超小始发井盾构分体始发施工方法与流程

本发明涉及隧道施工技术领域，具体地指一种超小始发井盾构分体始发施工方法。

背景技术：

在目前的隧道施工中，盾构法因其施工安全、效率高、自动化程度高、对周边环境影响小等特点，已经成为各个建筑领域中隧道施工的首选方法。盾构法施工技术可分为始发、区间推进、到达这三个施工阶段，其中盾构始发作业是盾构法施工中的一个难点。

正常的盾构机始发作业时的始发井长度要大于盾构机的整体总长，盾构机可以先在地面上分节或分块装配好之后再吊装下井进行组装，进行整体始发推进施工。在实际施工过程中，因为场地条件的限制经常出现始发井的总长度小于盾构机的总长，这时只能采用盾构分体始发施工方法，其方法是先将盾体和部分后配套台车吊入始发井下先始发一段距离后，再将剩余后配套台车全部吊装至始发井下进行组装，调试后完成始发作业，进行掘进施工。

然而在一些特殊的施工条件下，当始发井的长度小于盾构机的盾体长度时，上述的分体式施工方法已无法实施。如何在这种超小始发井的条件也能够实现盾构分体始发施工，已成为本领域的技术人员亟待解决的一个关键问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种在始发井的总长度小于盾体长度时，仍能采用盾构机进行分体始发的施工方法。

为实现上述目的，本发明设计了一种超小始发井盾构分体始发施工方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)依次将始发基座、反力架和推力装置吊入始发井内并固定安装，在地面组装后配套台车；

2)将前盾和刀盘吊至始发基座上并进行紧固连接，推力装置推动前盾与刀盘进行首次辅助推进，在推进过程中每推进一定距离在推力装置和前盾之间安装负环管片；

3)吊出小半环管片，将中盾吊至前盾的后端并与其连接；将螺旋出土机吊入始发井内并安装固定，并连接后配套台车上的连接管路；推力装置推动盾体进行第二次辅助推进，刀盘开始向前掘进，在推进过程中每推进一定距离在推力装置和中盾之间安装负环管片；

4)再次吊出小半环管片，将尾盾吊至中盾的后端并与其连接；在推力装置推动盾体向前推进的同时，逐步在推力装置与尾盾之间依次安装小半环管片、大半环管片，待尾盾到达洞门后，在大半环管片和尾盾液压油缸之间安装全环管片；

5)位于尾盾中的液压油缸推动盾体始发掘进至一段指定距离，安装皮带机；液压油缸推动盾体再次始发掘进一段指定距离，将1#台车及其附件吊至始发井内，连接管路和电路，再组装剩余的后配套台车；

6)盾构机整体组装完毕后进行调试，调试正常后进行正常掘进施工，注浆工序和盾构管片拼装随着推进不断进行。

进一步地，所述步骤1)中，在吊入始发基座之前先凿除洞门，采用暗挖法进行起始端开挖，并进行支护。

进一步地，所述步骤2)中的推力装置由千斤顶支架和千斤顶构成，所述千斤顶固定在千斤顶支架的顶部。

进一步地，所述步骤4)中，在安装尾盾之前，先拆除螺旋出土机，待尾盾安装完成后，再重新安装螺旋出土机。

进一步地，所述步骤4)还包括，在千斤顶和大半环管片之间设置短支撑杆；在反力架和全环管片之间设置长支撑杆。

进一步地，所述步骤5)中，盾体始发掘进至一段指定距离时，盾体正好满足皮带机下井工作的空间距离。

进一步地，所述步骤5)中，盾体再次始发掘进一段指定距离时，盾体正好满足后配套台车下井工作的空间距离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用将盾体在始发井内分体组装，分步推进的方法，将施工过程分为首次辅助推进、二次辅助推进并开始掘进和分体始发掘进三次推进过程；使得在始发井长度小于盾体长度的条件下，无动力装置的盾体部件仍可以在井下完成初始阶段的推进工作，有效降低了始发井建设成本和节约建设用地，扩大了盾构分体始发施工方法的适用范围。

附图说明

图1为超小始发井盾构分体始发施工方法的流程图。

图2为盾构分体始发施工首次辅助推进时的结构示意图。

图3为盾构分体始发施工二次辅助推进时的结构示意图。

图4为盾构分体始发施工始发推进时的结构示意图。

始发井 1、始发井壁板 1.1、洞门 1.2、始发基座 2、反力架 3、推力装置 4、千斤顶支架 4.1、千斤顶 4.2、负环管片 5、小半环管片 5.1、大半环管片 5.2、全环管片 5.3、短支撑管 7、长支撑管 9、刀盘 11、盾体 12、前盾 12.1、中盾 12.2、尾盾 12.3、液压油缸 12.3.1、螺旋出土机 13、简易料斗 14、后配套台车 15、1#台车 15.1、连接管路 16、皮带机 17、型钢支架 18。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示，一种超小始发井盾构分体始发施工方法，包括以下步骤：

1、先在始发井壁板1.1内预留适合洞门1.2，待始发井壁板1.1的混凝土强度达到设计强度时，进行围护结构破除施工；围护结构破除后采用暗挖法对起始端2m内进行开挖和支护施工；然后清理始发井1，将始发基座2吊入始发井1内并进行精确地定位和安装，并与在始发井1底板上的预埋件焊接固定；组装反力架3并对反力架3的安装位置进行重新测量和调节，然后与始发井壁板1.1上的预埋件进行焊接固定；组装推力装置4，使其与反力架3紧贴，推力装置4由千斤顶支架4.1及固定在千斤顶4.1上的千斤顶4.2组成。

2、结合图2所示，将前盾12.1吊至始发井1内的始发基座2上，再将刀盘7.1吊至前盾12.1的前端并与前盾12.1靠拢，使两者的螺栓孔完全对准，按拉伸力由低到高分两次对螺栓进行预紧，再用专用紧固工具进行复紧；利用千斤顶4.2的推力推动前盾12.1和刀盘11进行首次辅助推进，在推进过程中每推进一定距离在推力装置4和前盾12.1之间安装小半环管片5.1，使刀盘11位于暗挖隧道的交接处。

3、结合图3所示，千斤顶4.2向后端缩回，对小半环管片5.1进行卸载，然后将小半环管片5.1吊出始发井1，将中盾12.2吊至始发基座2上并靠近前盾12.1的后端，位于中盾12.2上的铰接千斤顶的一端与前盾12.1的后端铰接；用吊车和手动葫芦配合将螺旋出土机13吊入始发井1内并进行定位，使螺旋出土机13的前端与前盾12.1的前端固定连接，螺旋出土机13的后端通过绳索与中盾12.2的后端活动连接；将后配套台车15分节组装并停置在始发井1的井口边缘处，后配套台车15通过连接管路16分别与中盾12.2、螺旋出土机13连接，利用千斤顶4.2的推力推动刀盘11和盾体12进行第二次辅助推进，启动刀盘11驱动马达，刀盘11开始向前掘进，利用简易料斗14配合螺旋出土机13将掘进产生的土渣运至地面渣土池内，在推进过程中每推进一定距离在推力装置4和中盾12.2之间安装小半环管片5.1。

4、当盾体12二次辅助推进至指定位置时，千斤顶4.2向后端缩回，再次拆除小半环管片5.1、螺旋出土机13以及连接管路16，将尾盾12.3吊至始发基座4上，利用位于尾盾12.3上的液压油缸12.3.1的推力将尾盾12.3推动至中盾12.2的后端，将中盾尾部与尾盾前部通过螺栓进行连接，然后重新安装螺旋出土机13，并重新连接盾体12、螺旋出土机13与后配套台车15之间的连接管路16；千斤顶4.2推动盾体12向前掘进的同时，逐步在推力装置4与尾盾12.3之间依次安装小半环管片5.1、大半环管片5.2，待尾盾12.3到达洞门1.2时，在盾体12内靠洞门1.2一侧开始拼装全环管片5.3，然后在千斤顶6.2和大半环管片5.2之间架设短支撑杆7进行支撑固定；在反力架3和全环管片5.3之间架设长支撑杆9进行支撑固定。

5、结合图4所示，在液压油缸12.3.1的推力下推动盾体12始发掘进至可满足皮带机17工作的空间距离时，先在全环管片5.3和尾盾12.3之间临时架设型钢支架18，型钢支架18底部设置滑轮，并放置在轨道上，并将皮带机17临时安装在型钢支架18上；液压油缸12.3.1推动盾体12再次始发掘进至可满足后配套台车15下井工作所需的空间距离后，拆除型钢支架18和皮带机17，先将后配套台车15中的1#台车15.1其附件吊至始发井1内，并通过连接管路16与盾体12、螺旋出土机13尾部连接，并完成管路和电路的连接；最后将后配套台车12的剩余部分吊装至始发井1内进行整机组装，并安装皮带机17和型钢支架18，当需要向前掘进出土时，将渣土车放入皮带机的尾端下方，启动盾体12向前掘进，同时启动皮带机17，渣土车装满后渣土停止掘进并将渣土运出。

6、整台盾构机组装完毕后进行调试，调试完毕后进行整体始发掘进，注浆工序和隧道内的盾构管片拼装作业随着盾构机整体始发掘进持续进行。