利用穿行支撑台车盾构重叠隧道的施工方法与流程

文档序号:15578808发布日期:2018-09-29 06:17

本发明涉及一种利用穿行支撑台车盾构重叠隧道的施工方法,主要涉及重叠隧道施工方法领域。



背景技术:

随着国家对基础建设投入的加大及大城市交通拥堵客观形势的需要,我国隧道及地下工程建设方兴未艾。尤其是地铁受周边环境的限制,城市轨道交通网络的增加,换乘车站的增多,重叠隧道的应用实例越来越多。国内已有部分盾构重叠隧道施工的成功范例,如中铁隧道集团完成的深圳地铁1号线、3号线、5号线等,基本形成“先下后上”的施工工序,建立了相关研究方法及结论。因不同地质、水文及重叠方式,其施工力学行为、对周边环境的影响变形规律均存在较大差异,研究尚处于从个案上升到系统体系阶段。比如重庆市轨道交通五号线5104标段重叠隧道上下净间距极小,施工力学行为不明确,无论是地质条件、周边环境复杂条件下盾构重叠隧道的设计和施工难度均达到较高水平。

目前施工过程中支撑台车是常见的施工设备,支撑台车主要由主架、支撑模板、液压系统、行走系统、下部模板吊装系统等部分组成,但不同的施工工艺对于支撑台车在其中个发挥的作用有较大的差距,如何能将其更加有效的运用其在施工过程中,实现支撑更好的受力效果、提高施工效率是目前急需解决的问题。



技术实现要素:

针对以上现有技术的不足,本发明提出一种利用穿行支撑台车盾构重叠隧道的施工方法,穿行支撑台车在下部隧道组装快,操作简单,且不影响电瓶机车的水平运输,实现了上下隧道同步施工,施工进度较快。

为达到上述目的,本发明的技术方案是:利用穿行支撑台车盾构重叠隧道的施工方法,其特征在于,包括有如下步骤:第一步,下部隧道掘进;第二步,下部隧道二次补充注浆;第三步,下部隧道支撑台车组装;第四步,下部隧道监控量测;第五步,上部隧道掘进;第六步,支撑台车随上部隧道掘进换步前移。

进一步,下部隧道掘进同时在最后一节拖车对隧道顶部进行二次补充注浆,每5环在管片背后压注双液浆形成封闭加强环,使下部隧道衬砌形成节段,二次注浆采用水泥净浆,水灰比0.6:1,注浆压力控制在1Mpa以内。

进一步,下部隧道监控量测项目为:隧道水平净空收敛、隧道变形测量、地表沉降和支撑轴力。

进一步,待下部隧道超越上部隧道两倍盾构机长度且补充注浆和监控量测完成后开始上部隧道掘进施工,掘进工程中做好上下里程确认,确保上部隧道盾构主机在支撑台车支撑范围内,建立完善的通讯系统,盾构主机掘进通过第一组支撑后及时将支撑前移,确保上部隧道连续掘进。

进一步,第一组五环支撑模板组装、调试完成后,主架和第一组支撑模板分离,由主架行走系统驱动,主架移动至下一组模板支撑位置,同第二步操作,让第二组五环支撑模板,每环支撑模板与底部枕木自身形成一个封闭的整环,按照同样方案调试第三组支撑模板。

进一步,上部隧道盾构掘进至第二组模板上方位置时,操作液压系统,将主架和第三组支撑模板分离,由主架行走系统驱动,主架向隧道后端移动至第一组模板支撑位置,拆除第一组支撑模板上丝杆,利用主架在升降油缸、边模油缸、电动葫芦等作用下将第一组模板脱模,向隧道中心线方向收回至最小状态。

进一步,第一组模板收模完成后,在第三组模板前端提前铺设好枕木和钢轨,操作主架行走系统,驱动主架和第一组模板穿过第二、三组模板,主架移动至第四组模板位置,利用升降油缸、边模油缸、底模油缸将第一组模板安装就位让支撑模板和混凝土管片尽量贴合,并预加一定外力,保证该组五环支撑模板,每环支撑模板与底部枕木自身形成一个封闭的整环,待盾构继续掘进至下一支撑循环时,重复第二、三、四步,让支撑模板交替向前。

本发明的技术原理及有益效果如下:设计支撑台车支撑范围为3倍盾构主机长度(分为3组支撑模板),台车自身配置电机、液压系统、穿行轨道等可实现自行移动,穿行支撑台车在下部隧道组装快,操作简单,且不影响电瓶机车的水平运输,实现了上下隧道同步施工,施工进度较快,下部隧道支撑台车是对管片结构进行辅助受力,降低上部隧道施工对下部已经成型隧道管片结构的影响。而管片受力容易变形位置主要为螺栓连接处,针对连接位置,采用同步支撑台车实现,同步支撑台车是全范围支撑,并通过支撑模板、支撑伸缩系统、支撑控制系统实现自身行走而向前持续提供支撑力。

附图说明

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,下面将对实施例描述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其中两幅,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的支墩及轨道安装图;

图2为本发明实施例的台架支撑定位状态及第一组模板支撑图;

图3为本发明实施例的支撑模板收回状态图;

图4为本发明实施例的支撑模板穿行状态;

图5为本发明实施例的支撑模板支撑状态图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本发明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的较佳实施例,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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例

1下部隧道掘进及管片背后二次补充注浆

首先进行下部隧道掘进,同时在最后一节拖车对隧道顶部进行二次补充注浆。二次注浆投入1台注浆机,随拖车辅助移动,注浆采用普通注浆机,注浆过程中对其管片结构进行监测,为保证注浆质量,每5环在管片背后压注双液浆形成封闭加强环,使下部隧道衬砌形成节段。二次注浆采用水泥净浆,水灰比0.6:1,注浆压力控制在1Mpa以内。

2下部隧道支撑台车组装

2.1下部隧道支撑施工技术

下部隧道支撑台车是对管片结构进行辅助受力,降低上部隧道施工对下部已经成型隧道管片结构的影响。而管片受力容易变形位置主要为螺栓连接处,针对连接位置,采用同步支撑台车实现,同步支撑台车是全范围支撑,并通过支撑模板、支撑伸缩系统、支撑控制系统实现自身行走而向前持续提供支撑力。

2.2穿行支撑台车支撑施工

支撑台车主要由主架、支撑模板、液压系统、行走系统、下部模板吊装系统等部分组成。

2.3支撑台车组装

2.3.1按照台车轨距2400mm在隧道既有轨两侧纵向间距1500mm布置枕木,并安装43钢轨,尽量保证走行轨道中心线应和隧道中心线重合,铺设误差不得大于30mm,钢轨10m范围内直线误差不超过15mm,然后用丝杆将枕木支撑好,如图1。

2.3.2同步支撑台车主架安装就绪,再利用升降油缸、边模油缸、底模油缸将第一组模板安装就位,然后利用丝杆对支撑模板进行局部调整,让支撑模板和混凝土管片尽量贴合,并预加一定外力,保证该组五环支撑模板,每环支撑模板(5块)与底部枕木(2块)自身形成一个封闭的整环,从而对混凝土管片进行保护,如图2所示。

2.3.3第一组五环支撑模板组装、调试完成后,主架和第一组支撑模板分离,由主架行走系统驱动,主架移动至下一组模板支撑位置,同第二步操作,让第二组五环支撑模板,每环支撑模板(5块)与底部枕木(2块)自身形成一个封闭的整环,按照同样方案调试第三组支撑模板。

3下部隧道监控量测

重叠隧道施工监测项目为:隧道水平净空收敛、隧道变形测量、地表(地面)沉降、支撑轴力。

监测项目及要求如下:

4上部隧道掘进

待下部隧道超越上部隧道两倍盾构机长度且补充注浆和监控量测完成后开始上部隧道掘进施工。掘进工程中做好上下里程确认,确保上部隧道盾构主机在支撑台车支撑范围内。建立完善的通讯系统,盾构主机掘进通过第一组支撑后及时将支撑前移,确保上部隧道连续掘进。

5支撑台车随上部隧道掘进换步前移

5.1上部隧道盾构掘进至第二组模板上方位置时,操作液压系统,将主架和第三组支撑模板分离,由主架行走系统驱动,主架向隧道后端移动至第一组模板支撑位置,拆除第一组支撑模板上丝杆,利用主架在升降油缸、边模油缸、电动葫芦等作用下将第一组模板脱模,向隧道中心线方向收回至最小状态,如图3所示。

5.2第一组模板收模完成后,在第三组模板前端提前铺设好枕木和钢轨,操作主架行走系统,驱动主架和第一组模板穿过第二、三组模板,主架移动至第四组模板位置,利用升降油缸、边模油缸、底模油缸将第一组模板安装就位让支撑模板和混凝土管片尽量贴合,并预加一定外力,保证该组五环支撑模板,每环支撑模板(5块)与底部枕木(2块)自身形成一个封闭的整环。如图4和图5所示。

5.3待盾构继续掘进至下一支撑循环时,重复第二、三、四步,让支撑模板交替向前。

5.4支撑模板台车控制措施

5.4.1使用支撑台车前,仔细检查各部分螺栓是否已旋紧,液压管路是否漏油,液压各功能部件是否工作正常,各相对运动部件是否有卡死现象等问题,并及时进行处理;盾构掘进作业的同时,让支撑模板交替向前进行支撑。

5.4.2对支撑模板和混凝土管片尽量贴合,并预加一定外力,保证每环支撑模板与底部枕木自身形成一个封闭的整环,对混凝土管片进行保护;同时,掘进过程中,对支撑台车应力随时进行监测。

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。

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