一种用于地铁隧道的盾构机快速始发施工方法技术

本发明专利技术公开了一种用于地铁隧道的盾构机快速始发施工方法，采用以下步骤：1)可行性计算；2)完成始发端顶部支撑、中板、侧墙和端墙的施工；在施工始发端外车站中板时，预留盾构机台车始发空间和电瓶车运输空间；3)拆除妨碍第一台盾构机吊装的始发端顶部支撑；4)吊将盾构机及其组装、调试用的所有大型设备和材料全部吊装下井；5)封闭始发端中板上的吊装孔；6)进行始发端顶板的施工，同时在底板上进行盾构机的组装和调试；7)进行顶板防水施工，同时在始发端基坑一侧开挖盾构渣土池；8)开始盾构掘进。本发明专利技术能够在始发端未封顶的情况下，快速展开始发施工，并与车站主体结构施工交叉进行，可缩短施工周期，降低施工成本。降低施工成本。降低施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于地铁隧道的盾构机快速始发施工方法


[0001]本专利技术涉及地铁隧道施工领域，特别是一种用于地铁隧道的盾构机快速始发施工方 法。

技术介绍

[0002]盾构法是地下暗挖隧道的一种施工方法，通过盾构外壳和衬砌结构共同承受外部围 岩压力，在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，用推进装置根据土体开挖进度持续推 进，并利用出土机械将渣土运至地面，从而形成暗挖隧道的机械化施工。盾构法以其安 全性高、掘进速度快、对地面交通影响小等优点被广泛应用于地铁隧道施工中。
[0003]盾构始发和接收施工是盾构法施工中最重要的部分，也是重大的风险源，甚至是盾 构法施工成败的关键。因此在盾构始发和接收施工中，施工单位往往投入大量的人力、 物力，采用较为保守的施工方法，以保证施工安全。
[0004]考虑到盾构机吊装施工对基坑安全性的影响，传统盾构始发施工方法一般要求地铁 车站始发端封顶且顶板混凝土达到设计强度后方可进行盾构机吊装、调试、始发施工， 确保在拆除支撑的情况下，车站主体结构能为基坑提供有效的支撑。传统施工方法较为 简单、保守。由于每个建设项目的地质条件、水文条件、车站基坑支护形式、车站主体 结构布置形式等因素各不相同，故盾构吊装施工对基坑安全的影响程度应根据理论计算 数据、计算机数值模拟数据以及现场实际监测数据等信息，针对不同建设项目实际情况 进行综合分析更为科学、合理；且传统施工方法未能使车站主体结构与盾构机吊装、调 试等施工工序形成交叉施工，施工组织明显不够紧凑，未能发挥人、材、机的最大效能， 因此传统盾构始发施工方法在注重施工安全的同时，在一定程度上提高了施工成本，延 长了施工周期。
[0005]施工过程中，当遇到现场周边环境复杂、工期紧张、环境管控等特殊原因，需要在 车站始发端未封顶的工况下进行盾构机吊装、调试、始发施工时，传统施工方法将不能 有效指导施工，所以迫切需要研究一种在始发端未封顶的情况下，快速进行盾构机吊装、 调试、始发的施工方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于地铁隧道的盾构机快速始 发施工方法，该方法能够在始发端未封顶的情况下，快速展开始发施工，并使始发施工 与车站主体结构施工交叉进行，以缩短施工周期，降低施工成本。
[0007]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于地铁隧道 的盾构机快速始发施工方法，采用以下步骤：1)可行性计算：计算在车站始发端中板、 侧墙及端墙均已达到设计强度，但未施做顶板，且妨碍第一台盾构机吊装的始发端顶部 支撑已拆除情况下的始发端地基承载力、盾构机吊装时基坑抗倾覆系数和始发端端墙强 度，并将计算结果与盾构机吊装设计要求进行比较，若满足要求，则展开快速始发施工； 2)完成始发端顶部支撑、中板、侧墙和端墙的施工；在施工始发端外车站中板时，采用 门型框架
Ⅰ
支撑位于盾构机台车始发位置上方的中板，所有门型框架Ⅰ构成盾构机台车 始发空间，采用门型框架Ⅱ支撑位于盾构机台车始发空间后方的、电瓶车轨道上方中板， 所有门型框架Ⅱ和所有门型框架Ⅰ构成电瓶车运输空间；3)拆除妨碍第一台盾构机吊装 的始发端顶部支撑；4)利用大型履带吊将盾构机及其组装、调试用的所有大型设备和材 料全部吊装下井；5)封闭始发端中板上的吊装孔；6)进行始发端顶板的施工，同时在 底板上进行盾构机的组装和调试；7)始发端顶板浇筑完成后，进行顶板防水施工，同时 在始发端基坑一侧开挖盾构渣土池；8)渣土池施做完成后，开始盾构掘进；在掘进过程 中，采用电瓶车将盾构机掘进过程中产生的渣土经过门型框架Ⅰ和门型框架Ⅱ水平运输 至出土孔，再采用龙门吊将渣土运输至渣土池内。
[0008]在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：
[0009]所述步骤1)，采用数值模拟方法获得在始发端中板、侧墙及端墙均已达到设计强度， 但未施做顶板，且妨碍第一台盾构机吊装的始发端顶部支撑已拆除情况下的盾构吊装过 程中始发端围护结构应力、位移、土体位移及车站主体结构应力，并将计算结果与盾构 机吊装设计要求进行比较，若满足要求，则展开快速始发施工。
[0010]所述步骤5)，在吊装孔上搭设钢结构，用于形成封闭板骨架，在封闭板骨架上铺设 覆盖整个吊装孔的盖板。
[0011]所述步骤4)，先吊装台车，下井后将台车移动至始发位置，然后吊装盾构主机及其 它后配套设备。
[0012]所述步骤4)，在盾构机的吊装过程中，需持续监测履带吊附近地表沉降、冠梁和挡 土墙位移、始发端端墙变形和始发端剩余顶部支撑的支撑轴力，如出现数据变化速率突 增、累计变化值过大，则需立刻停止吊装，待查明原因并采取加固措施后，方可继续进 行吊装施工。
[0013]所述步骤2)，门型框架Ⅰ采用工字钢制作，立柱为单根工字钢，横梁为双拼工字钢， 立柱和横梁焊接。
[0014]所述步骤2)，门型框架Ⅱ采用脚手架的杆件组装，设有加固结构。
[0015]本专利技术具有的优点和积极效果是：结合理论计算、计算机数值模拟与现场实际监测 数据等必要信息综合分析在车站始发端未封顶的工况下进行盾构机吊装的可行性，并采 用合理布置门型框架、用钢结构封闭中板吊装孔、优化渣土池布置等关键技术可实现车 站主体结构与盾构机组装、调试等工序的交叉施工，与传统施工方法相比，可缩短施工 周期，节约施工成本。特别适用于遇到工期紧张、周边环境复杂等特殊情况下的盾构始 发施工。
附图说明
[0016]图1为本专利技术步骤2)中始发端顶部支撑的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术步骤5)的示意图；
[0018]图3为本专利技术步骤2)中门型框架Ⅰ的结构示意图；
[0019]图4为本专利技术步骤2)中门型框架Ⅱ的结构示意图；
[0020]图5为本专利技术步骤2)中门型框架Ⅰ和门型框架Ⅱ的平面布置图。
[0021]图中：1、顶部支撑；2、中板；3、侧墙；4、端墙；5、门型框架Ⅰ；5-1、立柱； 5-2、横梁；
6、门型框架Ⅱ；7、封闭板骨架；8、盖板；9、出土孔；10、盾构机。
具体实施方式
[0022]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明如下：
[0023]一种用于地铁隧道的盾构机快速始发施工方法，其特征在于，采用以下步骤：
[0024]1)可行性计算：
[0025]计算在车站始发端中板、侧墙及端墙均已达到设计强度，但未施做顶板，且妨碍第 一台盾构机吊装的始发端顶部支撑已拆除情况下的始发端地基承载力、盾构机吊装时基 坑抗倾覆系数和始发端端墙强度，并将计算结果与盾构机吊装设计要求进行比较，若满 足要求，则展开快速始发施工。
[0026]过程如下：
[0027]1.1)地基承载力计算与比较：
[0028]P
kmax
＝[(F
k
+G
k
)/A]+(M
k
/W)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于地铁隧道的盾构机快速始发施工方法，其特征在于，采用以下步骤：1)可行性计算：计算在车站始发端中板、侧墙及端墙均已达到设计强度，但未施做顶板，且妨碍第一台盾构机吊装的始发端顶部支撑已拆除情况下的始发端地基承载力、盾构机吊装时基坑抗倾覆系数和始发端端墙强度，并将计算结果与盾构机吊装设计要求进行比较，若满足要求，则展开快速始发施工；2)完成始发端顶部支撑、中板、侧墙和端墙的施工；在施工始发端外车站中板时，采用门型框架Ⅰ支撑位于盾构机台车始发位置上方的中板，所有门型框架Ⅰ构成盾构机台车始发空间，采用门型框架Ⅱ支撑位于盾构机台车始发空间后方的、电瓶车轨道上方中板，所有门型框架Ⅱ和所有门型框架Ⅰ构成电瓶车运输空间；3)拆除妨碍第一台盾构机吊装的始发端顶部支撑；4)利用大型履带吊将盾构机及其组装、调试用的所有大型设备和材料全部吊装下井；5)封闭始发端中板上的吊装孔；6)进行始发端顶板的施工，同时在底板上进行盾构机的组装和调试；7)始发端顶板浇筑完成后，进行顶板防水施工，同时在始发端基坑一侧开挖盾构渣土池；8)渣土池施做完成后，开始盾构掘进；在掘进过程中，采用电瓶车将盾构机掘进过程中产生的渣土经过门型框架Ⅰ和门型框架Ⅱ水平运输至出土孔，再采用龙门吊将渣土运输至渣土池内。2.根据权利要求1所述的用于地铁隧道的盾构机快速始发施工方法，其特征在于，所述步骤1)，采用数值模拟方法获得在始发端中...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志远，柴艳飞，魏东波，任富芝，代坚，孙鹏清，张鹏，戴雪辉，许哲哲，
申请(专利权)人：中国建筑第六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：