一种钢套筒的组装施工方法转让专利

申请号 : CN201811455149.3

文献号 : CN109667590B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 邓五有武彬华姜涛刘骥锴李燕松赵兴丁拓浪浪

申请人 : 中铁十六局集团北京建功机械有限公司

摘要 :

本发明公开了一种钢套筒的组装施工方法,钢套筒分为始发钢套筒和接收钢套筒,包括如下步骤:进行钢套筒组装施工的施工准备;测量放样;进行基底找平;进行钢套筒下半幅部分的定位安装;钢套筒下半幅安装完成后进行复测,复测合格则进行下一步的施工,复测不合格则检查步骤S4的缺陷并进行修复;进行钢套筒上半幅的安装;进行钢套筒的加固;进行反力架的安装,并在钢套筒和反力架的对应位置安装位移百分百;施加反力后观察反力架和钢套筒的位移情况;向钢套筒内进行填砂;进行打压试验,试验合格方可进行盾构始发或者盾构接收。本发明施工工艺简单,能够满足盾构机始发或者盾构机接收的工艺要求,得到合格的隧道,提高施工效率。

权利要求 :

1.一种钢套筒的组装施工方法,钢套筒分为始发钢套筒和接收钢套筒,其特征在于,包括如下步骤:S1:进行钢套筒组装施工的施工准备;

S2:测量参数并进行钢套筒放样,具体为:复核洞门中心坐标、洞门钢环及车站底板标高,并将车站设计轴线、钢套筒底座标高放样,并做好标记;

S3:进行基底找平;

S4:进行钢套筒下半幅部分的定位安装,具体为:

S4.1:进行第四底座下半幅和过渡环下半幅的地面组装;

S4.2:将第三底座下半幅、第二底座下半幅、第一底座下半幅和基准环底座依次下井并连接牢固,在连接处加入防水密封条;

S5:钢套筒下半幅安装完成后进行复测,复测合格则进行下一步的施工,复测不合格则检查步骤S4的缺陷并进行修复;

S6:进行钢套筒上半幅的安装;

S7:进行钢套筒的加固;

S8:根据始发井大小、钢套筒长度、洞门标高确定反力架的水平位置和标高,进行反力架的安装,并在钢套筒和反力架的对应位置安装位移百分表;

S9:在盾构掘进期间通过30个液压千斤顶和反力架为盾构机提供反力,液压千斤顶置于反力架和钢套筒基准环之间,并在施加反力后观察反力架和钢套筒的位移情况,在位移满足要求后进行始发或者接收;

S10:向钢套筒内进行填砂;

S11:进行钢套筒内的气压加压保压试验和水压加压保压试验,打压试验合格方可进行盾构始发或者盾构接收。

2.根据权利要求1所述的一种钢套筒的组装施工方法,其特征在于,步骤S3具体为:根据实际复测的车站底板标高选择基底找平材料进行基底找平,找平后的表面需超过实际标高的5-10mm,如果实际复测的车站底板标高为2-5cm,则采用10-20mm的米石进行找平,如果实际复测的车站底板标高低于2cm,则采用砂子进行找平;或者根据现场情况在基坑内预埋钢板,预埋钢板分成5排,分别置于钢套筒4个底座下,使预埋钢板上表面高度加上钢套筒中心高度与洞门中心点平齐即可。

3.根据权利要求1所述的一种钢套筒的组装施工方法,其特征在于,步骤S4.1具体包括:S4.1.1:用整体吊装方式将第四底座下半幅和过渡环下半幅进行地面组装;

S4.1.2:将过渡环下半幅和第四底座下半幅采用螺栓和密封条连接;

S4.1.3:清理连接后结构的内侧和外侧杂物;

S4.1.4:将连接后的结构定位在竖井内,并确保钢套筒中心线和设计轴线或施工轴线一致,过渡环和洞门钢环连接牢固且过渡环和洞门钢环采用焊接连接,焊缝沿过渡环一圈内外侧满焊,缝隙较大处用外径与过渡环内径相等的弧形板连接过渡环与洞门钢环内测,然后在内外侧满焊,且焊接完成后,采用快干水泥对焊缝进行封堵。

4.根据权利要求3所述的一种钢套筒的组装施工方法,其特征在于,步骤S4.2中对于接收钢套筒,还包括将封头端盖下井,并将封头端盖和基准环下半幅连接牢固。

5.根据权利要求1所述的一种钢套筒的组装施工方法,其特征在于,对于始发钢套筒,在S6之前还包括在钢套筒下半幅内安装3根轨道,钢套筒下半幅最低点安装1根,两侧各安装1根,两侧轨道夹角为60度,使用轨道压板对轨道进行固定;然后进行钢套筒内填砂,填砂区域为两侧道轨中间区域,接着进行盾构主机的下井,盾构主机全部下井完成、且与连接桥和后配套台车连接完成后,开始下一步的施工。

6.根据权利要求1所述的一种钢套筒的组装施工方法,其特征在于,步骤S6中,在上半幅钢套筒安装完后,检查钢套筒上半幅和下半幅之间以及钢套筒各节之间连接是否牢固,过渡环与洞门钢环之间的焊接是否存在点焊或者浮焊,如果存在及时处理,且在处理完成后采用快干水泥对焊缝进行封堵,确保钢套筒的整体密封效果。

7.根据权利要求1所述的一种钢套筒的组装施工方法,其特征在于,步骤S7具体为:钢套筒底部采用型钢与车站侧墙连接,钢套筒顶部采用型钢和中板连接,钢套筒底部和顶部左右各设4道支撑。

8.根据权利要求1所述的一种钢套筒的组装施工方法,其特征在于,步骤S8中,在反力架的底部设置4道水平支撑,在反力架的顶部设置4道水平支撑,并在支撑与主体结构墙面接触处加钢垫板,增大接触面积。

9.根据权利要求1所述的一种钢套筒的组装施工方法,其特征在于,步骤S9中,钢套筒和反力架安装完毕后,连接液压千斤顶与液压泵站之间的液压油管,泵站置于中板;对于始发钢套筒,还包括钢套筒和反力架安装完毕,盾构机调试完成后,安装负环、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,第一环负环在盾尾内拼装成型后,通过千斤顶整体向后顶推至紧贴基准环。

10.根据权利要求1所述的一种钢套筒的组装施工方法,其特征在于,步骤S10具体包括:S10.1:从地面引一条输送管道至钢套筒上,并在输送管道的上端地面上设一个漏斗,将砂料从漏斗输送至钢套筒内,对于接收钢套筒,还需要在钢套筒底部打一层混凝土,混凝土上表面高度与刀盘最低点平齐,以防止盾构机在出洞时“栽头”;

S10.2:为了将钢套筒内的填料密实均匀,填料过程中要在每个填料孔交替分别填充,且在填充的过程中适当加水,对于始发钢套筒还需要在盾构机刀盘贴近洞门掌子面后,通过靠近基准环两环管片的吊装孔进行壁后注浆,注浆材料采用惰性浆液,在管片后面形成一道密封防渗环。

说明书 :

一种钢套筒的组装施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及钢套筒施工技术领域,具体来说,涉及一种钢套筒的组装施工方法。

背景技术

[0002] 盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机,盾构机盾尾拖出时管片和土体之间存在较大间隙,容易形成流水通道,造成始发洞门涌水涌砂。在盾构始发阶段,仅采用橡胶帘板进行洞门密封,盾构机难以保压,盾尾也无法用水泥砂浆或水泥-水玻璃双液浆密封,发生涌水涌砂后难以处理,容易引起周边构筑物沉降塌陷。
[0003] 目前的盾构机施工方案主要有大管棚加固方案和钢套筒方案,钢套筒技术是根据平衡原理研发的新型盾构技术,与传统盾构始发技术相比安全性能大幅度提高。通过在盾构机外部安装一个钢套筒,在盾体、钢套筒、负环管片、基准环之间形成封闭空间,并在封闭空间内用充填物填充密实,在始发前先进行保压处理。通过钢套筒这个封闭空间使盾构机在始发前创造穿越土层时的压力环境,有效防止破除洞门时涌水涌砂情况的发生,实现安全始发掘进。
[0004] 目前的钢套筒始发和钢套筒接收施工方法具有施工工艺复杂,不能满足盾构始发和盾构接收的各种性能要求等缺点。

发明内容

[0005] 针对相关技术中的上述技术问题,本发明提出一种钢套筒的组装施工方法,能够克服现有技术的上述不足。
[0006] 为实现上述技术目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0007] 一种钢套筒的组装施工方法,钢套筒为始发钢套筒和接收钢套筒,包括如下步骤:
[0008] S1:进行钢套筒组装施工的施工准备;
[0009] S2:测量参数并进行钢套筒放样,具体为:复核洞门中心坐标、洞门钢环及车站底板标高,并将车站设计轴线、钢套筒底座标高放样,并做好标记;
[0010] S3:进行基底找平;
[0011] S4:进行钢套筒下半幅部分的定位安装,具体为:
[0012] S4.1:进行第四底座下半幅和过渡环下半幅的地面组装;
[0013] S4.2:将第三底座下半幅、第二底座下半幅、第一底座下半幅和基准环下半幅(基准环内的液压千斤顶提前地面组装)依次下井并连接牢固,在其法兰连接处装入防水密封条;
[0014] S5:钢套筒下半幅安装完成后进行复测,复测合格则进行下一步的施工,复测不合格则检查步骤S4的缺陷并进行修复;
[0015] S6:进行钢套筒上半幅的安装;
[0016] S7:进行钢套筒的加固;
[0017] S8:根据始发井大小、钢套筒长度、洞门标高确定反力架的水平位置和标高,进行反力架的安装,并在钢套筒和反力架的对应位置安装位移百分百表;
[0018] S9:在盾构掘进期间通过30个液压千斤顶和反力架为盾构机提供反力,液压千斤顶置于反力架和钢套筒基准环之间,并在施加反力后观察反力架和钢套筒的位移情况,在位移满足要求后进行始发或者接收;
[0019] S10:向钢套筒内进行填砂;
[0020] S11:进行钢套筒内的气压加压保压试验和水压加压保压试验,打压试验合格方可进行盾构始发或者盾构接收。
[0021] 进一步的,步骤S3具体为:根据实际复测的车站底板标高选择基底找平材料进行基底找平,找平后的表面需超过实际标高的5-10mm,如果实际复测的车站底板标高为2-5cm,则采用10-20mm的米石进行找平,如果实际复测的车站底板标高低于2cm,则采用砂子进行找平;或者根据现场情况在基坑内预埋钢板,预埋钢板分成5排,分别置于钢套筒4个底座下,使预埋钢板上表面高度加上钢套筒中心高度与洞门中心点平齐即可。
[0022] 进一步的,步骤S4.1具体包括:
[0023] S4.1.1:用整体吊装方式将第四底座下半幅和过渡环下半幅进行地面组装;
[0024] S4.1.2:将过渡环下半幅和第四底座下半幅采用螺栓和密封条连接;
[0025] S4.1.3:清理连接后结构的内侧和外侧杂物;
[0026] S4.1.4:将连接后的结构定位在竖井内,并确保钢套筒中心线和设计轴线或施工轴线一致,过渡环和洞门钢环连接牢固且过渡环和洞门钢环采用焊接连接,焊缝沿过渡环一圈内外侧满焊,缝隙较大处用外径与过渡环内径相等的弧形板连接过渡环与洞门钢环内测,内外侧满焊且焊接完成后,采用快干水泥对焊缝进行封堵。
[0027] 进一步的,步骤S4.2中对于接收钢套筒,还包括将封头端盖下井,并将封头端盖和基准环下半幅连接牢固。
[0028] 进一步的,对于始发钢套筒,在S6之前还包括在钢套筒下半幅内安装3根轨道(43轨),最低点安装1根,两侧各安装1根,两侧轨道夹角为60度,使用轨道压板对轨道进行固定;然后进行钢套筒内填砂,填砂区域为两侧道轨中间区域,然后进行盾构主机的下井,盾构主机全部下井完成、且与连接桥和后配套台车连接完成后,开始下一步的施工。
[0029] 进一步的,步骤S6中,在上半幅钢套筒安装完后,检查钢套筒上半幅和下半幅之间以及钢套筒各节之间连接是否牢固,过渡环与洞门钢环之间的焊接是否存在点焊或者浮焊,如果存在及时处理,且在处理完成后采用快干水泥对焊缝进行封堵,确保钢套筒的整体密封效果。
[0030] 进一步的,步骤S7具体为:钢套筒底部采用型钢与车站侧墙连接,钢套筒顶部采用型钢和中板连接,钢套筒底部和顶部左右各设4道支撑。
[0031] 进一步的,步骤S8中,在反力架的底部设置4道水平支撑,在反力架的顶部设置4道水平支撑,并在支撑与主体结构墙面接触处加钢垫板,增加接触面积。
[0032] 进一步的,步骤S9中,钢套筒和反力架安装完毕后,连接液压千斤顶与液压泵站之间的液压油管,泵站置于中板;对于始发钢套筒,还包括钢套筒和反力架安装完毕,盾构机调试完成后,安装负环、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,第一环负环在盾尾内拼装成型后,通过千斤顶整体向后顶推至紧贴基准环。
[0033] 进一步的,步骤S10具体包括:
[0034] S10.1:从地面引一条输送管道至钢套筒上,并在输送管道的上端地面上设一个漏斗,将砂料从漏斗输送至钢套筒内,对于接收钢套筒,还需要在钢套筒底部打一层混凝土,混凝土上表面高度与刀盘最低点平齐,以防止盾构机在出洞时“栽头”;
[0035] S10.2:为了将钢套筒内的填料密实均匀,填料过程中要在每个填料孔交替分别填充,且在填充过程中适当加水,对于始发钢套筒还需要在盾构机刀盘贴近洞门掌子面后,通过靠近基准环两环管片的吊装孔进行壁后注浆,注浆材料采用惰性浆液,在管片后面形成一道密封防渗环。
[0036] 本发明的有益效果:本发明施工工艺简单,能够满足盾构机始发和盾构接收的工艺要求,得到合格的隧道,提高施工效率。

附图说明

[0037] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038] 图1是根据本发明实施例所述的一种始发钢套筒的组装施工方法的流程图;
[0039] 图2是根据本发明实施例所述的一种接收钢套筒的组装施工方法的流程图;
[0040] 图3是始发钢套筒管片壁后注浆示意图。

具体实施方式

[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0042] 如图1-3所示,根据本发明实施例所述的一种钢套筒的组装施工方法,钢套筒为始发钢套筒和接收钢套筒,包括如下步骤:
[0043] S1:进行钢套筒组装施工的施工准备;
[0044] S2:测量参数并进行钢套筒放样,具体为:复核洞门中心坐标、洞门钢环及车站底板标高,并将车站设计轴线、钢套筒底座标高放样,并做好标记;
[0045] S3:进行基底找平;
[0046] S4:进行钢套筒下半幅部分的定位安装,具体为:
[0047] S4.1:进行第四底座下半幅和过渡环下半幅的地面组装;
[0048] S4.2:将第三底座下半幅、第二底座下半幅、第一底座下半幅和基准环下半幅,基准环内的液压千斤顶提前地面组装,依次下井并连接牢固,在其法兰连接处装入防水密封条;
[0049] S5:钢套筒下半幅安装完成后进行复测,复测合格则进行下一步的施工,复测不合格则检查步骤S4的缺陷并进行修复;
[0050] S6:进行钢套筒上半幅的安装;
[0051] S7:进行钢套筒的加固;
[0052] S8:根据始发井大小、钢套筒长度、洞门标高确定反力架的水平位置和标高,进行反力架的安装,并在钢套筒和反力架的对应位置安装位移百分表;
[0053] S9:在盾构掘进期间通过30个液压千斤顶和反力架为盾构机提供反力,液压千斤顶置于反力架和钢套筒基准环之间,并在施加反力后观察反力架和钢套筒的位移情况,在位移满足要求后进行始发或者接收;
[0054] S10:向钢套筒内进行填砂;
[0055] S11:进行钢套筒内的气压加压保压试验和水压加压保压试验,打压试验合格方可进行盾构始发或者盾构接收。
[0056] 进一步的,步骤S3具体为:根据实际复测的车站底板标高选择基底找平材料进行基底找平,找平后的表面需超过实际标高的5-10mm,如果实际复测的车站底板标高为2-5cm,则采用10-20mm的米石进行找平,如果实际复测的车站底板标高低于2cm,则采用砂子进行找平;或者根据现场情况在基坑内预埋钢板,预埋钢板分成5排,分别置于钢套筒4个底座下,使预埋钢板上表面高度加上钢套筒中心高度与洞门中心点平齐即可。
[0057] 进一步的,步骤S4.1具体包括:
[0058] S4.1.1:用整体吊装方式将第四底座下半幅和过渡环下半幅进行地面组装;
[0059] S4.1.2:将过渡环下半幅和第四底座下半幅采用螺栓和密封条连接;
[0060] S4.1.3:清理连接后结构的内侧和外侧杂物;
[0061] S4.1.4:将连接后的结构定位在竖井内,并确保钢套筒中心线和设计轴线或施工轴线一致,过渡环和洞门钢环连接牢固且过渡环和洞门钢环采用焊接连接,焊缝沿过渡环一圈内外侧满焊,(缝隙较大处用外径与过渡环内径相等的弧形板连接过渡环与洞门钢环内测,内外侧满焊)且焊接完成后,采用快干水泥对焊缝进行封堵。
[0062] 进一步的,步骤S4.2中对于接收钢套筒,还包括将封头端盖下井,并将封头端盖和基准环下半幅连接牢固。
[0063] 进一步的,对于始发钢套筒,在S6之前还包括在钢套筒下半幅内安装3根轨道(43轨),最低点安装1根,两侧各安装1根,两侧轨道夹角为60度,使用轨道压板对轨道进行固定。然后进行钢套筒内填砂,填砂区域为两侧道轨中间区域,接着进行盾构主机的下井,盾构主机全部下井完成、且与连接桥和后配套台车连接完成后,开始下一步的施工。
[0064] 进一步的,步骤S6中,在上半幅钢套筒安装完后,检查钢套筒上半幅和下半幅之间以及钢套筒各节之间连接是否牢固,过渡环与洞门钢环之间的焊接是否存在点焊或者浮焊,如果存在及时处理,且在处理完成后采用快干水泥对焊缝进行封堵,确保钢套筒的整体密封效果。
[0065] 进一步的,步骤S7具体为:钢套筒底部采用型钢与车站侧墙连接,钢套筒顶部采用型钢和中板连接,钢套筒底部和顶部左右各设4道支撑。
[0066] 进一步的,步骤S8中,在反力架的底部设置4道水平支撑,在反力架的顶部设置4道水平支撑,并在支撑与主体结构墙面接触处加钢垫板,增加接触面积。
[0067] 进一步的,步骤S9中,钢套筒和反力架安装完毕后,连接液压千斤顶与液压泵站之间的液压油管,泵站置于中板。对于始发钢套筒,还包括盾构机调试完成后,安装负环、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,第一环负环在盾尾内拼装成型后,通过千斤顶整体向后顶推至紧贴基准环。
[0068] 进一步的,步骤S10具体包括:
[0069] S10.1:从地面引一条输送管道至钢套筒上,并在输送管道的上端地面上设一个漏斗,将砂料从漏斗输送至钢套筒内,对于接收钢套筒,还需要在钢套筒底部打一层混凝土,混凝土上表面高度与刀盘最低点平齐,以防止盾构机在出洞时“栽头”;
[0070] S10.2:为了将钢套筒内的填料密实均匀,填料过程中要在每个填料孔交替分别填充,且在填充过程中适当加水,对于始发钢套筒还需要在盾构机刀盘贴近洞门掌子面后,通过靠近基准环两环管片的吊装孔进行壁后注浆,注浆材料采用惰性浆液,在管片后面形成一道密封防渗环。
[0071] 为了方便理解本发明的上述技术方案,以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
[0072] 根据本发明所述的一种钢套筒的组装施工方法,具体包括始发钢套筒组装的施工方法和接收钢套筒组装的施工方法。
[0073] 对于始发钢套筒的组装具体包括施工前清理车站底板内积水、杂物等,处理钢套筒安装区域的预留钢筋。
[0074] 然后进行测量放样,测量放样中,复核洞门中心坐标、洞门钢环及车站底板标高,并将设计轴线、钢套筒底座标高放样,并做好标记,移交现场生产负责人及值班工程师;钢套筒安装后直接决定盾构机的姿态,所以过程中跟踪测量,确保钢套筒安装高度、线型均满足要求。除特殊情况(小曲线始发)外,套筒中心定位水平、垂直控制在始发隧道中心线±30mm以内,泥水盾构垂直方向建议控制在-10~15mm。
[0075] 接着进行基底找平,基底找平材料根据实际复测的车站底板标高进行选择,找平后的表面需超过实际标高的5-10mm,如果实际复测的车站底板标高为2-5cm,则采用10-20mm的米石进行找平,,必要时由测量组复核找平层标高。也可根据现场情况在基坑内预埋钢板,预埋钢板分成5排,分别置于钢套筒4个底座下,使预埋钢板上表面高度加上钢套筒中心高度与洞门中心点平齐即可。
[0076] 然后进行下半幅钢套筒的安装,包括:第四底座和过渡段下半幅采取地面组装,整体吊装的方式进行,在地面将过渡段下半幅和第四底座下半幅采用螺栓和密封条连接完成(连接螺栓前先用与螺栓孔径相等的3个定位销将法兰对应连接,然后对应用螺栓连接),并对钢套筒外侧及内侧杂物进行清理,避免钢套筒下井后出现局部突起,导致钢套筒不稳定。第四底座和过渡段下半幅定位时,钢套筒中心线必须和设计轴线或施工轴线一致,并确保过渡段和洞门钢环连接密贴;过渡段与洞门预埋钢环板焊接,焊缝沿过渡环一圈内外侧满焊,焊缝必须饱满(缝隙较大处用一圈与过渡环内劲相等的弧形钢板焊接);过渡环和洞门钢环板焊接完成后,采用快干水泥对焊缝进行封堵,确保钢套筒的整体密封效果;然后依次将第三底座、第二底座、第一底座和基准环下半幅下井并依次连接牢固(基准环内的千斤顶提前地面组装),对于接收钢套筒,还包括将封头端盖下井,并将封头端盖和基准环下半幅连接牢固。加装密封条,确保钢套筒的整体密封效果。针对泥水盾构需要在盾构前盾与刀盘前方设置挡墙,避免泥水循环调试验收期间将填料带入开挖仓滞排。对于始发钢套筒,最后在钢套筒下半幅内安装3根轨道(43轨),最低点安装1根,两侧各安装1根,两侧轨道夹角为
60度,轨道采用轨道压板定位,轨道压板与套筒底部焊接。
[0077] 进行套筒内第一次填砂,具体为:钢套筒下半幅复测满足要求后,开始进行钢套筒内第一次填砂;填砂区域为两侧道轨中间区域,填砂高度建议不要高出导轨,防止后期对盾构机密封造成影响。
[0078] 接着进行盾构主机的下井:第一次填砂完成后,开始进行盾构主机下井工作;待盾构主机全部下井完成、且与连接桥和后配套台车连接完成后,开始进行钢套筒上半幅安装。
[0079] 进行上半幅钢套筒的安装:盾构主机组装完成后,安装钢套筒上盖。1.首先安装过渡环上半幅,过渡环与洞门钢环焊接、密封方法与过渡环下半幅相同。2.安装 B块,注意吊装点的选择以及其与A块与过渡环之间密封条的安装,保证连接后的密封性。3.安装基准环上半部分,确保螺栓、密封的安装可靠。4.安装C、D块,同理安装B块。5 .安装最上方部分E块,此时需要注意用倒链葫芦将D块进行微调,保证E块的安装空间。最后在复紧所有连接螺栓。对每一处连接安装的地方进行检验,确保其连接的完好性,尤其是对于钢套筒的上下半圆和节与节部分之间联结的检查,还要检查过渡连接板与洞门环板之间的焊接,看是否存在着点焊或浮焊,发现有隐患,要及时处理;上半幅过渡环焊接完成后,采用快干水泥对焊缝进行封堵,确保钢套筒的整体密封效果。
[0080] 然后对钢套筒进行加固:为确保盾构始发过程中钢套筒的整体稳定性,钢套筒组装完成后底部钢套筒采用HW250X200X11X11H型钢与车站侧墙连接,顶部钢套筒采用HW250X250X11X11 H型钢和中板连接,确保钢套筒在加压和后期始发过程中不会出现“转动”“上浮”等现象,钢套筒底部和顶部支撑左右各设4道,盾构始发过程需时刻关注支撑的变化,如出现异常立即停止掘进,进行钢套筒加固处理,处理完成后方可恢复掘进。
[0081] 然后进行反力架的安装:安装反力架时,应根据始发井大小、钢套筒长度、洞门标高等确定水平位置和标高。反力架的支撑:为确保反力架的稳固性,水平支撑底部设置4道,水平支撑顶部设置4道,支撑均采用HW250X250X11X11H型钢,支撑与主体结构墙面接触处加入钢垫板,保证支撑与侧墙的接触面积。反力架纵向斜支撑采用φ609X16钢管支撑。
[0082] 液压油缸的调试:在反力架和钢套筒基准环间设30个液压油缸,在盾构掘进期间通过30个油缸和反力架提供反力,液压油缸底座和基准环采用螺栓连接,液压油缸活塞杆顶推反力架,每个液压油缸可提供80t的推力,设置30个液压油缸,可提供2400t的反力,钢套筒压紧所需力为217吨,加上负环传递推力2000吨,总计为2217吨,故油缸提供反力满足始发段全断面掘进需求;液压油缸共份6组,每5个作为1组,沿着基准环环向分布。液压油缸连接完成后,通过在车站(中板)的液压泵站分别对6组油缸进行加压,加压分为3个阶段进,第一阶段将反力增加至500t,停留10min,观察反力架设置的百分表观察反力架和钢套筒的位移情况,如发现反力架或钢套筒的位移出现大的变化,立即将预加反力降至0,根据反力架、钢套筒的位移情况,对钢套筒、反力架支撑进行检查,必要时进行补充支撑加固,加固完成后再次将压力增加至500t,观察钢套筒、反力架位移情况,在确保钢套筒和反力架的位移满足要求后,将反力增加至1000t,持续10min,再次观察钢套筒和反力架的位移情况,如位移满足要求,将反力增加至1300t观察钢套筒和反力架的位移情况,如此类推,在确保反力架和钢套筒的位移满足要求后,增加反力至达到始发所需的条件后方可始发掘进。钢套筒、反力架安装完毕,盾构机调试完成后,安装负环、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。第一环负环在盾尾内拼装成型后,通过千斤顶整体向后顶推至紧贴基准环。
[0083] 然后再钢套筒内第二次填砂:盾构机向前推进至刀盘面板贴近洞门掌子面后,向钢套筒内进行第二次填砂,本次填砂将整个钢套筒填充满。在填充的过程中适当加水,保证砂的密实。具体包括:填料过程:为了将砂料输送至钢套筒内,需要从地面引一条输送管道至钢套筒上,采用一条8寸的管路连接,地面设置一个漏斗,将砂料直接从漏斗输送至钢套筒内。填料密实:为了将钢套筒内的填料密实均匀,填料过程中要在每个填料孔交替分别填充,保证分配均匀。负环管片壁后注浆:为保证负环管片与钢套筒之间的密封效果,以及防止盾构机及管片旋转,在盾构机刀盘贴近洞门掌子面后,通过靠近基准环两环管片的吊装孔进行壁后注浆,注浆材料采用惰性浆液,在管片后面形成一道密封防渗环,注浆压力不大于3.0Bar,详见图2。
[0084] 最后进行压力测试,压力测试合格方可盾构始发,具体为:钢套筒组装所有工作全部完成后,开始进行钢套筒打压试验检查其密封性,筒体中心位置压力为3bar(若压力较大或者设计无特殊要求时建议为始发掘进压力的1.3-1.5倍),若在12小时内,压力保持在2.6bar以上,则可满足施工要求,如果小于2.6bar,找出泄露部位,检查并修复其密封质量,然后再次进行试压,直至满足试压要求。钢套筒的打压试验可以通过气体保压及水保压两种方式进行;(1)气压加压保压:采用空压机通过顶部预留的检查孔(DN20管)管路向钢套筒内压注空气,分级加压过程中检查连接节点(包括洞门连接板、钢套筒环向与纵向连接位置、钢套筒与反力架的连接处)有无漏气。(2)水压加压保压:从加气孔管路延伸接一根水管,水管内灌满水,根据压力设置要求将水加至理论高度(10m=1bar),并按照分级加压保压流程实施。分级加压过程中检查连接节点(包括洞门连接板、钢套筒环向与纵向连接位置、钢套筒与反力架的连接处)有无漏水。每级加压过程及停留保压建议时间(以3bar为终压举例):0-1.0bar每级加压时间控制在10min左右,停留检测时间10min;1.0-2.0bar每级加压时间控制在15min左右,停留检测时间25min;2.0-2.5bar加压时间控制在25min左右,停留检测时间45min;2.5-3.0bar加压时间控制在45min左右,停留检测时间不小于120min。加压检测过程中发现有漏水或焊缝脱焊情况,必须马上进行卸压,并及时处理,上紧螺栓或重新焊接,直至压力满足设计文件及现场施工要求。
[0085] 对于接收钢套筒,具体包括施工前清理车站底板内积水、杂物等,处理钢套筒安装区域的预留钢筋,然后进行测量放样和基底找平,对于测量放样和基底找平,始发钢套筒和接收钢套筒的方法是一样的。
[0086] 然后进行下半幅钢套筒定位安装:第四底座和过渡段下半幅采取地面组装,整体吊装的方式进行,在地面将过渡段下半幅和第四底座下半幅采用螺栓和密封条连接完成(连接螺栓前先用与螺栓孔径相等的3个定位销将法兰对应连接,然后对应用螺栓连接),并对钢套筒外侧及内侧杂物进行清理,避免钢套筒下井后出现局部突起,导致钢套筒不稳定。
[0087] 第四底座和过渡段下半幅定位时,钢套筒中心线必须和设计轴线或施工轴线一致,并确保过渡环和洞门钢环连接密贴;过渡环与洞门预埋钢环板焊接,焊缝沿过渡环一圈内外侧满焊,焊缝必须饱满(焊缝较大处用一圈与过渡环内劲相等的弧形钢板焊接);过渡环和洞门钢环板焊接完成后,采用快干水泥对焊缝进行封堵,确保钢套筒的整体密封效果;
[0088] 然后依次将第三底座、第二底座、第一底座和基准环下半幅下井并依次连接牢固(基准环内的千斤顶提前地面组装),还包括将封头端盖下井,并将封头端盖和基准环下半幅连接牢固,加装密封条,确保钢套筒的整体密封效果。
[0089] 接着进行钢套筒的复测,钢套筒的复测始发钢套筒和接收钢套筒采取相同的方法。
[0090] 接着进行上半幅钢套筒安装,具体为:安装钢套筒上盖,1.首先安装过渡环上半幅,过渡环与洞门钢环焊接,连接、密封方法与过渡环下半幅相同;2.安装 B块,注意吊装点的选择以及其与A块与过渡环之间密封条的安装,保证连接后的密封性;3.安装基准环上半部分,确保螺栓、密封的安装可靠;4.安装封头;5.安装C、D块,同理安装B块;5  .安装最上方部分E块,此时需要注意用倒链葫芦将D块进行微调,保证E块的安装空间。最后在复紧所有连接螺栓。对每一处连接安装的地方进行检验,确保其连接的完好性,尤其是对于钢套筒的上下半圆和节与节部分之间联结的检查,还要检查过渡连接板与洞门环板之间的焊接,看是否存在着点焊或浮焊,发现有隐患,要及时处理;上半幅过渡环焊接完成后,采用快干水泥对焊缝进行封堵,确保钢套筒的整体密封效果。
[0091] 然后进行接收钢套筒加固:为确保盾构始发过程中钢套筒的整体稳定性,钢套筒组装完成后底部钢套筒采用HW250X200X11X11H型钢与车站侧墙连接,顶部钢套筒采用HW250X250X11X11 H型钢和中板连接,确保钢套筒在加压和后期始发过程中不会出现“转动”“上浮”等现象,钢套筒底部和顶部支撑左右各设4道,盾构始发过程需时刻关注支撑的变化,如出现异常立即停止掘进,进行钢套筒加固处理,处理完成后方可恢复掘进。
[0092] 进行反力架的安装,并安装位移百分表:安装反力架时,应根据始发井大小、钢套筒长度、洞门标高等确定水平位置和标高。反力架的支撑:为确保反力架的稳固性,水平支撑底部设置4道,水平支撑顶部设置4道,支撑均采用HW250X250X11X11H型钢,主体结构墙面接触处加入钢垫板,保证支撑与侧墙的接触面积。反力架纵向支撑采用φ609X16钢管支撑。
[0093] 进行预加反力:在反力架和钢套筒基准环间设30个液压油缸,在盾构掘进期间通过30个油缸和反力架提供反力,液压油缸底座和环框梁采用螺栓连接,液压油缸活塞杆顶推反力架,每个液压油缸可提供80t的推力,设置30个液压油缸,可提供2400t的反力,钢套筒压紧所需力为217吨,加上负环传递推力2000吨,总计为2217吨,故油缸提供反力满足盾构接收需求;液压油缸共分6组,每5个作为1组,沿着基准环环向分布。液压油缸连接完成后,通过在车站中层(中板)的液压泵站分别对6组油缸进行加压,加压分为3个阶段进,第一阶段将反力增加至500t,停留10min,观察反力架设置的百分表观察反力架和钢套筒的位移情况,如发现反力架或钢套筒的位移出现大的变化,立即将预加反力降至0,根据反力架、钢套筒的位移情况,对钢套筒、反力架支撑进行检查,必要时进行补充支撑加固,加固完成后再次将压力增加至500t,观察钢套筒、反力架位移情况,在确保钢套筒和反力架的位移满足要求后,将反力增加至1000t,持续10min,再次观察钢套筒和反力架的位移情况,如位移满足要求,将反力增加至1300t观察钢套筒和反力架的位移情况,如此类推,在确保反力架和钢套筒的位移满足要求后,增加反力至达到接收所需的条件后方可接收。
[0094] 进行接收套筒内填砂:使用钢套筒接收盾构机时,为防止盾构机在出洞时“栽头”,在套筒底部打一层混凝土(低标号水泥),混凝土上表面高度与刀盘最低点平齐为宜。填料过程中为了将砂料输送至钢套筒内,需要从地面引一条输送管道至钢套筒上,采用一条8寸的管路连接,地面设置一个漏斗,将砂料直接从漏斗输送至钢套筒内。为了将钢套筒内的填料密实均匀,填料过程中要在每个填料孔交替分别填充,保证分配均匀,本次填砂将整个钢套筒填充满。在填充的过程中适当加水,保证砂的密实。
[0095] 最后进行压力测试,压力测试合格方可进行盾构接收,钢套筒压力测试[0096] 钢套筒组装所有工作全部完成后,开始进行钢套筒打压试验检查其密封性,筒体中心位置压力为3bar(若压力较大或者设计无特殊要求时建议为始发掘进压力的1.3-1.5倍),若在12小时内,压力保持在2.6bar以上,则可满足施工要求,如果小于2.6bar,找出泄露部位,检查并修复其密封质量,然后再次进行试压,直至满足试压要求。钢套筒的打压试验可以通过气体保压及水保压两种方式进行;(1)气压加压保压:采用空压机通过顶部预留的检查孔管路(DN20管)向钢套筒内压注空气,分级加压过程中检查连接节点(包括洞门连接板、钢套筒环向与纵向连接位置、钢套筒与反力架的连接处)有无漏气。(2)水压加压保压:从加气孔管路延伸接一根水管,水管内灌满水,根据压力设置要求将水加至理论高度(10m=1bar),并按照分级加压保压流程实施。分级加压过程中检查连接节点(包括洞门连接板、钢套筒环向与纵向连接位置、钢套筒与反力架的连接处)有无漏水。每级加压过程及停留保压建议时间(以3bar为终压举例):0-1.0bar每级加压时间控制在10min左右,停留检测时间10min;1.0-2.0bar每级加压时间控制在15min左右,停留检测时间25min;2.0-2.5bar加压时间控制在25min左右,停留检测时间45min;2.5-3.0bar加压时间控制在45min左右,停留检测时间不小于120min。加压检测过程中发现有漏水或焊缝脱焊情况,必须马上进行卸压,并及时处理,上紧螺栓或重新焊接,直至压力满足设计文件及现场施工要求。
[0097] 综上所述,本发明施工工艺简单,能够满足盾构机始发和盾构接收的工艺要求,得到合格的隧道,提高施工效率。
[0098] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。