⑴.设计施工图纸;
⑵.深圳以往盾构工程施工经验; ⑶.怡黄区间地质条件; ⑷.所选用海瑞克盾构机特点。 2. 编制目的
⑴.规范操作程序,指导现场施工; ⑵.确保盾构始发施工的安全、顺利。 3. 适用范围
中国中铁深圳地铁5号线5307标【怡景路站~黄贝岭站盾构区间】盾构工程怡景路站左线盾构始发施工。 4. 定义
4.1反力架、始发台
反力架是为盾构始发提供推进反力的钢架结构;始发台是支撑盾构机并使盾构机沿其轨道向前推进的钢架结构,包括两侧支撑盾构(或管片)的三角支撑架。
4.2洞门防水装置
指安装于洞门圈上,在盾构始发时起到止浆、止水作用的帘布橡胶板等。
4.3负环管片/0环管片
安装在盾构井内,支撑于负环钢管片及反力架上的钢筋混凝土管片,为盾构始发掘进提供反推力,其中部分位于盾构井内部分位于洞门圈内的管片称为0环管片。 5. 盾构始发施工步骤及技术措施
始发施工步骤流程图见图5-1所示 5.1洞门凿除
⑴.洞门凿除施工顺序和时间
洞门范围内车站围护结构外层混凝土破除→混凝土碴清理→割除车站围护结构外侧钢筋→围护结构混凝土破除→露出内层钢筋→待盾
构机组装调试完成→割除内层钢筋→清理废碴。
洞门凿除时间较长,约为10天。 ⑵.施工方法
a.洞门范围内车站围护结构混凝土破除
人工手持风镐将洞门范围内车站围护结构混凝土破除,露出外层钢筋后进行割除,凿出车站围护结构混凝土,保留车站围护结构最里层的钢筋网暂不割除。混凝土凿除顺序:按照从上往下的顺序依次往下进行凿出。
b.碴土清理、内层钢筋割除
根据盾构组装的进度,确定外层钢筋割除时间,在洞门处围护结构剩余混凝土凿除完成后,钢筋凿出顺序:按照从上往下的顺序割除桩体最里层的钢筋网,同时清理洞门凿除产生的废碴、钢筋、脚手架拆除等。清理完毕,防止洞门出现坍塌等异常情况,盾构机及时顶至掌子面后,进入始发掘进阶段。
5.2始发轨线铺设
⑴.始发阶段轨线铺设时需要占用车站底部约120米的位置。铺设
图5-1 始发施工步骤流程图
之前,先进行场地清理,轨线材料通过吊机运至始发井内、利用管片小车将钢轨运至铺设现场;
⑵.在始发井底部,确保盾构机后配套设备能够正常同步跟进盾构机主机设备,始发轨线中线与车站主体结构距离应最小保证2700mm。
⑶.钢轨铺设在车站底部上,采用膨胀螺栓沿每条轨道两边固定,膨胀螺栓间距每2000mm设置一组。
始发轨线铺设见附图一 始发轨线铺设设计图所示 5.3盾构机组装
组装顺序:5号拖车→4号拖车→3号拖车→2号拖车→1号拖车→连接桥→中体→前体→刀盘→螺旋输送机→盾尾。
5.4反力架/始发台定位、安装及支撑
考虑到原有反力架的变形,在使用前对反力架进行修理矫正。在精确测量定位后进行加固与支撑。反力架右侧以支撑于车站结构的预埋钢板上,右侧采用四条175mm的H型钢焊接支撑于车站底部预埋钢板上,反力架两根立柱底部应加设钢板进行垫实,具体的加固方法如:反力架加固方法见附图二 反力架支撑加固图所示;
始发台加固方法:将始发台四周以Φ18膨胀螺栓和加工的加固挡块固定于明挖盾构井底板上,始发台近洞门端应以H型钢支撑在始发井前端内衬墙上,盾构支撑架右侧支撑于左右线之间的底梁上,左侧支撑与盾构井左侧内衬墙上,始发台加固方法见附图三 始发台加固示意图所示。
5.5洞门防水装置安装
洞门防水装置安装顺序为:洞门圈预埋钢环(车站施工时已预埋)→安设双头螺栓→帘布橡胶板→圆环压板→以薄螺母固定→扇形压板→垫圈→螺母;
检查螺栓丝扣,安装双头螺杆,双头螺杆安装时必须确保栓结牢固; 双头螺杆栓结好后,安装帘布橡胶板,随帘布橡胶板的安装同时安装圆环压板,并用薄螺母将帘布橡胶板与圆环压板固定,最后安装扇形压板,并以与双头螺栓配套的螺母栓结压紧扇形压板,施工时必须确保
螺母栓结牢固。此时扇形压板应被固定于螺栓槽的最下位置;
为防止盾构机推进时,刀盘损伤帘布橡胶板,在盾构向前推进前应在帘布橡胶板外侧及边刀上涂抹黄油;
在盾构机切口环进入洞门圈后,及时查看折页压板是否松动,及时进行调整紧固,使其下折页压板边缘基本接触盾壳、压好帘布橡胶板,以保证能起到良好的密封效果;
在盾尾尾刷完全进入折页压板后再次调整压板位置,使其下边缘完全压在管片外弧面上,若未完全压紧,必要时进行压板加固,洞门防水装置安装示意图见图5-2洞门放水装置安装示意图。
预埋钢环板固定螺栓预埋钢环板固定螺栓 帘布橡胶密封板预埋钢环板固定螺栓 折叶压板盾构折叶压板注浆浆液折叶压板盾构进洞时状态管片管片管片拼装后的状态 进洞前状态
5.6导轨安装
导轨近掌子面端距洞门掌子面最突出位置保持800mm的距离,以防止刀盘旋转损坏导轨,近帘布橡胶板端距帘布橡胶板距离以不损坏帘布橡胶板为准。导轨位置以始发台滑轨延伸对应的位置为准,导轨以43kg/m的钢轨制作。
5.7负环管片安装
负环管片采用标准环,为防止负环管片失圆,负环管片采取错缝拼装,-6环管片封顶块位置定为1:00(封顶块向左偏移18°);
负环管片拼装时的支撑垫块。支撑块尺寸为:长1.8m,高60mm,宽120mm。支撑垫块加设在7、10、13号铰接油缸对应的位置,支撑垫块可采用b=160mm的槽钢,安装时需将近油缸端的300mm点焊于盾壳壳
图5-2 洞门防水装置安装示意图
体上,待完成始发阶段施工后再行割除;
-6环第一块管片的定位。在拼装-6环负环管片的第一块管片时,首先在-6环管片的A2块管片内弧面上划出管片向左偏移18°后位于弧底的位置,拼装时以水平尺进行确定;
邻接块B和C的安装。邻接块安装时,在盾尾盾壳上焊接吊耳,并用道链进行固定,以支撑管片并保证施工的安全,待封顶块纵向推插到位后,拆去道链,割除吊耳,紧固封顶块与邻接块的螺栓。-6环管片拼装完成后的状态如图5-3 -6环安装成环状态示意图所示,负环拼装见附图四负环拼装示意图所示。
负环管片的螺栓与防水材料。-6~-1环管片只粘贴丁腈软木橡胶板(纵缝)和软木衬垫(环缝),不粘贴止水条和自粘性橡胶薄片,管片连接螺栓也不需加遇水膨胀橡胶圈,0、+1环必须正常使用防水材料;
负环管片外侧支撑。在每环管片推出盾尾后,在管片外的支撑三角架纵向工字钢及始发台轨道上用木制或铁制的楔子及时进行支垫,将管片压力均匀的传递给三角架。每环管片加设两个楔子,每间隔两个木楔子加设一个铁楔子。
5.8始发掘进与注浆 ⑴.掘进与注浆开始时间 掘进开始时间为:
刀盘里程为ZDK37+952.308。 注浆开始时间为:
刀盘里程为ZDK37+961.308时,总注浆量为18m3。 ⑵.始发段掘进 1)土仓压力控制
根据盾构始发端隧道工程地质情况,在始发掘进时采用全土压模式掘进,在掘进过程中土仓压力保持在1.2bar(指5号传感器数值,本方案其余地方同此意)。在盾构停机时土仓压力建立至1.3bar。
2)推力控制
为保证反力支撑系统的安全,盾构推进总推力由400t以每次5t的速度有序的逐步增加,最大总推力不超过800t。值班技术人员必须做好相应的记录,在交接班或更换操作人员时,必须将推力作为一项重要的内容进行交接。
3)其它参数控制
加强碴土改良与出碴量控制。每环泡沫剂用量取40~50L,出碴量控制在55m3以下; 图5-3 -6环管片成环后状态 掘进方向朝里 盾构姿态调整。基于盾构刀盘自重的影响盾构以高于设计轴线30mm进洞,同时盾构进洞位于直线段,盾构位于始发台上时不进行任何姿态调整,待盾尾拖出始发台后,若需调整姿态,原则上每环姿态调整量控制在6mm以内;
为防止盾构机机身在未进入土体时产生旋转,在始发台上将焊接防滑挡块。盾构向前推进过程中必须注意到防滑挡块的位置,避免损坏帘布橡胶板,待防滑挡块将进入防水装置前,必须割除。
⑶.始发段注浆
始发段注浆浆液采用水泥砂浆,砂浆施工配合比如表5-1所示;
在+3环安装完后,紧固好管片连接螺栓,停止掘进对洞门圈进行注浆,注浆时必须密切关注洞门密封装置的变形情况,出现漏浆及时停止注浆,根据具体情况及时采取相应的措施进行处理。
表5-1 同步注浆材料配比表
水泥(kg) 160 粉煤灰(kg) 381 膨润土(kg) 54 砂(kg) 779 水(kg) 465 外加剂 根据试验加入 6. 始发段洞内水平、垂直运输
始发阶段轨线在怡景路站场内直接采用双线铺设,始发觉进列车编组计划采用一组列车编组,由1节电瓶车、5节矿车、1节砂浆车和2节管片车。正常掘进采用两列列车编组,两列列车编组相同均由:1节电瓶车、5节矿车、1节砂浆车和2节管片车,始发掘进所有进出料都通过盾构始发井的出土井进行垂直运输。列车编组见图6-1 列车编组示意图所示。
电瓶车矿车
矿车矿车矿车矿车砂浆车管片车管片车图6-1 列车编组示意图
6.1管片运输及其它材料供应 ⑴.管片供应
管片由专门管片供应商生产,运至现场前防水材料涂刷完毕。在现场由管片组粘贴管片止水条、软木衬垫,完成对管片防水的施作。
⑵.管片运输
利用15T门吊卸管片及其它材料的吊运工作,始发阶段利用汽车吊或40T门吊进行管片下放以及碴土倒运,同时完成管片和各种材料的运输和供应工作。
⑶.碴土运输
采用45T门吊出碴,电瓶车带动矿车来完成碴土的水平运输。
为保证人员和机械安全,盾构的整个始发过程在有经验的技术人员指导下进行, 始发参数必须符合有关工程技术要求。
6.2人员上下井通道
人员上下楼梯通道搭设为避免影响左线始发材料垂直运输,从地面引向右线始发井内搭接到车站中板上,通至中板楼梯口再搭接至车站地板,楼梯宽度1.2m,楼梯根据现场实际长度进行量取,与各层夹角控制在40+2度为宜。楼梯通道搭设见:附图五 楼梯搭设设计图所示。 7. 工期安排
盾构始发前进度计划详见表7-1 工期安排表。
表7-1 盾构始发工期安排表
序号 01 02 03 04 05 06 07 08 项 目 下井楼梯安装 车站站台层段临时轨道铺设 后配套、(1-5)#拖车下井 始发台定位加固、盾构机主机下井 洞门围护桩外层混凝土的凿除和钢筋的割除 洞门帘幕橡胶板安装 反力架下井、加固定位 组装主机及调试、割除洞门内层钢筋 刀盘推进、盾构始发 开始时间 2009-5-1 2009-5-4 2009-5-9 2009-5-11 2009-5-15 2009-5-18 2009-5-18 2009-5-20 2008-5-23 结束时间 2009-5-3 2009-5-8 2009-5-10 2009-5-12 2009-5-18 2008-5-19 2009-5-20 2009-5-22
8. 始发材料计划表
表8-1 始发段材料计划
序号 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 项目及名称 砂 水泥 注浆 粉煤灰 膨润土 水玻璃 帘布橡胶板 洞门防水装置 双头螺栓 折页板 黄油 钢板δ=20mm 钢板δ=10mm 木楔子 规格 细砂 PC 32.5 一级 GB5782-86 50×25×25cm 单位 M3 t t t t 套 个 套 kg M2 M2 个 个 数量 180 60 122 20 5 2 300 2 10 15 15 40 24 28 50 25 30 6 20 铁楔子 钢轨 尖头轨枕 轨 道 H型钢轨枕 轨道连接件 管片防雨布 油枕 43kg/m L=6.25m L=3.3-2.8m L=2500 根 根 根 套 套 根 16 17 18 19 表8-2 始发段机械设备及相关工具计划
序号 01 02 03 04 05 06 07 08
风镐 丝锥 补强注浆机 风动扳手 管片吊装孔封堵塞扳手 管片吊装螺栓勾头扳手 污水泵 砂浆车 名称 规格 M20 单位 把 把 台 把 把 把 台 台 数量 4 2 1 2 4 2 4 3 备注 机施准备、工程部确认 09 10 11 碴车 风机 风管 37kw×2 Φ800 节 台 m 5 1 50 9. 劳动力组织
始发阶段施工分为日夜两班,每班的劳动力组织如表9-1所示:
表9-1 劳动力组织表
序号 1 2 3 4 5 工 种 工长 值班工程师 质检工程师 内业员 安全员 人 数(每工班) 1 1 1 1 1 职 责 洞内、洞外施工组织、协调 现场施工技术指导,掘进参数记录 现场施工的质量检查 施工进度的统计及资料的整理 现场安全管理 协助技术人员进行现场施工管理,负责6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 工班长 主司机 注浆司机 管片工 机车司机 调车员 普工 门吊司机 砂浆组 管片组 合 计 1 劳动力安排 1 2 及注浆施工记录 3 1 1 2 2 3 3 24 负责安装管片 负责电瓶机车操作 指挥电瓶机车运行 负责水管、人行踏板及轨线延伸等 负责门吊的操作 负责注浆的操作 负责管片供应及放水材料粘贴 操作盾构机 负责注浆泵的操作 备 注 10. 盾构始发施工的注意事项
⑴.对始发台、反力架进行全面的检查与修理,安装固定必须在定位完成后进行,反力架支柱底部必须以钢板垫实,始发台必须通过加固
挡块固定于地面上,近洞门端须支撑于始发井前端内衬墙上;
⑵.洞门防水装置安装时必须将连接螺栓栓接牢固,防止帘布橡胶板外翻影响防水效果;
⑶.在进行洞门凿除、始发台加固等施工操作时,注意对帘布橡胶板的保护;
⑷.端头洞门凿除时,确保将洞门圈周边的钢筋及混凝土清除干净,避免对盾构掘进造成影响;
⑸.负环管片安装必须确保封顶块位置、管片成圆度的精度。 11. 应急预案
11.1始发掘进时引起盾构机姿态变化大
若始发推进发生盾构机姿态超限时,将进一步减小推力、降低转速,加固始发台和反力架,加强防滑挡块,防止盾构机旋转,确保盾构的始发姿态的正确。
11.2始发掘进时发生涌水、涌砂
始发掘进过程中发生涌水、涌砂现象,应立即停机进行补充注浆作业,浆液可采用双液浆,及时回填松软地层孔隙,确保地层尽快稳定,保证盾构始发的安。
若涌水、涌砂现象严重,可在盾壳上进行压密式注浆,地点是在地面原加固基础上增设的,间距1.0m,钻孔深度为沿着盾壳以上1.0m,注浆深度为孔底以上3m,注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆。 12. 安全注意事项
⑴.始发期间工序繁多,施工时尽量避免不同施工工序在施工场地上产生相互干涉。施工人员注意防止滑倒摔跌,施工过程中做好自防、互防与协防;
⑵.反力架、洞门防水装置、洞门凿除均可能会在高空作业,作业人员应佩戴安全带;
⑶.反力架安装过程中进行吊装时,必须由专人进行指挥,施工人员相互协调作业,临时固定必须牢固可靠;
⑷.第一环负环管片安装尤其是邻接块安装时必须做好支撑,第一
环安装成环后也应做好与负钢环的连接。在负环管片推出盾尾时及时在始发台、支撑架横梁处以楔形块进行支垫;
⑸.在负环管片安装过程中注意对管片安装机等设备的保护,尽量规范操作;
⑹.始发掘进前对盾构机各系统进行全面的调试与检查,确保设备能正常工作。 附图:
附图一:始发台轨线铺设图
附图二:左线始发反力架支撑安装图 附图三:始发台加固支撑示意图 附图四:负环管片安装示意图 附图五:下井楼梯通道搭设图
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容