专利名称：一种循环铺垫式盾构空推方法
技术领域：
本发明属于盾构法隧道工程中盾构过站施工的方法，具体涉及盾构通过车站段及先行修建完成的暗挖法隧道段时的循环铺垫式盾构空推方法。
背景技术：
在城市地铁建设过程中，盾构机以其安全快捷、机械化和自动化程度高等优点越来越被广泛应用，特别是在复杂工况或复杂地质条件下修建隧道。城市地铁建设中，为方便日后旅客出行，隧道区间一般较短，车站数量较多，而且目前国内施工方法中绝大部分是先施工地铁车站，然后再施工隧道部分，为保证施工的连续性和质量，一般每个标段都含有几个车站。这种情况下，盾构施工完一个区间后，必须通过建成的车站进入下一个区间。盾构机过站施工是多区间标段土建施工中的必经阶段，也是重点和难点阶段，目前盾构机过站方法有四种方法，分别为①盾构机和后配套台车解体后过站，即盾构机与后配套台车分开，然后分别用额外千斤顶或牵引设备推动或拉动盾构主机和台车。②盾构完全解体过站，由于车站受限盾构机要完全解体后再吊出，在井外进行维修，而后下井再拼装。以上这种方法施工工期长，施工费用高，工序复杂，施工作业面较大，安全性低。③盾构机整体牵引过站，即盾构机不做任何拆卸，由于盾构推进车站将不再拼装管片，自行没有推力，只能在外力的牵引作用下在盾构导台上滑动过站。这种方法虽然为整体过站，但是其需要较大的牵引设备，而且由于外拉力的不均勻很容易造成盾构的滚动和侧移，安全程度低， 需要拉力设备较大，预先还要设立卷扬机固定台等施工，没有充分发挥盾构机自身的优点。 ④盾构机拼装管片过站，这种方法是盾构机到达车站后继续照常推进和拼装管片，在管片拼装的同时，在管片的外部设立支护管片的支撑，待盾构推进到预定位置后，停下盾构机， 一边维修盾构一边拆除车站内的多余管片。这种方法虽然发挥了盾构机自身的优点，不需要外来设备，但是进站后拼装每环管片都要做外部支撑，而且还要过站后还要拆除导台上的多余管片，不仅施工工期长，而且费用较高。申请人:申请的中国专利，发明名称盾构整体自行过站施工方法，申请号 200910074375. 1，涉及一种盾构整体自行过站施工方法，其步骤如下过站导台设置若干组反力孔洞；盾构机接收完毕推上过站导台后，在第一组反力孔洞和盾构机盾尾之间放置半环管片；在反力孔洞内插入反力柱；盾构千斤顶推半环管片，前进，待盾构千斤顶推出一段距离后，缩回盾构千斤顶，吊出半环管片，拔出反力柱，把反力柱插入相邻下一组的反力孔洞中，继续以上的过程；循环前进直到把盾构机顶推到预定位置。本发明综合考虑了盾构自身优势和导台反力孔柱便捷优势，循环工艺简单易懂易操作，适合大面积推广，经济效益和社会效益十分可观。但是该施工方法仍然需要制作导台，导台属于临时设施，设计和施工不会按照车站预定设计进行，所以盾构机通过车站以后，导台要拆除掉，然后凿毛重新浇筑车站底板。所以盾构在导台上自行过站施工方法的施工成本高，材料和人工成本浪费。从技术角度讲，本发明是盾构连同托架一起在千斤顶的推力下沿着钢轨整体滑动，导轨、托架、盾构及千斤顶形成一个完全封闭的内力作用系统，施工方法经济、简便、快捷，安全。
发明内容
本发明的发明目的用最为简洁的方法实现盾构安全快捷过站，同时达到节约施工工期和成本方便快捷易操作易普及的效果。本发明采用如下的技术方案实现 一种循环铺垫式盾构空推方法，步骤如下
1)、盾构到达前，托架前后分别焊接工字钢，工字钢倒扣在钢轨顶面，工字钢的型号与钢轨配套；
2)、盾构接收进站推上托架，将盾构机体与托架焊接在一起，盾构机体底部两侧焊接若干上抬支点；
3)、托架后方的钢轨上焊接用于为千斤顶提供反力支撑点的限位；
4)、将千斤顶放在限位和托架之间，千斤顶发力，推移托架和盾构前进；
5)、待推移距离达到千斤顶最大行程后，千斤顶卸力收缩，在限位之前加垫块，千斤顶支撑于垫块上继续发力推移托架和盾构前进，
6)、待推移距离再次达到千斤顶最大行程后，千斤顶卸力收缩，更换长度比步骤5)中垫块长度长的垫块，千斤顶继续发力，
7)、重复上述步骤6)，直至更换为最大长度的垫块；
8)、缩回千斤顶，取出垫块，在盾构两侧，用千斤顶向上顶推上抬支点，把盾构和托架抬起脱离钢轨；
9)、向前移动钢轨，至限位与托架之间的距离与上述步骤3)限位与托架之间的距离相
同；
10)、重复上述4)、5)、6)、7)、8)、9)的步骤，直至完成盾构与托架的整体过站过程。本发明的另一优选方案盾构机体与托架通过楔形块焊接在一起。本发明具有如下有益效果本发明利用了千斤顶在导轨上循环推进把盾构机连同托架一并推进，把托架和盾构作为一个整体，规避了盾构上下托架的风险，节省了导台制作工序，大大节约了投资，并且推进速度快，节约工期，同时机械设备要求少，施工工艺流程简便明了且易操作，适合大面积推广，经济效益和社会效益十分明显。
图1为托架前后焊接工字钢的示意图， 图2为工字钢和钢轨的位置关系示意图， 图3为工字钢与千斤顶的断面关系示意图， 图4为焊接楔形块和上抬支点示意图，
图5为千斤顶与限位工作关系示意图， 图6为推进工程中加不同尺寸的垫块的示意图， 图7为千斤顶上顶上抬支点把盾构连同托架一起抬起的示意图， 图中1-盾构，2-托架，3-工字钢，4-钢轨，5-千斤顶，6-楔形块，7-上抬支点，8-限位，9-垫块。
具体实施例方式实施例1 利用循环铺设轨道(钢轨)把盾构连同下面的基座(托架)一并推进过站， 步骤如下
(1)盾构到达前，托架前后分别焊接长度为20cm和40cm的工字钢，工字钢的型号与钢轨配套，工字钢选取比钢轨尺寸大且最邻近的规格，工字钢倒扣在钢轨顶面，如图1、2所示，工字钢主要起到托架沿钢轨推移时的导向和限位的作用，防止推移的过程中托架发生偏移，后面的工字钢兼有防止后推千斤顶发力时失稳的作用，如图3所示。(2)盾构接收进站推上托架，清理渣土后，用楔形块把盾构机体和托架焊接到一起，使得盾构和托架成为一个整体。在盾构机体底部左右两侧同时焊接若干个上抬支点，可以为6个、8个等，能实现盾构和托架稳定的上抬。如图4所示。(3)托架后方的钢轨上焊接一个限位，用以为千斤顶提供反力支撑点。把千斤顶放在限位和盾构托架之间，使千斤顶发力，推移托架和盾构前进，如图5所示。(4)待推移距离达到千斤顶最大行程后，千斤顶卸力收缩，在千斤顶与钢轨限位之间更换长度比步骤3)中垫块长度长的垫块，千斤顶发力继续推移托架和盾构机前进，如图 6所示。(5)重复(4)过程，直至换成最大长度的垫块。(6)缩回千斤顶，取出垫块。在盾构两侧，用千斤顶向上顶推焊接在盾构侧的上抬支点，把盾构机连托架一并抬起约广2cm，如图7所示。在此过程中，两侧的千斤顶推进速度
要一致。(7)向前移动钢轨至限位与托架间的距离与上述(3)中的限位与托架之间的距离相同。(8)重复(3) (7)过程，完成盾构与托架的整体过站过程。
权利要求
1.一种循环铺垫式盾构空推方法，其特征在于步骤如下1)、盾构(1)到达前，托架(2)前后分别焊接工字钢(3)，工字钢(3)倒扣在钢轨(4)顶面，工字钢(3)的型号与钢轨(4)配套；2)、盾构(1)接收进站推上托架(2)，将盾构(1)机体与托架(2)焊接在一起，盾构(1) 机体底部两侧焊接若干上抬支点(7)；3)、托架(2)后方的钢轨(4)上焊接用于为千斤顶提供反力支撑点的限位(8);4)、将千斤顶放在限位(8)和托架(2)之间，千斤顶发力，推移托架(2)和盾构(1)前进；5)、待推移距离达到千斤顶最大行程后，千斤顶卸力收缩，在限位(8)之前加垫块(9)， 千斤顶支撑于垫块(9)上继续发力推移托架和盾构前进，6)、待推移距离再次达到千斤顶最大行程后，千斤顶卸力收缩，更换长度比步骤5)中垫块长度长的垫块，千斤顶继续发力，7)、重复上述步骤6)，直至更换为最大长度的垫块；8)、缩回千斤顶，取出垫块，在盾构两侧，用千斤顶向上顶推上抬支点(7)，把盾构(1) 和托架(2)抬起脱离钢轨(4);9)、向前移动钢轨(4)，至限位与托架之间的距离与上述步骤3)限位与托架之间的距离相同；10)、重复上述4)、5)、6)、7)、8)、9)的步骤，直至完成盾构(1)与托架(2)的整体过站过程。
2.根据权利要求1所述的循环铺垫式盾构空推方法，其特征在于盾构(1)机体与托架 (2 )通过楔形块(6 )焊接在一起。
全文摘要
本发明属于盾构法隧道工程中盾构过站施工的方法，具体涉及一种循环铺垫式盾构空推方法，本发明的发明目的，用最为简洁的方法实现盾构安全快捷过站，同时达到节约施工工期和成本方便快捷易操作易普及的效果。其步骤如下托架前后分别焊接工字钢，盾构机体与托架焊接在一起，盾构机体底部两侧焊接若干上抬支点，托架后方的钢轨上焊接限位并配套垫块，用千斤顶推移托架和盾构前进，直至完成盾构与托架的整体过站过程。本发明的有益效果规避了盾构上下托架的风险，节省了导台制作工序，大大节约了投资，并且推进速度快，节约工期，同时机械设备要求少，施工工艺流程简便明了且易操作，适合大面积推广，经济效益和社会效益十分明显。
文档编号E21D9/093GK102337900SQ20111027509
公开日2012年2月1日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者常乃超, 张俊兵, 徐建中, 辛振省, 郑保才 申请人:中铁三局集团有限公司