组装管片拼装机(第一次前移盾体)结合竖井可利用的空间及拼装机尺寸,组装管片拼装机需将前中盾(含刀盘)整体向小里程平移5.34m。移动形式,采用辅助液压站和钢制传力构件靠后端挡墙提供反力。拼装机下井组装见图5。
组装尾盾(盾体刀盘第二次平移)组装盾尾需将盾体(含刀盘)整体向小里程第二次平移4.2m。移动形式,采用辅助液压站和增加钢制传力构件靠后端挡墙提供反力,然后尾盾下井组装焊接,如图6所示。
喂片机、1号台车前半部分、连接桥下并组装(盾体刀盘第三次平移)组装喂片机、1号台车前半部分需将盾体(含刀盘)整体向小里程第3次平移12.8m。移动形式采用辅助液压站和增加钢制传力构件靠后端挡墙提供反力。然后将喂片机、1号台车前半部分连接桥下井与盾体连接焊接,需要注意的是下1号台车前半部分之前,需将竖井底部设钢支撑搭设后配套台车的行走轨道并延伸至北洞5.7m)。
1号台车后半部分下井组装(盾体刀盘第四次平移)1号台车后组装盾尾需将盾体(含刀盘)整体向小里程第4次平移8.9m。此时盾尾在北洞内距竖井13.78m。在平移之前需将洞口至盾尾的13.78m底部现浇成弧形底板,内弧面与管片内弧一致,为喂片机的运行及后期中间箱涵拼装提供条件,并将该段后配套台车轨道从井口延伸至盾尾。然后平移,再将1号台车后半部分下井组装连接。见图7所示。
将盾构机1号台车顶推至掌子面,完成分体始发从井口13.78m处具备拼装管片条件,此时拼装底部两块管片,采用类似与益田路隧道出洞空推方式将盾构机及1号台车顶推120m盾尾停留在反力架小里程。然后依次下2号台车、3号台车、4号台车。3号台车下井后从井口拼装中间箱涵,空推期间的管片、混凝土运输采用电瓶车有轨运输。完成液压、电器、水管、压缩空气、进排浆管道连接后调试盾构机完成盾构机分体始发。试掘进后,安装4号、1号台车,正式始发掘进。见图8。
盾构分体组装始发关键技术
洞门密封安装为了防止盾构始发掘进时泥浆、地下水从盾壳和洞门的间隙处流失,以及盾尾通过洞门后,管片外径与刀盘开挖轮廓之间同步注浆浆液的流失,在盾构机始发时需安装洞门临时密封装置。本项目采用双道临时防水密封装置,每道洞门防水密封装置由帘布橡胶、沿圆周均匀布置的144块固定板、144块翻版、%块1型加劲板、48块2型加劲板以及配套的板垫片和螺栓等组成。
预埋钢环加工的技术要求洞门钢环板内径允许误差Da=±10mm,任意点检测;环板宽度允许误差0~+3mm;整个平面不平整度蕊6mm;焊缝需连续焊,不漏焊,焊缝高度为8mm,且不允许出现渗漏;翻板、螺孔要均布,相邻孔间距误差毛2mm。
因始发段处于12%。的纵坡上,为了使洞门钢环的纵轴线和线路纵坡一致(帘布橡胶板、压板到盾体距离相等),保证洞门密封及防水效果,必须使洞门钢环所形成的环面与线路中线垂直(即与铅垂线呈00 41' 15")。因洞门钢环外径13.6m,在直径高度顶底部卜形成163mm的纵向偏差值。
洞门密封措施及控制要点当盾构机刀盘全部通过第二道密封后,须在两道密封间利用预留注脂孔向内注油脂。注脂压力低于泥水压力0.1 bar。当盾尾通过第一道密封且折叶板下翻后,进一步加注油脂,等盾尾通过一环以后开始采用钢环预埋注浆孔注浆进行封堵洞门。
矿山法洞内盾构机盾体空推倒台设计盾构机在到达空推段之前需要在矿山法隧道内完成混凝土导台导轨的预埋和导台混凝土浇筑,为盾构机的空推掘进及底部管片的拼装提供导向和支撑作用,混凝土导台高度为1.3m。盾构机空推时拆除边缘滚刀和刮刀,通过刀盘在导轨上滑移前进。
洞口段后配套行走轨道基座的设计考虑到盾构机分体始发的4次平移、后配套行走、喂片机的行走、后期箱涵拼装需要,要在第4次平移之前对洞口5.7m长后配套行走基座和13.78m工艺弧板进行浇注和安装。其目的是:①作为盾体再次平移之后的反力墙;②作为中间箱涵拼装的平台;③作为后配套台车行走轨道支撑。工艺底板及后配套行走见基座示意图9。
物料运输轨道布设形式根据电瓶车结构,在管片底部(弧形板)上布设单根长2.0m,宽0.2m,高0.2m轨枕,两侧底部设置与管片弧度相等的垫块。在轨枕上部预留4个螺栓孔,通过预留螺栓孔设置垫块用于固定轨道,轨道采用43轨,两条轨道中心间距为1.0m。
反力架设计安装考虑到洞内安装条件,反力架设计成Q型,分5块组成。由于反力架内径小于盾构机直径,需先对反力架进行洞内组装隐藏,待盾构机盾体通过后复位安装。在盾构机达到之前,先将底部块沉底(扩挖槽),左右两块(中间块)底部支撑在导台上,并通过侧向锚固在二衬上。
盾体通过后将底部块抬升至理论高度后浇筑混凝土;拆除左右中间块支撑,与底部块栓接焊接;顶部2块靠拼装机及搭设导梁滑移至盾尾后,然后与中间块栓接、焊接。
因始发段位于1.2%的上坡,反力架竖直安放,反力架与隧道空推段扩人端洞壁存在2.813m的间隙通过斜撑将反力传递至正常段二衬上。首环负环顶部与反力架基准钢环密贴,有顶部至底部由夹角形成的间隙用钢楔块填塞,钢楔块厚度由。过渡至15.4cm。
施工总结
超大直径泥水盾构机施工过程中经常遇到始发竖井空间有限,长度不足等情况,大部分附属设备无法实现与盾构机主机同时组装始发,即要求在满足基本施工要求的情况下,根据盾构机各个系统的工作特点,进行分体组装始发,做到分体合理,电、液、气系统功能有序,施上转换安全快捷,合理使用辅助工法,做到顺利安全的分体组装始发。
本文提出的洞门密封设计,Q型反力架、盾构机空推导台,台车行走轨道设计均可对其他工况的空推、洞内始发、分体始发有借鉴意义。
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