盾构区间始发阶段施工方案最终版.docx
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盾构区间始发阶段施工方案最终版
始发及试验掘进阶段施工方案
一、工程概况
东莞市城市快速轨道交通R2线2304标土建工程施工项目包括下天区间盾构吊出井~天宝站区间及附属工程、天宝站及车站附属工程、天宝站~东城路站区间及附属工程、东城路站及附属工程。
下天区间盾构吊出井~天宝站区间里程范围为右线R2YDK9+740.48~R2YDK10+790.3,全长1049.82m,左线R2ZDK9+751.44~R2ZDK10+790.3,全长1038.86m,区间隧道采用盾构法施工,线路纵断面为V形坡,最大坡度为15‰,线路埋深为13.5~19m,隧道顶覆土8.5~14m,区间隧道主要穿越在<6-6>砂质粘性土层中。
线路出东宝路站后沿莞龙路向西南方向前进,到达莞龙路与东城中路交汇路口处以R-600的半径转至南北走向的东城中路上,随后进入温南路口位置的温南路站,最小曲线半径为R600m。
在R2YDK10+216里程处设联络通道兼废水泵房,采用矿山法施工。
区间隧道局部下穿永昌汽车维修服务中心的一栋A2浅基础房屋,其余建筑物与隧道平面近距最小为4.72米,场地条件较好。
天宝站位于东城中路和温南路交汇处,埋设于东城中路下呈南北向布置。
车站范围内控制管线为沿东城中路东、西两侧各一根直径2.2m,埋深约3.5m的给水管。
车站有效站台中心里程为R2YDK10+908.50,车站总长195.7m,标准宽度19.7m,主体结构为地下两层单柱两跨钢筋混凝土结构形式,车站两端均为盾构始发井。
车站共设置4个出入口,2组8个风亭。
车站主体采用明挖法施工,围护结构为800mm厚的地下连续墙+竖向3道内支撑。
附属工程大部分采用明挖顺筑法施工,围护结构为φ800@950钻孔灌注桩,桩间施工φ600双重管旋喷桩止水帷幕,竖向设置两道内支撑;通道下穿φ2200东江供水管段采用矿山法施工。
天宝站~东城站区间里程范围为右线R2YDK10+986~R2YDK12+400.70,长1414.7m,左线R2ZDK10+986~R2ZDK12+400.70,长1420.04m(长链5.34m),区间隧道采用盾构法施工,线路纵断面为V形坡,最大坡度为22‰,线路埋深为13m~15.5m,隧道顶覆土8m~10.5m,区间隧道主要穿越在<6-6>砂质粘性土、<10-1>全风化混合片麻岩和<10-2>强风化混合片麻岩中。
线路出温南路站后,沿东城中路向南前进,先后通过万园东路路口、东纵路口后,到达位于东城中路和东城路口北侧的东城路站。
在R2YDK11+521.44里程处设1#联络通道,在R2YDK11+842处设置2#联络通道兼废水泵房,联络通道采用矿山法施工。
区间线路大多沿直线前进,最小曲线半径R1300m。
东城路站位于东城中路与东城路的交叉路口北侧,埋设于东城中路下呈南北向布置。
车站有效站台中心里程为R2YDK12+513.00,车站总长189.9m,标准宽度20.7m,主体结构为地下两层双柱三跨钢筋混凝土结构形式,车站两端均为盾构吊出井。
车站共设置了4个出入口,3组风亭。
车站主体围护结构采用800mm厚的地下连续墙,内设三道支撑的形式。
车站附属围护结构采用φ800@950钻孔灌注桩,桩间施工φ600双重管旋喷桩止水帷幕,竖向设置两道内支撑。
二、总体施工部署
本标段两区间均采用盾构法施工,在天宝站南、北端头设置盾构始发井。
区间工程施工使用的是德国海瑞克公司生产的Φ6280土压平衡式盾构机,刀盘外径为6280mm。
盾构机分为刀盘、前体、中体、后体、连接桥、拖车1、拖车2、拖车3、拖车4、拖车5,总长度为75m,总重量约500t。
根据工程总体布署,本工程区间盾构隧道共4次始发掘进,每个区间左、右线各一次。
盾构始发场地设在天宝站,先行在天宝站南端始发掘进施工天宝站~东城站区间,掘进施工完成后,盾构转场回天宝站北端,从天宝站北端始发掘进施工天宝站~下桥站盾构吊出井区间,盾构机到达后从下桥站吊出井后吊出。
天宝站车站南半段基坑车站主体结构已全部封顶(约100m),满足盾构机在井下整机始发的条件,两台盾构机均采用整机始发,先始发左线、再始发右线。
总体策划详见下图:
三、天~东区间盾构始发场地平面布置情况
3.1平面布置概况
在天宝站南半段车站主体结构施工时,分别在南端始发井端头顶板和中板预留盾构吊装孔,左、右线盾构吊装孔口尺寸均为长×宽=7500mm×11500mm。
3.2盾构始发场地布置
盾构始发场地布置详见下页图:
四、盾构机下井组装调试
4.3.1空载调试
盾构机组装完毕后即可进行空载调试。
空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。
主要调试内容为:
配电系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、注浆系统运行是否正常以及各种仪表的校正。
电气部分运行调试:
检查送电→检查电机→分系统参数设置与试运行→整机试运行→再次调试。
液压部分运行调试:
推进和铰接系统→螺旋输送机→管片安装机→管片吊机和拖拉小车→泡沫、膨润土系统和刀盘加水→注浆系统→皮带机等。
4.3.2负载调试
空载调试完成并证明盾构机满足初步要求后,即可进行盾构机的负载调试。
负载调试的主要目的是检查各种管线及密封设备的负载能力,对空载调试不能完成的调试项目进一步完善,以使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状
态。
通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。
负载调试时将采取严格的技术和管理措施保证工程安全、工程质量和线型精度。
五、盾构机始发前准备工作5.1始发线路设计
具体详见下图5-1:
5.9负环管片安装
负环管片为标准环管片。
管片为300mm厚,内径为5400mm,外径为6000mm。
在拼装第一环负环管片前,在盾尾管片拼装区下部180°范围内纵向临时焊接6根长1.4m、40mm直径的钢管做垫块,保证盾尾内侧与管片间的合理间隙,见图5-7。
在盾构机内拼装好整环后利用盾构机推进千斤顶将管片缓慢推出盾尾,由于始发支座轨道与管片外侧有130mm的空隙,为了避免负环管片全部推出盾尾后下沉,在始发台导轨上点焊圆钢,或架设管片托架,以填充始发支座轨道与管片外侧的空隙,将负环混凝土管片托起。
为了保证负环管片能与与反力架钢负环完全接触并不发生错位,在钢负环的5点位和7点位外侧焊接两块铁板,同时用木楔子填设三角架与负环管片的间隙,用以防止管片的的下沉。
同时可以防止因管片下沉造成的管片螺栓孔与钢负环的螺栓孔的错位。
精度可以控制在第二环负环以后管片将按照正常的安装方式进行安装。
随着负环管片的拼装负环钢管片将很快靠在反力架上,负环进一步拼装,盾构机快速地通过洞门进行始发掘进施工。
图5-7负环管片定位示意图
5.9.1负环拼装
本工程负环管片安装采用六块方案,分别为:
一块封顶块(K块,15O),两块邻接块(B、C块,64.5O),三块标准块(A1、A2、A3块,72O)。
管片拼装方式采用通缝拼装方式,管片封顶块位于隧道竖向轴线偏左18O位置上。
管片安装顺序先就位底部管片,再自下而上左右交叉安装,每环相邻管片应控制环面平整度和封口尺寸,最后插入封顶管片成环。
负环管片安装示意图见图5-8。
5.9.2施工流程
施工准备→负环管片吊装→负6环管片点位定位→管片拼装→伸出千斤顶→管片位置调整→复紧连接螺栓→三角木方稳固→钢丝绳加固。
5.9.3施工方法
5.9.3.1施工准备
⑴根椐测量,调整盾构机及始发托架,反力架,轨道等机具,确保中心位置与隧道设计中心位置一致。
⑵准备沙袋、水泵、水管、方木、型钢,钢丝绳、千斤顶等加固的物资和工具。
⑶准备洞内、洞外的通讯联系工具和洞内的照明设备。
⑷管片在预制厂经过质检后,合格,由专门的平板运输车将其运至施工现场临时存放。
堆放的上下两块管片之间要垫上垫木。
⑸管片安装前将管片、连接件备齐,盾尾杂物清理干净,检查管片拼装机的举重臂等设备运转正常后方可进行管片安装。
⑹始发基座、托架、反力架等机具安装加固到位,其强度,刚度,抗弯度满足盾构的推力要求。
5.9.3.2安装步骤
⑴由专人对管片类型、龄期、外观质量等情况,进行检查,检查合格后才可卸下,由16t龙门吊将管片放在自制管片运输车上(因车站结构尺寸不足,2#拖车往内改移约35cm所致),每次运输一块,然后由管片吊机将管片吊运至拼装机上进行拼装。
⑵安装第一环管片(T6),并用千斤顶后推,使之与基准环相连。
⑶收回千斤顶,安装第二环负环管片(T5)。
⑷盾构推进第四环(T4),当行程为0.4m时,盾构机刀盘与洞门密封装置接触。
⑸盾构机推进第五环(T3),当行程为0.7m时,盾构机刀盘开始切削土体。
⑹掘进T2时,开始用螺旋机出土,并保证仓内压力在0.1MPa左右。
⑺当安装完T0后,开始掘进永久第一环。
5.9.3.3拼装方法
⑴将操作盘上的掘进模式转换为管片安装模式,此时千斤顶可用盾构机内的控制盘控制。
⑵收回第一块管片安装区域内的千斤顶。
⑶安装器卡住管片输送上的管片后经旋转和平移,将第一块管片送到安装位置。
⑷将第一块管片与上一环在径向和环向对齐后,利用安装器纵向移动压缩到位。
⑸此时用水平尺将第一块管片与上一环管片精确找平。
⑹伸出千斤顶,插入并拧紧纵向螺栓。
⑺松开安装器,准备起吊第二块管片。
⑻收回第二块管片安装区域的千斤顶。
⑼第二块管片与上一环管片和第一环管片大致对准后,并微调对准各螺栓孔。
⑽伸出千斤顶,插入并拧紧纵向螺栓。
⑾同样方法安装第三、四、五块管片。
⑿第四、五块管片为封顶块的相邻块,为保证封顶块的安装净空,安装第五块管片时一定要测量两相邻块前后两端的距离(应分别大于488mm和959mm,且误差小于+10mm),并保持两相邻块的内表面处在同一圆弧面上。
⒀在两相邻块的侧面和封顶块的两侧面均匀涂抹润滑剂。
⒁封顶块先径向居中压入安装位置,搭接长度小于1.2m(故一般要求千斤顶行程大于1800mm时才停止掘进),调准后再沿纵向缓慢插入。
如遇阻碍应缓慢抽出后进行调整。
严禁强行插入和上下大幅度调整,以免损坏或松动止水条。
⒂伸长千斤顶,插入并拧紧纵向和环向螺栓。
⒃移动保圆器并撑紧。
⒄将操作盘上的管片安装模式转换成掘进模式。
⒅掘进下一环。
在掘进过程中,对脱出盾尾的管片螺栓进行多次复紧。
5.9.3.4质量控制措施
⑴混凝土负环管片逐环在盾构机内安装,利用盾构机推进千斤顶推出,直到顶靠在基准环上,并在脱出盾壳的管片的内、外侧用钢丝拉结和钢管支撑等进行加固,以保证在传递推力过程中管片不会浮动变位。
以便将千斤顶推力均匀传递到反力架上。
⑵始发基座导轨必须顺直,严格控制标高、间距及中心轴线。
⑶始发前在基座钢轨上涂抹黄油,以减少盾构推进阻力。
⑷负环管片脱出盾构机后,周围无约束,在推力作用下,易变形,为此将在管片两侧用H200×20型钢与车站结构连接加固,并采用手动铁葫芦,用Φ20钢丝绳沿环中部与始发托架及基座加固箍紧。
⑸构机在未完全进入洞门之前,应在壳体上焊接防扭转装置,并随盾构机的推进逐次切除。
⑹管片拼装允许误差:
项目
允许偏差
备注
相邻环管片高差
≤4mm
相邻环的环面间隙
≤1.0mm
内表面测定
纵缝相邻块间隙
0~2mm
对应的环向螺栓孔的不同轴度
≤1.0mm
⑺临时管片除T0外,可不贴密封条,但需粘贴缓冲垫,螺栓不用止水垫圈。
⑻管片底部与钢轨间用木塞或钢塞堵紧,以防管片下沉。
⑼管片拼装作业,要正确伸、缩千斤顶,严格控制油压和伸出千斤顶的数量,确保拼装时盾构不后退。
⑽装管片前应对盾壳底部的垃圾进行清理,防止杂质夹杂在管片间。
⑾管片的运输翻转,要用专门机具,保证管片的运输翻转过程中的平稳。
⑿地面堆放管片时上下两块管片之间要垫上垫木。
⒀要保证基准环的准确位置;要求环面平整,环面与隧道设计轴线垂直,
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