一种盾构通过竖井的基座结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种盾构通过竖井的基座结构，它包括基座及导轨，在竖井内盾构通过的位置设置基座，并在基座上铺设可供盾构移动的导轨，导轨的轨面标高低于当其适应于盾构轴线时的高程，在导轨与盾构机之间垫有滑块，滑块的厚度等于导轨的轨面标高与当其适应于盾构轴线时的高程之间的高度差，导轨在盾构接收端的高度低于其在盾构始发端的高度。钢结构弧形导台接收兼始发基座技术和负环拼装技术，具有实用性强、操作简便、节约成本、节省时间、提高工作效率、有效保障施工人员的安全等特点。可广泛适用于地铁工程或水利工程中盾构通过区间竖井。
【专利说明】一种盾构通过竖井的基座结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种地下工程中盾构通过井类的基座结构，尤其适用于地铁工程或水利工程中盾构通过区间竖井的基座结构。
【背景技术】
[0002]在目前的地下工程施工中，尤其是在地铁工程和水利工程中，盾构施工技术已占据重要的地位。考虑到功能和施工需要，在盾构线路上往往会设置区间竖井结构，进而会涉及到盾构掘进过程中通过区间竖井结构的施工。现有技术中，盾构通过井类结构的方法有以下两种:①盾构先通过再开挖结构内土体；②先开挖土体并施工结构，然后在结构内填砂再盾构通过。由于缺乏能够保证施工安全快捷的基座结构，因此这两种方法在整体工期、质量、安全、造价等方面都不尽如人意。
实用新型内容
[0003]为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种盾构通过竖井的基座结构，它包括基座及导轨，在竖井内盾构通过的位置设置基座，并在基座上铺设供盾构移动的导轨，导轨的轨面标高低于当其适应于盾构轴线时的高程，在导轨与盾构机之间垫有滑块，滑块的厚度等于导轨的轨面标高与当其适应于盾构轴线时的高程之间的高度差，导轨在盾构接收端的高度低于其在盾构始发端的高度。
[0004]所述导轨为钢轨，所述基座为钢结构弧形导台基座。
[0005]本实用新型的有益效果:
[0006]可以实现先开挖竖井再盾构通过，一方面方便及时验证盾构机姿态，另一方面对于长距离的隧道能起到投点测量的作用，减少和及时纠正长距离隧道测量的误差。
[0007]如果盾构刀盘磨损需在掘进区间中途检查或换刀，将会大大增加工期，且检查刀具或换刀具均可能产生施工安全的问题。先开挖竖井结构盾构后通过，可以利用竖井内的空间检查刀盘刀具，且能根据现场的情况更换刀具，避免盾构再次掘进造成刀具损坏而不易更换等风险。
[0008]钢结构弧形导台接收兼始发基座技术和负环拼装技术，具有实用性强、操作简便、节约成本、节省时间、提高工作效率、有效保障施工人员的安全等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是盾构通过二衬竖井时的俯视示意图。
[0010]图2是盾构即将进入竖井时的截面示意图。
[0011]图3是盾构通过竖井后的截面示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面以盾构通过二衬竖井为例具体说明本实用新型的优选实施方式。[0013]二衬竖井是在竖井结构开挖完成后，将竖井结构的内壁用混凝土或钢筋混凝土结构进行加固后的竖井。由于采用了强度更大的混凝土或钢筋混凝土结构，盾构在穿过竖井壁时的难度较隧洞部位更大，刀具磨损更严重。
[0014]图1是盾构11通过二衬竖井21的俯视示意图。如图1所示，中间的方框是竖井的井壁，对于二衬竖井来说一般是混凝土或钢筋混凝土的地下连续墙。地下连续墙的两侧是隧洞通过的位置，盾构11从竖井21 —侧的后方隧洞31向前进方向掘进，穿过竖井21，进入竖井21另一侧的前方隧洞32。盾构11由刀盘、盾体、千斤顶、管片铺设机及其他配套设备组成。刀盘在盾构11头部，用于旋转切削土体；管片铺设机设置在盾构11壳体内的尾部，沿壳体内边缘铺设隧洞管片41，隧洞管片41在盾构11离开后构成隧洞的洞壁；千斤顶设置在刀盘和最新铺设的隧洞管片41之间，借助固定装置固定在隧洞管片41上，以此推动盾构11向前掘进。
[0015]由于竖井21的存在，隧洞31、32与竖井21连接部附近的土体更容易产生扰动，因此在盾构11掘进到竖井21附近之前就对连接部的土体进行加固。
[0016]土体加固采用旋喷桩加固，梅花形布置，旋喷桩尺寸为A600@500mm。旋喷桩技术是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使衆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基达到加固。对隧洞31、32与竖井21的连接部都进行土体加固，土体加固的平面范围为长9米宽12米的水平区域，即:从隧洞31或32与竖井21连接部起沿隧洞轴线方向外长9米宽12米的水平区域，该区域从隧洞中线起沿垂直于隧洞中线的方向向两侧各延伸6米。
[0017]在二衬竖井盾构接收和始发端头分别设置土层水位观测井，本例中每端使用4眼观测井。观测井呈矩形排列，设置在盾构通过面的两侧，深度大于隧洞底部，距离可根据情况设定为不至于对盾构通过面的土层造成扰动的最近距离。在盾构到达二衬竖井前20天开始对接收及始发端头水位进行观测。为了保证盾构过二衬竖井时接收及始发的无水作业，必要时需对接收及始发端头位置进行降水，每个水位观测井中配备I台抽水泵，最终使水位降至隧洞底以下0.5m。
[0018]接下来在竖井21内进行基座22和导轨23的施工，基座22和导轨23的施工要在盾构11到达二衬竖井21之前完成。
[0019]在二衬竖井21的底板24上施做钢结构弧形导台接收始发基座22，基座22采用钢结构组装而成，基座底部使用工字钢和槽钢拼装焊接，上部由槽钢焊接成弧形导台用以支撑导轨。二衬竖井的底板在施工时最好预埋有钢板等用于固定基座22的装置，以防止基座22相对于竖井底板的移动。基座22上安装盾构导轨23，采用43kg钢轨。盾构11通过二衬竖井21实际为一次盾构接收和始发，基座22和导轨23用于盾构11的接收和始发。盾构11穿过二衬竖井21的接收端井壁211，进入二衬竖井21，沿导轨23推进至二衬竖井21始发端井壁212，并穿过始发端井壁212进入隧道，继续掘进。基座22的轨面标高在适应于盾构轴线高程的基础上，还应留出导轨23上垫30mm厚滑块的余量，因此降低30mm高度，以便盾构11可以被顺利推上导轨23。由于二衬竖井21内的基座22兼做接收基座和始发基座，基座始发端的高程需比接收端高程高出2cm，以保证盾构11抬头始发。[0020]由于二衬竖井21的接收端井壁211为混凝土材质，会对盾构11的作业产生阻碍，因此在盾构11对接收端井壁211进行作业前先在竖井21内将接收端井壁211的盾构通过面削薄。考虑到接收端井壁211支撑着附近的土体，最好在盾构刀盘接触或即将接触接收端井壁211时才对接收端井壁211进行削薄，这样可以最大程度的减少接收端井壁211被削薄后由于承载不了土体的压力而产生塌陷的可能。本例中接收端井壁211厚度为1000mm,削薄的厚度为600mm,剩余400mm。
[0021]图2是盾构到达接收端井壁211时的示意图。如图2所示，将接收端井壁211削薄后，清除竖井内杂物，在接收端井壁211的井内一侧的盾构通过面的边缘通过膨胀螺栓固定洞门环形钢板，然后安装止水帘布及环形压板。
[0022]盾构11继续掘进，穿透接收端井壁211后直接上接收基座22上的导轨23。盾尾脱离后方隧洞31后，在隧洞管片41和盾尾千斤顶之间拼装负环管片，为盾构11向前掘进提供作用力。
[0023]盾构11通过二衬竖井21的施工过程中，为了便于拆卸，负环管片的拼装采用通缝拼装的形式；在盾构11通过二衬竖井21约IOOm后，隧洞管片与土体间的摩擦力足够为盾构11的掘进提供反作用力，此时可将负环管片拆除。根据二衬竖井21在隧道方向上的宽度，确定拼装负环管片的环数，拼装负环管片时在其中相邻两环管片之间增加工字钢垫块，拆除负环时将工字钢垫块去除，即可将顶紧的负环管片卸力，便于负环拆除；垫块采用I25a工字钢，长度10cm。为了保证负环管片的整体稳定性，每环负环管片42通过钢丝绳绑扎固定。同时，可以利用竖井21内的空间对盾构11及配套设备进行检修和维护，比如更换刀头等，避免出现继续施工中发生故障时在隧洞中不便于检修的问题。如此，盾构11在竖井21内不断铺设负环管片42并继续前行至竖井21另一侧的始发端井壁212。
[0024]在盾构11到达始发端井壁212前对始发端井壁212进行与接收端井壁211同样的削薄和边缘加固处理。接下来，盾构11继续掘进，并穿过始发端井壁212进入前方隧洞32，开始铺设隧洞管片41。
[0025]图3是盾构进入前方隧洞后的示意图。如图3所示，铺设隧洞管片41时，对管片与土体间的空隙43进行同步注浆，以减少土层扰动和地面沉降，保证施工安全。根据漏浆情况，适当的调整注浆压力和注浆量。当盾尾脱离竖井21后，对邻近竖井的隧洞管片41背后进行补浆，保证管片背后的密实性。在盾构11掘进隧洞6?8环后开始进行二次补浆。盾构11和配套设备完全进入隧洞后，调整止水帘布，封堵洞门。
[0026]至此，完成了盾构11在竖井21中的接收和始发的过程，盾构11顺利通过竖井21并继续向前掘进。
[0027]应理解以上说明书中所描述的【具体实施方式】仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
【权利要求】
1.一种盾构通过竖井的基座结构，其特征在于:它包括基座及导轨，在竖井内盾构通过的位置设置基座，并在基座上铺设供盾构移动的导轨，导轨的轨面标高低于当其适应于盾构轴线时的高程，在导轨与盾构机之间垫有滑块，滑块的厚度等于导轨的轨面标高与当其适应于盾构轴线时的高程之间的高度差，导轨在盾构接收端的高度低于其在盾构始发端的高度。
2.根据权利要求1所述的盾构通过竖井的基座结构，其特征在于:所述导轨为钢轨，所述基座为钢结构弧形导台基座。
【文档编号】E21D9/08GK203452796SQ201320453900
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】杨富强, 施笋, 方江华, 王坡, 张颍辉, 樊继丰, 马骏, 王振东, 贺现实, 肖宗莉 申请人:北京住总集团有限责任公司