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        盾構(gòu)機(jī)地下對(duì)接及洞內(nèi)拆解施工技術(shù)研究

        2020-03-06 01:30:26劉承宏陳宇博
        工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2020年18期
        關(guān)鍵詞:施工

        劉承宏,陳宇博

        (中鐵三局集團(tuán)第二工程有限公司,石家莊050031)

        1 引言

        盾構(gòu)施工法是暗挖法施工中的機(jī)械化施工方法,具有掘進(jìn)速度快、施工安全風(fēng)險(xiǎn)低、機(jī)械化程度高、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)[1]。傳統(tǒng)的盾構(gòu)法施工是在始發(fā)井及到達(dá)井安裝及拆解盾構(gòu)機(jī),但不能實(shí)現(xiàn)在接收井拆解、吊出設(shè)備,因此,需另辟蹊徑,以保證施工各項(xiàng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

        2 工程概況

        石家莊軌道交通2號(hào)線一期工程04標(biāo)段,左線起點(diǎn)里程ZK28+213.192,終點(diǎn)里程ZK29+086.797,長(zhǎng)858.183m(短鏈15.422m);右線起點(diǎn)里程YK28+213.191,終點(diǎn)里程YK29+086.797,長(zhǎng)873.606m。

        3 對(duì)接及拆解主要工藝原理

        采用2臺(tái)盾構(gòu)從兩端同時(shí)相向掘進(jìn),先行盾構(gòu)機(jī)到達(dá)對(duì)接位置,先對(duì)先行盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行管片及盾體注漿,管片拉緊,并先期進(jìn)行拆解。當(dāng)后行盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)至先行盾構(gòu)機(jī)30環(huán)管片時(shí),進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整掘進(jìn),直至與先行盾構(gòu)刀盤面板間距約50cm時(shí)(2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)中心刀已接觸),然后對(duì)第一臺(tái)盾構(gòu)中心刀進(jìn)行刨除作業(yè),盾構(gòu)機(jī)繼續(xù)推進(jìn)至兩刀盤先行刀接觸,縮短刀盤外圈間隙。而后用鐵板搭接方式對(duì)刀盤外鋼圈的進(jìn)行封堵作業(yè),完成對(duì)接工作。開(kāi)始洞內(nèi)拆解盾構(gòu)機(jī),后配套拆運(yùn)采用整體拆運(yùn)出洞,盾構(gòu)主機(jī)及刀盤采用分塊拆運(yùn),運(yùn)輸方式采用有軌運(yùn)輸。

        4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

        4.1 拆機(jī)前準(zhǔn)備

        拆機(jī)前對(duì)盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng)內(nèi)渣土進(jìn)行清理,刀盤背面開(kāi)口及切口處已用鋼板焊接封閉。盾構(gòu)拆機(jī)前將盾尾后30環(huán)管片壁后補(bǔ)充注漿,最后10環(huán)管片用拉緊裝置連接拉緊,同時(shí)T形板將管片與盾尾固定,防止因千斤頂頂力釋放后,管片環(huán)間縫隙增大,引起環(huán)縫漏水。刀盤周邊采用超前小導(dǎo)管注漿加固土體,防止洞內(nèi)拆機(jī)時(shí)造成土體塌陷。

        4.2 先行盾構(gòu)機(jī)拆機(jī)

        4.2.1 管線路拆除

        管線路拆除應(yīng)注意以下事項(xiàng):(1)在確認(rèn)主機(jī)部位設(shè)備不再工作后斷開(kāi)控制電,只保留配電柜的照明和插座箱回路供電以及空壓機(jī)回路供電,高壓電在拆后配套時(shí)斷電;(2)拆除盾體內(nèi)控制盒到主控室的控制電纜、動(dòng)力設(shè)備到配電柜的動(dòng)力電纜、管片拼裝機(jī)到控制室的控制電纜、盾體內(nèi)傳感器和電磁閥到控制盒的電纜,并做好電纜標(biāo)識(shí);(3)將回油管內(nèi)的液壓油吹回油箱,油箱內(nèi)的液壓油必須完全放出,并將拆卸的油脂管、液壓管用堵頭將油管、油口堵塞,防止贓物進(jìn)入油脂系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。

        4.2.2 后配套拆卸

        后配套拆卸應(yīng)注意:(1)拆除連接橋及1#~4#拖車頂部的皮帶輸送機(jī)、風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒起吊架并通過(guò)電瓶車運(yùn)至隧道外;(2)拆除連接橋及1#~4#拖車?yán)瓧U、連接銷,拆除各拖車之間水、氣、液壓等管路,并對(duì)接頭做好保護(hù)措施;(3)將渣土車送至4#拖車框架的中間位置,用4個(gè)50t千斤頂將拖車頂起,將200mm長(zhǎng)H型鋼放到渣土車合適位置,緩緩卸下千斤頂,將拖車平穩(wěn)的降置于渣土車上;(4)按照上述方法依次將3#拖車、2#拖車、1#拖車運(yùn)送至隧道外;(5)連接橋拆除,用4個(gè)千斤頂將連接橋頂起,將H型鋼放到管片車底板合適位置,緩緩卸下千斤頂,并將連接橋平穩(wěn)的降置于管片車底板上,將其運(yùn)至隧道外。

        4.2.3 螺旋機(jī)拆除

        螺旋機(jī)拆除包括:(1)前移拼裝機(jī)、底部油缸收回、螺旋機(jī)驅(qū)動(dòng)部拆除;(2)完全收回螺旋輸送機(jī)螺桿,然后斷開(kāi)設(shè)備橋與主機(jī)的所有電器、流體、液壓線路并妥善綁扎放置;(3)制作螺旋輸送機(jī)吊裝架;(4)通過(guò)手拉葫蘆逐漸收緊逐漸釋放,將螺旋機(jī)拆除并放置管片車上。

        4.2.4 管片拼裝機(jī)拆卸運(yùn)輸

        管片拼裝機(jī)拆卸運(yùn)輸應(yīng)注意:(1)管片拼裝機(jī)在拆解前須旋轉(zhuǎn)180°,使其抓取頭在12點(diǎn)鐘位置處,并將其固定;(2)拆除工作平臺(tái)、管路支架(包括內(nèi)部拖鏈油管等)以及拼裝機(jī)大吊耳;(3)安裝拆解支架并拆除管片拼裝機(jī)[2]。

        4.2.5 井字梁拆除

        井字梁拆除應(yīng)注意以下事項(xiàng):(1)井字梁拆除前,確認(rèn)管片拼裝機(jī)及盾體上的工作平臺(tái)拆除完畢,并預(yù)備好平放井字梁的支撐(長(zhǎng)200mm H型鋼2根);(2)在盾尾頂部1 000mm、2 000mm處各焊接10t吊耳1個(gè);(3)使用中盾鉸接油缸座通過(guò)10t手拉葫蘆將井字梁預(yù)拉緊。

        4.3 刀盤前土體加固

        對(duì)接地層加固止水施工包括管片背后二次注漿封堵倉(cāng)內(nèi)盾尾后部來(lái)水施工及盾構(gòu)機(jī)超前注漿對(duì)對(duì)接地層加固止水施工。

        1)管片背后二次注漿封堵倉(cāng)內(nèi)盾尾后部來(lái)水。先行盾構(gòu)對(duì)盾尾后30環(huán)管片進(jìn)行注雙液漿處理。2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)對(duì)接上后,后停機(jī)盾構(gòu)也同樣對(duì)盾尾后30環(huán)管片進(jìn)行注雙液漿處理。

        2)超前注漿地層加固。域地層進(jìn)行加固。2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)對(duì)接后,后停盾構(gòu)同樣利用盾構(gòu)機(jī)上超前注漿孔對(duì)對(duì)接區(qū)域地層進(jìn)行加固。

        4.4 2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)對(duì)接

        在后行盾構(gòu)機(jī)到達(dá)對(duì)接位置前30環(huán)開(kāi)始分階段調(diào)整施工參數(shù),主要分為3階段控制:

        1)對(duì)接前的第一階段(離對(duì)接里程36~2m)。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入對(duì)接前30環(huán)開(kāi)始,掘進(jìn)速度由原來(lái)正常段的35~45mm/min減至20~40mm/min,土倉(cāng)壓力由原來(lái)的130~150kPa逐步調(diào)整至100~120kPa以下,同時(shí)通過(guò)先行盾構(gòu)機(jī)刀盤前方的土壓力荷載密切監(jiān)測(cè)壓力變化情況,保證先行盾構(gòu)機(jī)刀盤前方受力在控制范圍內(nèi)。

        2)對(duì)接前的第二階段(離對(duì)接里程2~0.8m)。進(jìn)入該階段,掘進(jìn)速度由原來(lái)正常段的20~40mm/min減至10~20mm/min,土倉(cāng)壓力由原來(lái)的100~120kPa逐步調(diào)整至50~80kPa。因刀盤對(duì)接范圍內(nèi)土體進(jìn)行預(yù)加固處理,刀盤前方土倉(cāng)壓力按逐步降低的原則,盡量減小對(duì)接后倉(cāng)內(nèi)土體的存量,減少人工出渣量縮短拆解工期。

        3)對(duì)接前的第三階段(離對(duì)接里程0.8m范圍內(nèi))。當(dāng)?shù)侗P中心刀尖距對(duì)接里程0.8m時(shí)盾構(gòu)。掘進(jìn)速度降為5~10mm/min,土倉(cāng)壓力降為10~30kPa。盡量將土倉(cāng)排空,減小倉(cāng)內(nèi)土體堆載及對(duì)先行盾構(gòu)機(jī)刀盤的直接頂推力,在先行盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng)中部焊5mm薄鐵板,觀察薄鐵板的變形情況,一旦發(fā)生變形即停止推進(jìn),使用內(nèi)窺鏡通過(guò)上方觀察孔觀察刀盤前方對(duì)接情況。

        4.5 后行盾構(gòu)機(jī)拆解及先行盾構(gòu)機(jī)刀盤拆除

        對(duì)接完成后,將2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)刀盤之間用2cm厚的鋼板進(jìn)行封堵;2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)對(duì)接上后,盾尾后30環(huán)管片進(jìn)行注雙液漿處理;開(kāi)始對(duì)先行盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)行割除,同時(shí)進(jìn)行后行盾構(gòu)機(jī)拆解;拆機(jī)過(guò)程與先行盾構(gòu)機(jī)拆機(jī)過(guò)程相同。

        5 結(jié)語(yǔ)

        采用2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)地下對(duì)接及洞內(nèi)拆解的方法,避免了地面開(kāi)挖豎井,縮短了工期、降低了成本,保證了施工安全和質(zhì)量,效果明顯,贏得了社會(huì)各界的廣泛贊譽(yù),取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。為類似工程的施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

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