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一种盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法

申请号 CN202311848838.1 申请日 2023-12-29 公开(公告)号 CN117846619A 公开(公告)日 2024-04-09
申请人 中铁隧道集团二处有限公司; 发明人 王帅; 蒋伟强; 李宇江; 许成汉; 陈浩; 江益辉; 王承山; 周凯; 杨俊; 张兆军; 杨艳玲; 赵宝锋; 熊祚兵;
摘要 本 发明 涉及一种盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,包括:步骤1,空推前施作 混凝土 导台;步骤2,盾构空推过井的出土口架设 钢 筒 支撑 ;步骤3,架设钢筒支撑;步骤4,拆除安装管片的工具及安装的管片。本发明所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法具有的优越技术效果在于:施工效率高,显著降低盾构空推及始发过程中的施工难度及安全 风 险;能够显著提高盾构空推过井后二次始发效率。本发明的空推区采用钢筒支撑替换顶部管片,在满足为盾构机掘进提供推 力 反力的同时,能够做到吊装盾构渣土及材料吊装不受影响,进一步提高了空推后二次始发功效。
权利要求

1.一种盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,其特征在于,包括:
步骤1,空推前施作混凝土导台;
步骤2,盾构空推过井的出土口架设支撑
步骤3,架设钢筒支撑;
步骤4,拆除安装管片的工具及安装的管片。
2.按照权利要求1所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,步骤1中,空推前施作混凝土导台:
1.1设计混凝土导台:盾构机出洞前,依据隧道设计轴线、洞位置及盾构机的尺寸反推出混凝土导台的空间位置,混凝土导台安装位置按照测量放样的基线进行施作;
1.2对底板进行植筋:按2m/根梅花形布置,采用φ14螺纹钢筋,植筋深度100mm,外露长度400mm,并与导台架立筋共用;
1.3施做混凝土导台:根据空推盾构机需求,施做混凝土导台:根据实际里程确定导台高度及长度,导台高度需考虑线路纵坡状况,混凝土导台在接收端比设计尺寸降低2cm,即轨道顶面标高比设计低2cm;
1.4施做导台模板支撑:导台模板支撑采用1m/道,共计30道;导台钢筋保护层厚度为
100mm,纵向钢筋采用Φ22钢筋和箍筋采用Φ14钢筋,其中箍筋间距为1000mm;
1.5施做混凝土导台:导台采用C35混凝土浇筑,浇筑时使用振捣器,保证浇筑效果;在浇筑混凝土时导台上部要预埋20mm厚、宽250mm,长400mm的钢板,间距钢板的预埋钩采用φ
16的钢筋,预埋钢板铺设间距为1000mm;
1.6在导台施工完成后,在导台的轨道上涂硬质润滑油,以减小盾构机在混凝土导台上向前推进时的阻
3.按照按照权利要求1所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,步骤2中,盾构空推过井的出土口架设钢筒支撑:
步骤2.1待混凝土导台施作并达到强度,盾构机通过推进油缸向前顶进爬上过井导台,待推进油缸行程每推进至能够够拼装管片尺寸时,停止推进油缸进行整环管片拼装,直至拼装整环管片后进行半环管片拼装;完成后整环管片拼装;
步骤2.2使用推进油缸将盾构机向前推进,使整环管片拖出盾尾后停止向前推进,架设钢筒支撑,钢筒支撑架设完成继续向前顶进。
4.按照按照权利要求1所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,步骤3中,架设钢筒支撑:
步骤3.1首先把拼装完成负环管片运送至盾尾;在负环管片上半部安装垫板,垫板采用管片螺栓与相邻管片连接;
步骤3.2安装圆弧垫板,将制备的圆弧垫板依次从下向上安装,垫板与管片抵贴,采用钢板与管片螺栓进行焊接,固定圆弧垫板;
步骤3.3焊接支撑挂板,待圆弧垫板安装完成后把挂板焊接在圆弧垫板上,便于支撑支撑安装,安装过程采用薄钢板填充空隙并固定,挂板位置根据钢筒支撑位置确定,焊接前进行测量定位,支撑挂板与圆弧垫板抵贴焊接;
步骤3.4垫板焊接完成后架设钢筒支撑,支撑架设后对钢筒支撑与垫板进行填充、加固,最后在支撑加固完成后两端采用φ22的钢丝绳挂起,并采用手拉葫芦将钢丝绳拉紧,并采用U型卡扣卡紧钢丝绳,避免钢筒支撑掉落。
5.按照按照权利要求1所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,步骤4中,拆除安装管片的工具及安装的管片:
步骤4.1安装拆除管片架子,采用两根H300型工字钢将拖车上端与下端进行焊接加固,在拖车上端焊接4根H300工字钢支腿,安装四个50T千斤顶在H300工字钢支腿上并焊接,然后再把H175型钢制备的拆除管片架子放置在50T千斤顶上方;
步骤4.2拆除钢筒支撑:使用门吊小勾将钢筒支撑与吊具绑住,门吊小勾受力吊住钢筒支撑,将钢筒支撑两端焊接处割开,使用门吊把钢筒支撑吊至地面;
步骤4.3安装管片拆除架子:采用两根300H型工字钢将拖车上端与下端焊接起来,以加强拖车顶部受力,在拖车上端焊接4根H300工字钢支腿,安装4个50T千斤顶在支腿上并焊接,在拖车两端焊接两道150T的H工字钢,以防止管片椭圆度变形,然后再把H175工字钢做的架子放置在千斤顶上方;采用牵引拖车至要拆除的管片下方将拖车拉至待拆除的管片附近;
步骤4.4使用拆除工具依次拆除环片,将拆除的环片通过吊装口运送至地面,然后再拆除吊装口,完成管片拆除施工。

说明书全文

一种盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及盾构快速空推过井始发技术领域,更详细地说涉及盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法。

背景技术

[0002] 综合井为地下三层明挖结构,由于综合井出土口设置在中间位置,在始发端有一段长度的封顶,不满足“反架+始发基座”的方式过井。
[0003] 在业已公开的发明专利申请中,例如,中国发明专利申请号202211628990.4公开了一种盾构空推设备及其施工方法,包括导向台,导向台的两侧分别设置有连接和连接槽,导向滑轨对称固定在导向台的前后两侧上表面,对称的导向滑轨上均滑动设置有滑动块,且两个滑动块之间设置有推动板,多个多级液压缸活塞杆端面通过连接板可拆卸连接到盾构机的端面,推动板的左端面固定有L型支板,且L型支板的横板上设置有液压推杆,液压推杆的活塞杆下端面连接有T型插块,且T型插块滑动插入到T字型结构的连接槽内;本发明并不需要工作人员用频繁增加垫块的方式来增大液压千斤顶的行程,进而实现对盾构机的不断推动平移,进而也就不会出现盾构空推设备在使用时出现安全隐患。
[0004] 又例如,中国发明专利申请号公布号CN 109057810 A公开了一种盾构空推通过矿山法隧道的施工方法,其特征在于:具体步骤为:
[0005] 步骤一:在矿山法隧道底部浇筑混凝土导台(1),并在导台(1)上预埋盾体滑行的轨道(3)和预留两列均匀间隔的反力横梁插槽(2);
[0006] 步骤二:利用导台(1)上预埋的盾体滑行轨道(3)为基准,制作可在盾体滑行轨道(3)上滚动的简易台车装置(11),通过简易台车装置(11)对矿山法隧道成型断面进行检查;
[0007] 步骤三:在始发井底部始发托架上完成盾构机(9)的组装,通过始发托架上的反力腿将盾构机(9)的尾部推至隧洞内导台(1)第一个反力横梁插槽(2)的位置;
[0008] 步骤四:盾构机(9)的空推前,完成油缸辅助推杆(5)、盾构机推进油缸(10)、工字(6)、手拉葫芦(7)的就位、安装及调试;
[0009] 步骤五:在导台(1)上的两列均匀间隔的第一个反力横梁插槽(2)内安装反力横梁(4),
[0010] 并慢慢伸出盾构机推进油缸(10),使与盾构机推进油缸(10)连接额油缸辅助推杆(5)抵紧反力横梁(4),检查反力横梁(4)及反力横梁插槽(2)的受力状况,然后盾构机推进油缸(10)在继续伸出的过程中,反力横梁(4)对油缸辅助推杆(5)产生反作用力,此反作用力通过盾构机推进油缸(10)施加到盾构机(9)上,从而实现实现盾构机(9)在隧洞内的快速空推前进;
[0011] 步骤六:待盾构机推进油缸(10)推出至下一个反力横梁插槽(2)的位置后,停止推进,回收盾构机推进油缸(10),然后将反力横梁(4)移到下一反力横梁插槽(2),重复步骤五,再次实现盾构机(9)在隧洞内的空退前进;
[0012] 步骤七:重复步骤五与步骤六,直至将盾构机(9)空推至设计位置。
[0013] 再例如,中国发明专利申请公布号CN 109057810A公开了盾构空推通过暗挖隧道并二次始发的施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
[0014] 步骤一:在盾构机(3)到达暗挖隧道(1)之前,进行混凝土导台(4)施工,混凝土导台(4)形状为弧形,位于隧道底部中心;混凝土导台(4)每隔7.5m横排预留三个孔洞;待混凝土导台(4)达到强度要求时,在混凝土导台(4)两侧安装盾构机(3)的轨道(5),轨道(5)靠近盾构隧道段为楔形;
[0015] 步骤二:空推步进:盾构隧道贯通后,对洞口及盾构机(3)进行清理,待盾构机(3)顺利进入混凝土导台(4)上轨道(5)后,在预留孔洞(6)内安装钢牛腿(7),并在盾构机(3)尾部安装千斤顶(8),千斤顶(8)作用在钢牛腿(7)上为盾构机空推前进提供支反力,使盾构机(3)沿轨道(5)前进,空推前进过程只拼装拱底块管片(9);
[0016] 步骤三:反力架装置安装:在盾构机(3)二次始发段,施工时在二次衬砌(10)仰拱及拱墙预埋一定数量的预埋钢板(11),二次始发前在预埋钢板(11)上焊接型钢支撑(12);由上至下对反力钢环(13)进行拼装,待反力钢环(13)拼装完毕后,对反力刚环(13)位置进行定位,位置确定后将反力刚环(13)与每一型钢支撑(12)进行焊接,在反力刚环(13)底部及两侧采用钢管撑(14)加固;
[0017] 步骤四:进行负环拼装:共需要五环负环管片(15)拼装为盾构二次始发提供反力,负环管片(15)拼装采用通缝拼装,将封顶块位置固定于隧道正上方;在盾尾内拼装好整环后,利用千斤顶(8)将管片缓慢推出,第一环负环管片(15)突出盾尾200mm后开始拼装第二环管片,以此类推;
[0018] 步骤五:二次始发前检查洞口范围是否有杂物,刀盘距离土体20cm时开始转动刀盘,并对支撑体系进行观测;盾构机(3)尾部进入洞圈环后立即开始同步注浆,此时注浆材料为泥‑水玻璃速凝型砂浆;盾构机(3)尾部进入洞门圈环后注浆材料调整为水泥砂浆
[0019] 步骤六:在暗挖隧道二次衬砌施工时在隧道拱顶50°范围位置预埋三块预埋钢板(11),其纵向间距为管片宽度;二次衬砌(10)施工完毕后,在预埋钢板(11)上焊接吊(2),利用吊耳(2)与拉链葫芦对负环管片(15)进行拆除;先拆除封顶块,之后由上至下对负环管片(15)进行拆除。
[0020] 以上公开的发明专利申请技术均存在综合井为地下三层明挖结构,由于综合井出土口设置在中间位置,在始发端有一段长度的封顶,不满足“反力架+始发基座”的方式过井施工工艺。

发明内容

[0021] 本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术存在答复问题,提供一种盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法。
[0022] 所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,包括:
[0023] 步骤1,空推前施作混凝土导台;
[0024] 步骤2,盾构空推过井的出土口架设钢筒支撑;
[0025] 步骤3,架设钢筒支撑;
[0026] 步骤4,拆除安装管片的工具及安装的管片。
[0027] 进一步的,步骤1中,空推前施作混凝土导台:
[0028] 1.1设计混凝土导台:盾构机出洞前,依据隧道设计轴线、洞门位置及盾构机的尺寸反推出混凝土导台的空间位置,混凝土导台安装位置按照测量放样的基线进行施作;
[0029] 1.2对底板进行植筋:按2m/根梅花形布置,采用φ14螺纹钢筋,植筋深度100mm,外露长度400mm,并与导台架立筋共用;
[0030] 1.3施做混凝土导台:根据空推盾构机需求,施做混凝土导台:根据实际里程确定导台高度及长度,导台高度需考虑线路纵坡状况,混凝土导台在接收端比设计尺寸降低2cm,即轨道顶面标高比设计低2cm;
[0031] 1.4施做导台模板支撑:导台模板支撑采用1m/道,共计30道;导台钢筋保护层厚度为100mm,纵向钢筋采用Φ22钢筋和箍筋采用Φ14钢筋,其中箍筋间距为1000mm;
[0032] 1.5.施做混凝土导台:导台采用C35混凝土浇筑,浇筑时使用振捣器,保证浇筑效果;在浇筑混凝土时导台上部要预埋20mm厚、宽250mm,长400mm的钢板,间距钢板的预埋钩采用φ16的钢筋,预埋钢板铺设间距为1000mm;
[0033] 1.6在导台施工完成后,在导台的轨道上涂硬质润滑油,以减小盾构机在混凝土导台上向前推进时的阻力;
[0034] 进一步的,步骤2中,盾构空推过井的出土口架设钢筒支撑:
[0035] 步骤2.1待混凝土导台施作并达到强度,盾构机通过推进油缸向前顶进爬上过井导台,待推进油缸行程每推进至能够够拼装管片尺寸时,停止推进油缸进行整环管片拼装,直至拼装整环管片后进行半环管片拼装;完成后整环管片拼装;
[0036] 步骤2.2使用推进油缸将盾构机向前推进,使整环管片拖出盾尾后停止向前推进,架设钢筒支撑,钢筒支撑架设完成继续向前顶进;
[0037] 进一步的,步骤3中,架设钢筒支撑:
[0038] 步骤3.1首先把拼装完成负环管片运送至盾尾;在负环管片上半部安装垫板,垫板采用管片螺栓与相邻管片连接;
[0039] 步骤3.2安装圆弧垫板,将制备的圆弧垫板依次从下向上安装,垫板与管片抵贴,采用钢板与管片螺栓进行焊接,固定圆弧垫板;
[0040] 步骤3.3焊接支撑挂板,待圆弧垫板安装完成后把挂板焊接在圆弧垫板上,便于支撑支撑安装,安装过程采用薄钢板填充空隙并固定,挂板位置根据钢筒支撑位置确定,焊接前进行测量定位,支撑挂板与圆弧垫板抵贴焊接;
[0041] 步骤3.4垫板焊接完成后架设钢筒支撑,支撑架设后对钢筒支撑与垫板进行填充、加固,最后在支撑加固完成后两端采用φ22的钢丝绳挂起,并采用手拉葫芦将钢丝绳拉紧,并采用U型卡扣卡紧钢丝绳,避免钢筒支撑掉落;
[0042] 进一步的,步骤4中,拆除安装管片的工具及安装的管片:
[0043] 步骤4.1安装拆除管片架子,采用两根H300型工字钢将拖车上端与下端进行焊接加固,在拖车上端焊接4根H300工字钢支腿,安装四个50T千斤顶在H300工字钢支腿上并焊接,然后再把H175型钢制备的拆除管片架子放置在50T千斤顶上方;
[0044] 步骤4.2拆除钢筒支撑:使用门吊小勾将钢筒支撑与吊具绑住,门吊小勾受力吊住钢筒支撑,将钢筒支撑两端焊接处割开,使用门吊把钢筒支撑吊至地面;
[0045] 步骤4.3安装管片拆除架子:采用两根300H型工字钢将拖车上端与下端焊接起来,以加强拖车顶部受力,在拖车上端焊接4根H300工字钢支腿,安装4个50T千斤顶在支腿上并焊接,在拖车两端焊接两道150T的H工字钢,以防止管片椭圆度变形,然后再把H175工字钢做的架子放置在千斤顶上方;采用牵引拖车至要拆除的管片下方将拖车拉至待拆除的管片附近;
[0046] 步骤4.4使用拆除工具依次拆除环片,将拆除的环片通过吊装口运送至地面,然后再拆除吊装口,完成管片拆除施工。
[0047] 本发明所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法与本技术领域现有技术相比较,具有以下优越的技术效果:
[0048] 1.本发明所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,施工效率高,显著降低盾构空推及始发过程中的施工难度及安全险。
[0049] 2.实施本发明所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,能够显著提高盾构空推过井后二次始发效率。
[0050] 3.实施本发明所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,空推区采用钢筒支撑替换顶部管片,在满足为盾构机掘进提供推力反力的同时,能够做到吊装盾构渣土及材料吊装不受影响,进一步提高了空推后二次始发功效。附图说明
[0051] 图1为本发明所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法的流程示意图。

具体实施方式

[0052] 现结合说明书附图,详细描述本发明所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法的具体实施例
[0053] 如图1所示,本发明所述本发明所述盾构快速空推过井始发及管片拆除的方法,包括以下步骤:
[0054] 步骤1,空推前施作混凝土导台:
[0055] 1.1设计混凝土导台:盾构机出洞前,依据隧道设计轴线、洞门位置及盾构机的尺寸反推出混凝土导台的空间位置,混凝土导台安装位置按照测量放样的基线进行施作;
[0056] 1.2对底板进行植筋:按2m/根梅花形布置,采用φ14螺纹钢筋,植筋深度100mm,外露长度400mm,并与导台架立筋共用;
[0057] 1.3施做混凝土导台:根据空推盾构机需求,施做混凝土导台:根据实际里程确定导台高度及长度,导台高度需考虑线路纵坡状况,混凝土导台在接收端比设计尺寸降低2cm,即轨道顶面标高比设计低2cm;
[0058] 1.4施做导台模板支撑:导台模板支撑采用1m/道,共计30道;导台钢筋保护层厚度为100mm,纵向钢筋采用Φ22钢筋和箍筋采用Φ14钢筋,其中箍筋间距为1000mm;
[0059] 1.5施做混凝土导台:导台采用C35混凝土浇筑,浇筑时使用振捣器,保证浇筑效果;在浇筑混凝土时导台上部要预埋20mm厚、宽250mm,长400mm的钢板,间距钢板的预埋钩采用φ16的钢筋,预埋钢板铺设间距为1000mm;
[0060] 1.6在导台施工完成后,在导台的轨道上涂硬质润滑油,以减小盾构机在混凝土导台上向前推进时的阻力;
[0061] 步骤2,盾构空推过井的出土口架设钢筒支撑:
[0062] 步骤2.1待混凝土导台施作并达到强度,盾构机通过推进油缸向前顶进爬上过井导台,待推进油缸行程每推进至能够够拼装管片尺寸时,停止推进油缸进行整环管片拼装,直至拼装整环管片后进行半环管片拼装;完成后整环管片拼装;
[0063] 步骤2.2使用推进油缸将盾构机向前推进,使整环管片拖出盾尾后停止向前推进,架设钢筒支撑,钢筒支撑架设完成继续向前顶进;
[0064] 步骤3,架设钢筒支撑:
[0065] 步骤3.1首先把拼装完成负环管片运送至盾尾;在负环管片上半部安装垫板,垫板采用管片螺栓与相邻管片连接;
[0066] 步骤3.2安装圆弧垫板,将制备的圆弧垫板依次从下向上安装,垫板与管片抵贴,采用钢板与管片螺栓进行焊接,固定圆弧垫板;
[0067] 步骤3.3焊接支撑挂板,待圆弧垫板安装完成后把挂板焊接在圆弧垫板上,便于支撑支撑安装,安装过程采用薄钢板填充空隙并固定,挂板位置根据钢筒支撑位置确定,焊接前进行测量定位,支撑挂板与圆弧垫板抵贴焊接;
[0068] 步骤3.4垫板焊接完成后架设钢筒支撑,支撑架设后对钢筒支撑与垫板进行填充、加固,最后在支撑加固完成后两端采用φ22的钢丝绳挂起,并采用手拉葫芦将钢丝绳拉紧,并采用U型卡扣卡紧钢丝绳,避免钢筒支撑掉落;
[0069] 步骤4,拆除安装管片的工具及安装的管片:
[0070] 步骤4.1安装拆除管片架子,采用两根H300型工字钢将拖车上端与下端进行焊接加固,在拖车上端焊接4根H300工字钢支腿,安装四个50T千斤顶在H300工字钢支腿上并焊接,然后再把H175型钢制备的拆除管片架子放置在50T千斤顶上方;
[0071] 步骤4.2拆除钢筒支撑:使用门吊小勾将钢筒支撑与吊具绑住,门吊小勾受力吊住钢筒支撑,将钢筒支撑两端焊接处割开,使用门吊把钢筒支撑吊至地面;
[0072] 步骤4.3安装管片拆除架子:采用两根300H型工字钢将拖车上端与下端焊接起来,以加强拖车顶部受力,在拖车上端焊接4根H300工字钢支腿,安装4个50T千斤顶在支腿上并焊接,在拖车两端焊接两道150T的H工字钢,以防止管片椭圆度变形,然后再把H175工字钢做的架子放置在千斤顶上方;采用牵引拖车至要拆除的管片下方将拖车拉至待拆除的管片附近;
[0073] 步骤4.4使用拆除工具依次拆除环片,将拆除的环片通过吊装口运送至地面,然后再拆除吊装口,完成管片拆除施工。
[0074] 本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明构思和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。