，再由转运龙门吊1吊至浆车底盘6上；完成管片9与浆料的进料操作。

S5：空土斗5下放；由地面龙门吊将空土斗5下放至位于竖井口处的渣土车底盘4上，并通过转运龙门吊1将土斗5放置于隧道内的渣土车底盘4上；重复该操作，将各个空土斗5放置于对应的渣土车底盘4上；最后，电瓶车3牵引编组列车，将编组列车运送至盾构主机处；配合盾构掘进施工。

S6：重复S3-S5步骤，配合完成后续的盾构掘进施工。

通过上述步骤方法，无需在隧道内设置道岔，采用一列整编组列车进行出土进料，能够解决短竖井长度不足，而造成隧道中出土、进料困难的问题，提高施工效率，节约施工成本。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法，短竖井与隧道连通；其特征在于：包括以下步骤，

S1：隧道内转运龙门吊走行轨铺设；通过地面龙门吊将走行轨下放至竖井内，走行轨铺设于编组列车轨道的外侧；

S2：隧道内转运龙门吊安装在走行轨上，沿走行轨移动；

S3：出土；编组列车由隧道内向竖井方向依次为管片车、浆车、渣土车和电瓶车；渣土车分体设置，包括土斗与渣土车底盘；

盾构机正常掘进产生的渣土将各个渣土车的土斗装满，随后由电瓶车将整列编组列车朝向竖井口牵引，以使靠近电瓶车的第一辆渣土车牵引至竖井口；然后，由地面龙门吊将第一辆渣土车上的土斗吊至地面，将土斗内的渣土卸出，并将土斗放置在地面；转运龙门吊依次将各个土斗转运至竖井口处的渣土车底盘上，并由地面龙门吊将其起吊，并卸出，完成出土；

S4：进料；浆车分体设置，包括浆斗和浆车底盘；隧道内的转运龙门吊，将停留在隧道内的空浆斗通过转运龙门吊起吊至一定高度，并运送至竖井口位置处的渣土车底盘上，最后由地面龙门吊吊出竖井；

地面龙门吊将地面上的管片吊至竖井口处的渣土车底盘上，并通过转运龙门吊吊装至最后一辆管片车，后续的管片按同样的方式吊至其他管片车上；然后，通过地面龙门吊将装满浆液的浆斗下放至位于竖井口处的渣土车底盘上，再由转运龙门吊吊至浆车底盘上；完成管片与浆料的进料操作；

S5:空土斗下放；由地面龙门吊将空土斗下放至位于竖井口处的渣土车底盘上，并通过转运龙门吊将土斗放置于隧道内的渣土车底盘上；重复该操作，将各个空土斗放置于对应的渣土车底盘上；最后，电瓶车牵引编组列车，将编组列车运送至盾构主机处；配合盾构掘进施工；

S6：重复S3-S5步骤，配合完成后续的盾构掘进施工。

2.根据权利要求1所述的一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法，其特征在于：步骤S1中，铺设的走行轨长度不小于编组列车长度；走行轨起始于短竖井并朝向隧道内部延伸。

3.根据权利要求1所述的一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法，其特征在于：步骤S2中，所述转运龙门吊包括八字型龙门吊支腿、用于驱动龙门吊支腿行走的吊机行走装置、连接两龙门吊支腿的龙门吊横梁、起重小车以及起重机构；起重机构包括起重小车、卷扬机、连接桁架以及调节吊臂；卷扬机安装于连接桁架上，并与起重小车连接；调节吊臂安装于连接桁架的周侧，用于吊装重物；起重小车安装于龙门吊横梁上用于控制卷扬机工作。

4.根据权利要求3所述的一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法，其特征在于：所述卷扬机设置有四个，且沿连接桁架周向均匀间隔设置。

5.根据权利要求1所述的一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法，其特征在于：浆斗以及土斗的外周侧均设置有供转运龙门吊起吊连接的短柱。

6.根据权利要求1所述的一种区间短竖井盾构正常掘进快速出土、进料施工方法，其特征在于：所述浆车底盘、渣土车底盘以及管片车结构相同。