复合式衬砌支撑盾构大纵坡反力始发的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种复合式衬砌支撑盾构大纵坡反力始发的施工方法，第一步，盾构始发导台施工；第二步，盾构机设施组装及空载调试；第三步，安装反力环；第四步，安装负环管片与盾构机负荷调试；第五步，盾尾通过洞门密封后注浆密封；第六步，盾构掘进始发及管片安装。通过在复合衬砌中预埋两圈环向间隔布置的钢板，且两圈钢板前后、周向均错开设置，结合拼装成环的反力环、若干第一斜撑、若干第二斜撑，共同将盾构始发的反力传递到隧道衬砌和围岩上。该反力架几乎不占用洞内空间，盾构始发的反力沿着相互呈夹角的两圈斜撑传递到复合衬砌和围岩上，在结构最简化的前提下，确保提供给盾构始发的反力最大，应用于大纵坡始发时效果非常显著。应用于大纵坡始发时效果非常显著。应用于大纵坡始发时效果非常显著。

【技术实现步骤摘要】
复合式衬砌支撑盾构大纵坡反力始发的施工方法


[0001]本专利技术涉及工程施工
，具体涉及到一种盾构大纵坡反力始发的施工方法。

技术介绍

[0002]传统的盾构始发，需要配备专用的反力架，如图1所示。该反力架结构复杂，占用空间大，特别是对于大纵坡，较大的坡度导致始发架无法安装。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种专用于大纵坡的盾构反力始发施工方法，能满足狭小空间的使用要求，施工方便高效快捷。
[0004]为此，本专利技术所采用的技术方案为：一种复合式衬砌支撑盾构大纵坡反力始发的施工方法，包括以下步骤：第一步，盾构始发导台施工；第二步，盾构机设施组装及空载调试；第三步，安装反力环；第四步，安装负环管片与盾构机负荷调试；第五步，盾尾通过洞门密封后注浆密封；第六步，盾构掘进始发及管片安装；
[0005]在第三步中，所述反力环整体左右对称，包括左、右、下三块圆弧钢环拼装成的圆环，以及位于圆环底部左右间隔设置的三个支腿，左右两块圆弧钢环的圆弧角大于下方的圆弧钢环的圆弧角，三块圆弧钢环采用高强螺栓连接且所有连接位置处焊接，以确保所有连接处强度不得低于母体强度；在复合式衬砌的周向预埋有N个A型钢板和N
±
1个B型钢板，N≥10，所有A型钢板在同一周向等距间隔设置，所有B型钢板在另一周向等距间隔设置，且A型钢板与B型钢板前后、周向均错开设置；将反力环吊装至盾构机后方并与之抵紧，反力环通过三个支腿置于左右混凝土导台之间，每个A型钢板配备有第一斜撑，第一斜撑的两端分别焊接固定在反力环、A型钢板上，每个B型钢板配备有第二斜撑，第二斜撑的两端分别焊接固定在反力环、B型钢板上，且第一斜撑、第二斜撑沿反力环交错间隔设置。
[0006]作为上述方案的优选，第一步中，盾构始发导台采用钢筋混凝土结构，在隧道施工完成后随二衬一起施工，用于支撑盾构机并为盾构机前进起导向作用；并按照以下步骤进行：
[0007](1.1)清理台座基面；
[0008](1.2)凿毛、原预留钢筋清理、调直；采用电镐进行凿毛，深度控制在8—12mm，把混凝土表面浮浆及松软层全部剔除掉后，使大部分粗骨料外露，保证骨料根部干净湿润，但不得有积水直至新混凝土浇筑；
[0009](1.3)测量人员先测放出台座两边线，每2米测放一个圆弧断面，每个断面布设8个控制桩，1#、2#、5#、6#为边界线，3#、4#、7#、8#为钢轨面，控制桩采用Φ16钢筋打入台座基底，并用水泥砂浆包裹；
[0010](1.4)钢筋绑扎后，进行预埋n形钢板定位；
[0011](1.5)预埋PVC管：台座浇筑前埋设φ110PVC管，用于后期安装穿心棒给予盾构机
空推反力，钢筋绑扎后测量放样PVC管埋设位置，前后拉线加固PVC管，PVC管底部采用塑料袋绑扎保证混凝土不侵入管道内避免后期穿心棒无法安装，PVC管与钢筋绑扎加固，采用上中下多道加固；
[0012](1.6)立模、复测；
[0013](1.7)砼浇筑：浇筑砼前，复核测放浇筑面标高，并润湿凿毛面，浇筑厚度980mm，采用插入式振动器振捣密实，振捣时间以表面不再产生气泡及表面产生浮浆为止，注意避免混凝土振捣时间过长而发生离析，混凝土终凝前应及时进行抹面，成型后平整度要求在
±
1cm之内，混凝土强度等级C35；
[0014](1.8)砼浇筑完后，人工及时抹平修整、洒水养护14天。
[0015]进一步优选为，第四步中，安装负环管片，盾构机向前推进至刀盘面板贴近洞门掌子面但不切削掌子面；在安装负环管片前必须先涂好盾尾油脂，以减少盾尾钢丝刷磨损及变形；由于始发架轨道与管片外侧有一定的空隙，为了避免负环管片全部推出盾尾后下沉，在始发导轨上插入预先准备好的切割成一定角度的木楔，将负环管片垫住，保证管片轴线符合要求，在安装木楔子的同时，每拼装一环负环管片采用钢丝绳与始发导台固定；
[0016]在安装第一环负环管片时，首先在盾构机盾尾盾壳下半圆内部安设5根厚度65mm，长度2000mm的槽钢，等负环管片顶到反力环上受力后，将槽钢割除；
[0017]在拼装负环管片的同时，为防止负环管片失圆，在拼装上半圆管片时，在每块管片两端、前后各焊接一个L型挂钩于盾壳上，L型挂钩焊接牢固后，管片安装机方可脱离管片；
[0018]‑
8环管片拼装完成后，盾构机用拼装模式将
‑
8环管片后推，顶靠在反力环上，拼装负
‑
7负环管片：根据盾尾间隙及
‑
8环管片拼装情况，进行
‑
7环拼装；盾构始发，拼装
‑
6环至
‑
1环管片，盾体前移时，将
‑
6环管片放置在拼装位置，待达到拼装长度后迅速拼装
‑
6环管片，盾构顶推进洞，正式掘进。
[0019]进一步优选为，第四步中，在盾体上单侧焊接不少于两道楔形钢板，邻近于始发基座两侧轨道，作为防盾构机侧滚的装置，在防侧滚的楔形钢板接近洞门延伸钢环前进行割除。
[0020]本专利技术的有益效果：通过在复合衬砌中预埋两圈环向间隔布置的钢板，且两圈钢板前后、周向均错开设置，结合拼装成环的反力环、若干第一斜撑、若干第二斜撑，共同将盾构始发的反力传递到隧道衬砌上。该反力架几乎不占用洞内空间，方便盾构配套台车的顺利通过；预埋的两圈钢板采用前后、周向错开设置，第一斜撑、第二斜撑的端头都焊接在反力环上，使盾构始发的反力沿着相互呈夹角的两圈斜撑传递到复合衬砌和围岩上，在结构最简化的前提下，确保提供给盾构始发的反力最大，应用于大纵坡始发时效果非常显著。
附图说明
[0021]图1为传统的盾构始发反力架结构。
[0022]图2为本专利技术中始发导台的结构。
[0023]图3为本专利技术中始发导台施工放样图。
[0024]图4为预埋n形钢板定位示意图。
[0025]图5为穿心棒示意图。
[0026]图6为本专利技术中反力环的结构。
[0027]图7为盾构始发时反力环的安装示意图。
[0028]图8为盾构始发反力的力学模型。
[0029]图9为偏心受压构件正截面。
[0030]图10为焊缝截面承载的力学模型。
[0031]图11为双拼20a工字钢正截面、计算截面尺寸图。
[0032]图12为管片焊接L型挂钩于盾壳上的结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面通过实施例并结合附图，对本专利技术作进一步说明：
[0034]一种复合式衬砌支撑盾构大纵坡反力始发的施工方法，包括以下步骤：
[0035]第一步，盾构始发导台施工；
[0036]盾构始发的方法有多种，一种为始发架始发，一种为钢套筒始发，还有一种为混凝土导台始发。本盾构采用混凝土导台始发，导台采用钢筋混凝土结构，如图2所示。盾构始发导台在隧道施工完成后随二衬一起施工，用于支撑盾构机并为盾构机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合式衬砌支撑盾构大纵坡反力始发的施工方法，包括以下步骤：第一步，盾构始发导台施工；第二步，盾构机设施组装及空载调试；第三步，安装反力环；第四步，安装负环管片与盾构机负荷调试；第五步，盾尾通过洞门密封后注浆密封；第六步，盾构掘进始发及管片安装；其特征在于，在第三步中，所述反力环(1)整体左右对称，包括左、右、下三块圆弧钢环拼装成的圆环，以及位于圆环底部左右间隔设置的三个支腿(7)，左右两块圆弧钢环的圆弧角大于下方的圆弧钢环的圆弧角，三块圆弧钢环采用高强螺栓连接且所有连接位置处焊接，以确保所有连接处强度不得低于母体强度；在复合式衬砌(2)的周向预埋有N个A型钢板(3)和N
±
1个B型钢板(4)，N≥10，所有A型钢板(3)在同一周向等距间隔设置，所有B型钢板(4)在另一周向等距间隔设置，且A型钢板(3)与B型钢板(4)前后、周向均错开设置；将反力环(1)吊装至盾构机后方并与之抵紧，反力环(1)通过三个支腿(7)置于左右混凝土导台(8)之间，每个A型钢板(3)配备有第一斜撑(5)，第一斜撑(5)的两端分别焊接固定在反力环(1)、A型钢板(3)上，每个B型钢板(4)配备有第二斜撑(6)，第二斜撑(6)的两端分别焊接固定在反力环(1)、B型钢板(4)上，且第一斜撑(5)、第二斜撑(6)沿反力环(1)交错间隔设置。2.按照权利要求1所述的复合式衬砌支撑盾构大纵坡反力始发的施工方法，其特征在于：第一步中，盾构始发导台采用钢筋混凝土结构，在隧道施工完成后随二衬一起施工，用于支撑盾构机并为盾构机前进起导向作用；并按照以下步骤进行：(1.1)清理台座基面；(1.2)凿毛、原预留钢筋清理、调直；采用电镐进行凿毛，深度控制在8—12mm，把混凝土表面浮浆及松软层全部剔除掉后，使大部分粗骨料外露，保证骨料根部干净湿润，但不得有积水直至新混凝土浇筑；(1.3)测量人员先测放出台座两边线，每2米测放一个圆弧断面，每个断面布设8个控制桩，1#、2#、5#、6#为边界线，3#、4#、7#、8#为钢轨面，控制桩采用Φ16钢筋打入台座基底，并用水泥砂浆包裹；(1.4)钢筋绑扎后，进行预埋n形钢板(8)定位；(1.5)预埋PVC管：台座浇筑前埋设φ110PVC管，用于后期安装穿心棒给予盾构机空推反力，钢筋绑扎后测量放样PVC管埋设位置，前后拉线加固PVC管，PVC管底部采...

【专利技术属性】
技术研发人员：许佳佳，郭金宁，卢剑，麦炳炎，袁金鹏，郑礼均，赵王飞，黄永杰，黄明，陈福全，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：