公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法与流程

本发明属于隧道盾构施工领域，尤其涉及一种公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法。

背景技术：

1、盾构隧道施工前，通常需要在洞门外侧拼装负环管片，辅助盾构机向前顶进。由于盾构机顶进推力较大，因此，对负环管片以及反力架的承载能力要求较高。另外，由于盾构机以负环作为支撑点，所以对负环的拼装精度同样有较高的要求。施工中为避免拼接好的负环管片发生变形，通常采用焊接的方式将负环管片连成一整体，这种方式虽然能够有效避免施工过程中出现的偏位、椭变等情况，但是后期拆除作业难度较大，且一旦出现偏位、椭变等情况则难以进行纠偏作业。管片成环前，主要通过焊接卡扣与盾尾和反力架临时固定，成环后再解除临时固定措施，这种方式现场作业量大、管片位置难以调整。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法。

2、这种公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，包括以下施工步骤：

3、步骤一、浇筑始发基座，并安装支撑钢轨、导向钢轨和反力架；依托始发基座逐节段组装盾构机，盾尾钢环支撑在支撑钢轨上，在盾尾钢环和导向钢轨之间安装防转支架；

4、步骤二、组装导向承载结构，将液压千斤顶前端与支撑钢环固定，后端与反力架固定；调整导向承载钢环与隧道在同一直线上；

5、步骤三、在盾尾钢环内依托导向承载钢环安放负环管片并通过拉结固定螺杆临时固定，使用环向紧固螺栓将负环管片固定形成负环一；

6、步骤四、逐个增长拆除拉结固定螺杆将负环管片固定在负环一前，固定形成负环二后将负环二与负环一连接固定；

7、步骤五、通过盾尾钢环内的顶推千斤顶将负环一顶出，使用弧形支撑楔块对负环一进行支撑固定；

8、步骤六、重复拼接负环并顶出固定，直至盾构机完全进入地层内。

9、作为优选，步骤一中，浇筑始发基座，并将支撑钢轨安装在始发基座的中部，导向钢轨安装在始发基座的两侧、反力架安装在始发基座的后端。

10、作为优选，步骤一中，依托始发基座逐节段组装盾构机，盾尾钢环支撑在支撑钢轨上，在盾尾钢环上安装防转支架，将防转支架的弧形抱板与盾尾钢环点焊固定，防转支架的支撑滑轮支撑在导向钢轨。

11、作为优选，步骤二中，导向承载结构包括导向承载钢环、支撑钢环、橡胶环、液压千斤顶和导向螺杆，导向承载结构通过液压千斤顶安装在反力架上，所述导向螺杆的一端与导向承载钢环固定，导向螺杆的另一端穿过橡胶环并从支撑钢环上穿出，橡胶环夹在导向承载钢环和支撑钢环间，液压千斤顶的后端与反力架固定，液压千斤顶的前端与支撑钢环固定，液压千斤顶沿支撑钢环周向布置多个；步骤三具体为，在地面组装导向承载结构，然后将液压千斤顶的前端与支撑钢环固定、液压千斤顶的后端与反力架固定；导向承载结构安装就位后，通过控制液压千斤顶的伸缩调整导向承载钢环的轴线倾角，使导向承载钢环与隧道轴线在同一直线上。

12、作为优选，步骤三中，进行负环一的拼接时，将负环管片运输至盾尾钢环内，依托导向承载钢环进行负环管片的拼接，负环管片安放就位后，将卡扣钩住负环管片的前端，拧紧拉结固定螺杆使负环管片的后端紧贴导向承载钢环，负环一所有的负环管片安放就位后，使用环向紧固螺栓将相邻的负环管片固定形成一个整体的圆环。

13、作为优选，步骤四中，进行负环二的拼接时，接着负环一向前安放负环管片，负环二与负环一的纵向拼缝互相错开；负环二的负环管片逐片安放就位后，逐个拆除拉结固定螺杆前端的卡扣，并增加接长螺杆，然后再安上卡扣，拧紧拉结固定螺杆，对负环管片进行固定；负环二所有的负环管片安放就位后，使用环向紧固螺栓将相邻的负环管片固定形成一个整体的圆环，并使用纵向紧固螺栓将负环二与负环一连接固定。

14、作为优选，步骤五中，通过盾尾钢环内的顶推千斤顶将负环一从盾尾钢环内顶出，然后使用弧形支撑楔块对负环一进行支撑固定，弧形支撑楔块对称设置在负环一的两侧，并将钢丝绳从负环一下方穿出并绕在负环一上，然后使用紧固螺杆将两跟钢丝绳端部的钢丝绳连接器连接在一起，并通过紧固螺杆使钢丝绳箍紧负环管片。

15、作为优选，步骤六具体为，按照步骤四所述的方法逐节拼接负环管片形成负环，并按照步骤五所述的方法逐节将拼接成环的负环从盾尾钢环内顶出并固定，直至盾构机完全进入地层内。

16、公铁合建大断面盾构隧道负环拼装体系，由上述任一所述方法得到的。

17、本发明的有益效果是：

18、1)本发明提出的导向承载结构，依托反力架安装固定，可以为负环管片拼装提供稳定可靠的临时支撑，另外，在管片拼装作业前可以通过液压千斤顶精确调整导向承载钢环的轴线，确保负环管片拼装作业的位置精度。

19、2)负环管片安放就位后、联结成环前，通过拉结固定螺杆临时拉结固定，可有效避免负环管片移位，降低负环管片的安装难度。

20、3)联结成环的管片从盾尾钢环推出后，采用弧形支撑楔块支撑固定，可有效避免负环移位；另外，弧形支撑楔块前端设有钢丝绳，两对弧形支撑楔块上的钢丝绳缠绕在负环外侧，避免负环发生椭变；弧形支撑楔块下侧还设有限位槽，可有效避免弧形支撑楔块被负环管片挤出。

21、4)本发明提出的负环拼装施工方法，与传统施工技术相比，可有效提升负环管片拼装定位的精度，减少现场工作量、提升施工效率、降低后期负环管片的拆除难度，节约施工成本。

技术特征：

1.一种公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

2.根据权利要求1所述的公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，其特征在于，步骤一中，浇筑始发基座(21)，并将支撑钢轨(23)安装在始发基座(21)的中部，导向钢轨(24)安装在始发基座(21)的两侧、反力架(22)安装在始发基座(21)的后端。

3.根据权利要求1所述的公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，其特征在于，步骤一中，依托始发基座(21)逐节段组装盾构机，盾尾钢环(31)支撑在支撑钢轨(23)上，在盾尾钢环(31)上安装防转支架(33)，将防转支架(33)的弧形抱板(35)与盾尾钢环(31)点焊固定，防转支架(33)的支撑滑轮(34)支撑在导向钢轨(24)。

4.根据权利要求1所述的公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，其特征在于，步骤二中，导向承载结构包括导向承载钢环(11)、支撑钢环(12)、橡胶环(13)、液压千斤顶(14)和导向螺杆(15)，导向承载结构通过液压千斤顶(14)安装在反力架(22)上，所述导向螺杆(15)的一端与导向承载钢环(11)固定，导向螺杆(15)的另一端穿过橡胶环(13)并从支撑钢环(12)上穿出，橡胶环(13)夹在导向承载钢环(11)和支撑钢环(12)间，液压千斤顶(14)的后端与反力架(22)固定，液压千斤顶(14)的前端与支撑钢环(12)固定，液压千斤顶(14)沿支撑钢环(12)周向布置多个；步骤三具体为，在地面组装导向承载结构，然后将液压千斤顶(14)的前端与支撑钢环(12)固定、液压千斤顶(14)的后端与反力架(22)固定；导向承载结构安装就位后，通过控制液压千斤顶(14)的伸缩调整导向承载钢环(11)的轴线倾角，使导向承载钢环(11)与隧道轴线在同一直线上。

5.根据权利要求1所述的公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，其特征在于，步骤三中，进行负环一(51)的拼接时，将负环管片(53)运输至盾尾钢环(31)内，依托导向承载钢环(11)进行负环管片(53)的拼接，负环管片(53)安放就位后，将卡扣(18)钩住负环管片(53)的前端，拧紧拉结固定螺杆(16)使负环管片(53)的后端紧贴导向承载钢环(11)，负环一(51)所有的负环管片(53)安放就位后，使用环向紧固螺栓(54)将相邻的负环管片(53)固定形成一个整体的圆环。

6.根据权利要求1所述的公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，其特征在于，步骤四中，进行负环二(52)的拼接时，接着负环一(51)向前安放负环管片(53)，负环二(52)与负环一(51)的纵向拼缝互相错开；负环二(52)的负环管片(53)逐片安放就位后，逐个拆除拉结固定螺杆(16)前端的卡扣(18)，并增加接长螺杆(19)，然后再安上卡扣(18)，拧紧拉结固定螺杆(16)，对负环管片(53)进行固定；负环二(52)所有的负环管片(53)安放就位后，使用环向紧固螺栓(54)将相邻的负环管片(53)固定形成一个整体的圆环，并使用纵向紧固螺栓(55)将负环二(52)与负环一(51)连接固定。

7.根据权利要求1所述的公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，其特征在于，步骤五中，通过盾尾钢环(31)内的顶推千斤顶(32)将负环一(51)从盾尾钢环(31)内顶出，然后使用弧形支撑楔块(41)对负环一(51)进行支撑固定，弧形支撑楔块(41)对称设置在负环一(51)的两侧，并将钢丝绳(44)从负环一(51)下方穿出并绕在负环一(51)上，然后使用紧固螺杆(46)将两跟钢丝绳(44)端部的钢丝绳连接器(45)连接在一起，并通过紧固螺杆(46)使钢丝绳(44)箍紧负环管片(53)。

8.根据权利要求1所述的公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，其特征在于，步骤六具体为，按照步骤四所述的方法逐节拼接负环管片(53)形成负环，并按照步骤五所述的方法逐节将拼接成环的负环从盾尾钢环(31)内顶出并固定，直至盾构机完全进入地层内。

9.公铁合建大断面盾构隧道负环拼装体系，其特征在于，由权利要求1至8中任一所述方法得到的。

技术总结
本发明涉及一种公铁合建大断面盾构隧道负环拼装施工方法，本发明的有益效果是：依托反力架安装导向承载结构，为负环管片拼装提供稳定可靠的临时支撑，确保负环管片拼装作业的位置精度；负环管片安放就位后、联结成环前，通过拉结固定螺杆临时拉结固定，可有效避免负环管片移位；联结成环的管片从盾尾钢环推出后，采用弧形支撑楔块支撑固定，并使用钢丝绳将负环管片捆紧，可有效避免负环移位及椭变。与传统施工技术相比，本发明可有效提升负环管片拼装定位的精度，减少现场工作量、提升施工效率、降低后期负环管片的拆除难度，节约施工成本。

技术研发人员：万鹏,肖明清,房中玉,刘聪,张迪,殷杰,许早元
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13